¿Cómo un entorno enriquecido promueve la plasticidad cerebral?

El cerebro cambia en respuesta a las experiencias, pero identificar los mecanismos moleculares que subyacen a estos cambios es un desafío porque cada estudio puede implicar diferentes condiciones experimentales.

Para identificar estos patrones, el equipo analizó conjuntamente datos de estudios previos sobre la expresión génica en el cerebro de roedores expuestos a un entorno enriquecido. Estos animales tienen más oportunidades de explorar, realizar actividad física e interactuar con otros animales que las que tendrían en condiciones de alojamiento estándar. La búsqueda inicial identificó más de 300 publicaciones. Tras comprobar qué estudios disponían de los datos necesarios, los investigadores seleccionaron 20 estudios basados en la secuenciación de ARN, una técnica que mide qué genes se expresan y en qué medida, para un análisis más detallado. El objetivo era identificar una firma molecular asociada al enriquecimiento ambiental, es decir, un conjunto de cambios en la expresión genética detectados de forma consistente en diferentes estudios. El procesamiento de los datos según los mismos criterios y la combinación de los resultados mediante tres métodos estadísticos diferentes permitieron identificar cambios moleculares recurrentes en los distintos estudios, más allá de las características específicas de cada experimento.

El metaanálisis identificó una presencia destacada de genes asociados con las sinapsis las estructuras que permiten la comunicación entre neuronas y la plasticidad sináptica, la capacidad de estas conexiones para modificar su función en respuesta a la actividad y la experiencia.

Los hallazgos también destacan los genes implicados en las respuestas rápidas a la activación neuronal, como los pertenecientes a las familias Fos y Jun, que codifican proteínas que forman parte del complejo AP-1. Este factor de transcripción regula la expresión de numerosos genes implicados en la comunicación entre neuronas y la plasticidad sináptica. Este hallazgo es particularmente relevante para el equipo del Instituto de Neurociencias, que previamente había investigado el papel de AP-1. Dicha investigación demostró en ratones que este complejo participa en los mecanismos que vinculan las experiencias vividas durante la infancia con cambios duraderos en las capacidades cognitivas.

Los investigadores destacan que los hallazgos deben interpretarse considerando la diversidad de los estudios incluidos. Las diferencias en los diseños experimentales y las condiciones de alojamiento de los animales introducen variabilidad, y los resultados obtenidos en roedores no pueden extrapolarse directamente a los humanos. El metaanálisis identifica patrones consistentes en la expresión génica, pero determinar el papel causal de cada mecanismo requerirá estudios experimentales adicionales.

El estudio, dirigido por la Universidad de Varsovia fue publicado en la revista Molecular Neurobiology.