Científicos “congelan” el cerebro en pleno funcionamiento y descubren una pista clave sobre el Párkinson

Durante años, la neurociencia ha chocado con un problema de difícil resolución: algunos de los procesos más importantes del cerebro ocurren tan rápido que, cuando intentamos observarlos, ya han desaparecido. Esto se debe a que la comunicación entre neuronas, la base de la memoria, el aprendizaje y el movimiento, sucede en milisegundos, en una escala que hasta ahora escapaba incluso a las técnicas de imagen más avanzadas.

Para resolverlo, en la última década, se han empleado métodos como la microscopía electrónica, la optogenética o el uso de modelos computacionales basados en IA que han permitido reconstruir circuitos neuronales con una precisión sin precedentes. Sin embargo, la mayoría de estas herramientas capturan el cerebro “en pausa”, es decir estructuras estáticas, promedios de actividad o simulaciones que, aunque potentes, no muestran el instante exacto en el que una neurona transmite una señal a otra.

Ese límite técnico es especialmente relevante en enfermedades neurodegenerativas como el Párkinson, donde el problema no es solo la muerte de neuronas, sino fallos progresivos en la comunicación sináptica. Por esto, comprender qué ocurre en esos primeros microsegundos podría marcar la diferencia entre tratar los síntomas y entender el origen del daño.

Ahora, un equipo de la Escuela de Medicina de la Universidad Johns Hopkins ha desarrollado una técnica capaz de detener el tiempo justo en ese momento crítico. El método, conocido como zap-and-freeze, permite observar células cerebrales humanas y de ratón exactamente cuando están enviando señales eléctricas, abriendo una nueva ventana a los procesos más rápidos y ocultos del cerebro.

Congelar el instante en que el cerebro “habla”

La técnica zap-and-freeze combina dos acciones extremas y precisas: primero, estimula eléctricamente el tejido cerebral para provocar la activación neuronal; inmediatamente después, lo congela bajo alta presión en cuestión de milisegundos arrojando como resultado una especie de fotografía ultrarrápida que preserva las neuronas en plena acción, sin destruir su estructura ni alterar sus funciones básicas.

Según lo publicado por Science Alert, gracias a este método, los investigadores pudieron observar con gran detalle lo que sucede en las sinapsis, los diminutos espacios donde una neurona se comunica con otra mediante vesículas cargadas de neurotransmisores. Estas vesículas se liberan, se reciclan y se regeneran a una velocidad que hasta ahora solo podía inferirse de manera indirecta.

Adicionalmente, uno de los hallazgos más relevantes fue la observación directa de la llamada endocitosis ultrarrápida, un mecanismo de reciclaje que ocurre en menos de 100 milisegundos. El estudio confirmó que este proceso no solo existe en cerebros de ratón, como se había propuesto en investigaciones anteriores, sino que también se conserva en tejido cerebral humano intacto.

Según los investigadores, esta conservación entre especies refuerza la idea de que se trata de un mecanismo fundamental para el funcionamiento del cerebro. Y es que cuando este sistema falla, la comunicación neuronal se vuelve ineficiente, un escenario que encaja con lo que se observa en trastornos como el Párkinson.

Un paso pequeño, pero decisivo, hacia nuevas terapias

Los investigadores planean ahora aplicar esta técnica a muestras de tejido cerebral de pacientes con Párkinson que ya se someten a procedimientos quirúrgicos invasivos, pues comparar estas imágenes con las de cerebros sanos podría mostrar, por primera vez, diferencias directas en el comportamiento de las vesículas sinápticas. Y aunque todavía estamos lejos de una aplicación clínica inmediata, el avance representa un cambio de escala en la investigación cerebral: pasar de inferencias y modelos a observaciones directas del cerebro en funcionamiento.

En suma, en un contexto en el que el Párkinson afecta ya a millones de personas y se espera que su incidencia aumente en los próximos años, herramientas capaces de revelar lo que ocurre en los primeros milisegundos del daño neuronal podrían resultar decisivas.