Tradicionalmente se había pensado que dentro de los complejos procesos cerebrales, el aprendizaje y la consecutiva formación de la memoria, solo requería de la correcta funcionalidad de las neuronas y de su red de conexiones sinápticas y tal vez también, de la formación de nuevas neuronas (Cae un dogma: el cerebro humano puede generar nuevas neuronas). Se aceptaba que todo ello conformaba el complejo neuronal, siendo sólo secundaria la intervención de otras estructuras cerebrales. Sin embargo, nuevas investigaciones ponen en evidencia que además de las neuronas es necesaria la participación de otras células cerebrales, como son las glías, que siendo mucho más numerosas, su función siempre ha sido considerada como secundaria, como soporte y mantención de las neuronas. Sin embargo dentro de ellas existen varias clases, siendo importantes unas de mayor tamaño, llamadas oligodendroglias o oligodendrocitos, responsables de la producción y estructuración de la mielina, una substancia aislante que cubre los axones de las neuronas, facilitando la propagación de las señales eléctricas que circulan por las complejas interconexiones neuronales (La materia blanca cerebral).

Pero ahora, lan McKanzie y sus colaboradores del University College de Londres, experimentando en ratas comprueban que el aprendizaje de una función motora compleja, no solo requiere de una normalidad neuronal, sino también de la formación de nuevos oligodendrocitos que deben participar en la readecuación de la mielina. Comprueban que es el conjunto de estos diversos componentes los que en realidad hacen posible la plasticidad cerebral (Science, Octubre 2014, 346pp 318-22).

Hasta ahora se asumía que los oligodendrocitos y la mielina que ellos producían era estática, pero los resultados experimentales recientes demuestran que su producción es muy dinámica y vulnerable. Investigaciones de imagines radiográficas cerebrales habían demostrado que diversas formas de aprendizaje correlacionaban con cambios estructurales de la sustancia blanca. Por otra parte otras experiencias confirman que los oligodendrocitos y la mielina son muy maleables y que experimentan cambios en respuesta a estímulos sociales y ambientales (JAMA Psychiatry 10.1001/jamapsychiatry.2014.1049(2014).Estas observaciones ya hacían pensar que la mielina y la mielinización eran componentes importantes de la plasticidad cerebral.

Los oligodendrocitos desarrollan un complejo proceso para ir cubriendo al axón neuronal con capas concéntricas de mielina (Figura 1 y 2). Esta actúa como aislante, incrementando la velocidad y eficiencia con que se trasmiten los impulsos eléctricos, de modo que sus modificaciones afectan la comunicación neuronal. Por otra parte la observación de la mielina en los axones demuestra que es bastante heterogénea; algunos pueden estar altamente mielinizados, otros no mielinizados, mientras otros se observan incompletamente mielinizados, pudiendo incluso variar el grado de mielinización a lo largo de un mismo axón.

En los mamíferos la mielinización se inicia durante las primeras etapas de la vida y continúa durante la adolescencia y edades posteriores (figura 3). En las primeras etapas las células progenituras de oligodendrocitos (OPCs) que dan origen a los oligodendrocitos maduros, se dirigen a mielinizar los axones en la medida que ellos van madurando (Desarrollo cerebral en el niño). Los OPCs adultos, en respuesta a la injuria, retienen la capacidad de diferenciarse ya sea en oligodendrocitos mielinizantes o desmielinizarse como sucede en enfermedades como la esclerosis múltiple (Neurosa. Bull. 29.1658(2013). Estas células precursoras (OPCs) también pueden generarse en cerebros adultos previamente mielinizados, y remodelar la mielina a lo largo de sus axones.

Con todo, no es bien conocida la importancia potencial de este aparente reservorio de células indiferenciadas (OPCs) para la plasticidad normal del cerebro. Mackenzie y sus colaboradores encontraron que en ratas adultas jóvenes, para que les sea posible aprender, eran necesarios estos oligodendrocitos. Los investigadores les enseñaron a correr en una rueda compleja con intervalos irregulares, observando que simultáneamente en ellas se producía un incremento transitorio en la proliferación de OPCs, que a su vez incrementaban la producción de oligodendrocitos maduros en la región de los cuerpos callosos, una zona densa del cerebro que conecta los dos hemisferios cerebrales. Para analizar la contribución de la formación de nuevos oligodendrocitos durante el aprendizaje motor, diseñaron un experimento usando ratas genéticamente modificadas a las cuales habían eliminado la habilidad de OPCs de convertirse en nuevos oligodendrocitos, sin afectar a los oligodendrocitos ni la mielina ya preexistente. Consiguieron esto, inactivando el gene del factor regulatorio de la mielina (Myrf) en OPC adultos. Myrf codifica una proteína que se requiere para que OPCs se diferencien en ologomielocitos mielinisadores. De esta forma, McKenzie y sus colaboradores demostraron que las ratas que carecían de la capacidad de formar oligodendrocitos eran incapaces de aprender a correr en la rueda compleja. Por otra parte, cuando a ellas se les permitía entrenarse en este aprendizaje antes de la inactivación del Myrf, rendía comparativamente igual que las ratas controles. Esto indicaba que aún cuando no requerían de la producción de nuevos oligodendrocitos para mantener la información ya aprendida, si estos eran indispensables para el aprendizaje de nuevos comportamientos motores.

¿Cómo es que el aprendizaje está unido a cambios en la mielinización? Es interesante recordar que en los OPCs se expresan numerosos receptores que les permiten responder a neurotransmisores cerebrales. Pero no se sabe si la plasticidad de la mielina es necesaria para todos los procesos de aprendizajes o sólo están confinados al aprendizaje de comportamientos motores, excluyendo aprendizaje de funciones cognitivas. Ello es importante de aclarar en experimentos futuros, dado que trastornos mentales, como la esquizofrenia y desordenes bipolares se asocian con defectos en la mielinización (B.P. Sokolov, Int.J.Neuropsychopharmacol. 2007: 10, p 547). Si aceptamos que la generación de nueva mielina es esencial también para el aprendizaje de funciones cognitivas, podrían asociarse ello a las alteraciones cognitivas que se observan en enfermedades psiquiátricas. Recientes estudios optogenéticos in vivo, realizados en ratas, demuestran que el incremento de la actividad neuronal se acompaña de una mayor proliferación de OPCs y de un incremento de los oliogodendrocitos maduros, en áreas del cerebro relacionadas con el aprendizaje (E.M.Gibson y cois Science 2014, 344,1252304) También la declinación cognitiva propia del envejecimiento, podría ser consecuencia de la disminución de la eficiencia de los OPCs para convertirse en oligodendrocitos mielinizantes. De ello podría deducirse que ella podría ser la consecuencia de la ineficiencia de los OPCs y de la consecuente disminución de la plasticidad de la mielina.

La evidencia que las glías y otras células no neuronales pueden ser influenciadas por experiencias ambientales y que ello se relacione con la menor eficiencia de OPCs, plantean un nuevo paradigma que a futuro podría derivar en nuevos tratamientos de las enfermedades neurológicas y neuropsiquiatrías y también ser posible, aliviar la decrepitud de la vejez.

*Para saber más: lan McKenzie: Motor skiII learning requires active central myelination. Science vol. 2014, 346: 318-322.