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Los investigadores identifican un nuevo mecanismo de neuroplasticidad relacionado con el aprendizaje y la memoria
Último revisado: 02.07.2025
Las neuronas son importantes, pero no son las únicas que intervienen en el proceso. De hecho, es el "cartílago", en forma de grupos de moléculas de la matriz extracelular llamadas condroitín sulfatos, ubicados en el exterior de las células nerviosas, el que desempeña un papel clave en la capacidad del cerebro para adquirir y almacenar información.
Un estudio publicado en la revista Cell Reports describe un nuevo mecanismo para la plasticidad cerebral, es decir, cómo cambian las conexiones neuronales en respuesta a estímulos externos. El artículo se titula «Los grupos focales de la matriz perisináptica promueven la plasticidad dependiente de la actividad y la memoria en ratones».
Este trabajo es el resultado de una colaboración entre la Escuela de Medicina de Harvard, la Universidad de Trento y el Centro Alemán de Enfermedades Neurodegenerativas (DZNE) en Magdeburgo.
«Las habilidades sensoriales y la capacidad de comprender nuestro entorno dependen de la actividad cerebral, que nos permite percibir y procesar los estímulos del mundo exterior. A través del cerebro, podemos adquirir y almacenar nueva información, así como recordar la que ya hemos aprendido», afirman Yuri Bozzi y Gabriele Cellini.
Este fascinante fenómeno es posible gracias a la capacidad del cerebro para modificar continuamente la estructura y la eficacia de las conexiones neuronales (sinapsis) en respuesta a estímulos externos. Esta capacidad se denomina plasticidad sináptica. Comprender cómo se producen los cambios sinápticos y cómo contribuyen al aprendizaje y la memoria es uno de los principales retos de la neurociencia.
Yuri Bozzi es profesor de la Universidad de Trento y coautor principal del artículo. Gabriele Cellini es el primer autor del estudio. Cellini comenzó a trabajar en este proyecto en 2017 como investigador postdoctoral en el laboratorio de Sabina Berretta (Hospital McLean y Facultad de Medicina de Harvard, Boston) y completó la publicación científica mientras trabajaba como investigador postdoctoral en el laboratorio de Bozzi en la Universidad de Trento.
En el centro del estudio se encuentran los sulfatos de condroitina, moléculas bien conocidas por su papel en las articulaciones que también juegan una función importante en la plasticidad cerebral, siendo una parte integral de la matriz extracelular del cerebro, como lo descubrió originalmente el grupo del Dr. Alexander Dityatev en 2001.
En 2007, un estudio japonés describió la presencia de cúmulos de sulfato de condroitina, de forma redonda y dispersos aparentemente al azar por todo el cerebro. Sin embargo, este trabajo cayó en el olvido hasta que el laboratorio de neurociencia traslacional de Sabina Berretta devolvió la atención científica a estas estructuras al renombrarlas cúmulos CS-6 (por sulfato de condroitina-6, que identifica su composición molecular precisa) y demostrar que estas estructuras están asociadas con células gliales y su presencia es muy reducida en el cerebro de personas con trastornos psicóticos.
Luego, en 2017, Gabriele Cellini, recién contratado en el laboratorio de Berretta, recibió la tarea de descubrir la función de estos grupos.
Primero examinamos estas estructuras en detalle, obteniendo imágenes de muy alta resolución. Descubrimos que eran esencialmente grupos de sinapsis recubiertas de CS-6, organizadas en una forma geométrica claramente reconocible. Luego identificamos un nuevo tipo de organización sináptica, afirman los científicos.
En este punto, tuvimos que aplicar un poco de creatividad experimental. Mediante una combinación de enfoques conductuales, moleculares y morfológicos sofisticados, nos dimos cuenta de que estos compuestos encapsulados en grupos CS-6 cambian en respuesta a la actividad eléctrica cerebral.
"Finalmente, gracias a la colaboración con Alexander Dityatev de DZNE Magdeburg y a los esfuerzos de Hadi Mirzapurdelawar de su grupo, redujimos la expresión de CS-6 en el hipocampo (la región cerebral responsable del aprendizaje espacial) y demostramos que la presencia de CS-6 es necesaria para la plasticidad sináptica y la memoria espacial", señalan Bozzi y Cellini.
Este trabajo abre el camino a una nueva forma de analizar la función cerebral. Es posible que todas las sinapsis formadas en diferentes neuronas dentro de los grupos CS-6 tengan la capacidad de responder juntas a estímulos externos específicos y participar en una función común destinada a los procesos de aprendizaje y memoria, señalan.
"Parecen representar un nuevo sustrato para la integración de información y la formación de asociaciones a nivel multicelular", añaden Dityatev y Berretta.
Este trabajo es el resultado de la colaboración entre varios laboratorios, incluido el Laboratorio de Neurociencia Traslacional (Sabina Berretta; McLean Hospital - Harvard Medical School, Boston), el Laboratorio de Investigación de Trastornos del Neurodesarrollo (Yuri Bozzi; CIMeC - Centro Interdisciplinario de Ciencias del Cerebro, Universidad de Trento) y el Laboratorio de Neuroplasticidad Molecular (Alexander Dityatev; DZNE Magdeburg).