El cerebro no solo necesita crear conexiones entre sus millones de neuronas. También debe hacerlo siguiendo un orden preciso, tanto en el tiempo como en el lugar. Una investigación del Instituto de Neurociencias de Elche, centro mixto de la Universidad Miguel Hernández (UMH) y el Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC), ha identificado un mecanismo que participa en esa compleja organización durante las primeras etapas del desarrollo cerebral.

El trabajo, liderado por la investigadora Isabel Pérez Otaño y publicado en The Journal of Neuroscience, se centra en la proteína GluN3A. Los investigadores han comprobado que esta molécula funciona como una especie de regulador que retrasa la maduración de determinados elementos neuronales para evitar que se desarrollen antes de que corresponda.

La investigación pone el foco en las dendritas, las estructuras que reciben información de otras neuronas. Cuando GluN3A está ausente, determinadas neuronas de la corteza cerebral desarrollan antes de tiempo dendritas más complejas. Al mismo tiempo, los axones procedentes del hemisferio contrario modifican su distribución dentro de la corteza. El resultado es una alteración en la organización del circuito neuronal.

Para llegar a estas conclusiones, el equipo trabajó con modelos de ratón y siguió el desarrollo de sus neuronas durante las primeras etapas de vida. A través de reconstrucciones tridimensionales de células individuales pudieron observar cómo cambiaba la estructura de las dendritas y determinar en qué parte del circuito ejercía su efecto la proteína.

Los experimentos apuntan a que GluN3A actúa principalmente sobre las neuronas que reciben las conexiones. Los axones, por su parte, sí consiguen atravesar el cuerpo calloso y alcanzar el hemisferio contrario, pero posteriormente terminan ocupando zonas diferentes de la corteza. Esto indica que el problema no estaría en el desplazamiento inicial de los axones, sino en los cambios que se producen después en el entorno con el que interactúan.

“GluN3A actúa como un freno durante una etapa concreta del desarrollo”, explica Pérez Otaño. En la misma línea, Bárbara Corral Sánchez, coprimera autora del estudio junto con Ana Isabel Navarro y Oliver Crawley, señala que una mayor complejidad de las dendritas a una edad temprana no implica necesariamente una mejor conexión, ya que “los distintos componentes” deben desarrollarse de manera coordinada.

El equipo también analizó la actividad de los genes en neuronas con y sin GluN3A y encontró diferencias en varios genes relacionados con el crecimiento de dendritas y axones, entre ellos CRMP4 y KCNA1. Los autores consideran que estos resultados ayudan a comprender cómo se coordinan los distintos elementos que forman los circuitos neuronales y aportan información para estudiar alteraciones de la conectividad asociadas a mutaciones en GluN3A. Al tratarse de una investigación realizada en ratones y durante etapas tempranas del desarrollo, sus conclusiones se centran en mecanismos básicos de organización cerebral, que pueden servir como punto de partida para comprender mejor cómo se construyen y maduran las redes neuronales.