jueves, 26 de mayo de 2016

Buscando los engranajes de nuestro reloj interno


Por Carl Zimmer

Publicado en el New York Times el 28 de diciembre del 2015

Traducido por: Ana Toral




Imagen: Tim Robinson



A lo largo del día, un reloj hace tic tac dentro de nuestros cuerpos. Nos despierta por la mañana y nos hace dormir por la noche. Sube y baja la temperatura de nuestro cuerpo en el momento adecuado, y regula la producción de insulina y otras hormonas.

El reloj circadiano del cuerpo, incluso, influye en nuestros pensamientos y sentimientos. Los psicólogos han medido algunos de sus efectos sobre el cerebro humano realizando pruebas cognitivas en diferentes momentos del día. Y encontraron que, tarde por la mañana resultaba ser el mejor momento para intentar hacer tareas como el cálculo mental que requiere que mantengamos varias piezas de información en la mente al mismo tiempo. Por la tarde es el momento de intentar tareas más simples, como la búsqueda de una palabra en particular en una página de crucigramas.

Otra pista sobre el reloj que funciona en nuestro cerebro viene de  gente con enfermedades tales como la depresión y el trastorno bipolar. Las personas con estos trastornos a menudo tienen problemas para dormir por la noche, o se sienten mareadas durante el día. Algunas personas con demencia experimentan “malestar crepuscular” mostrándose confundidas o agresivas al final del día.

"Los ciclos de sueño y de actividad son una parte muy importante de las enfermedades psiquiátricas", según Huda Akil, una neurocientífica de la Universidad de Michigan.

Sin embargo, los neurocientíficos han tenido dificultades para entender exactamente cómo el reloj circadiano afecta a nuestra mente. Después de todo, los investigadores no pueden simplemente abrir el cráneo de un sujeto y comprobar como las células de su cerebro se van modificando a lo largo de cada día.

Hace algunos años, a la Dra. Akil y sus colegas se les ocurrió una idea que sí que era factible.

La Universidad de California, Irvine, almacena los cerebros donados a la ciencia. Algunos de sus antiguos propietarios murieron en la mañana, algunos en la tarde y otros por la noche. La Dra.  Akil y sus colegas se preguntaron si habría diferencias en los cerebros dependiendo de la hora del día en que los donantes habían muerto.

"Tal vez sea una ingenuidad, pero nadie había pensado en ello," dijo la Dra. Akil.

Ella y sus colegas seleccionaron cerebros de 55 personas sanas que murieron de forma  repentina, por ejemplo en accidentes automovilísticos. De cada cerebro, los investigadores seleccionaron los tejidos de las regiones importantes para el aprendizaje, la memoria y las emociones.

Las células cerebrales de cada persona en el momento de su muerte estaban en medio de la producción de proteínas a partir de ciertos genes. Debido a que los cerebros se habían conservado bien, los científicos todavía podían medir la actividad de los genes en el momento de la muerte.

La mayoría de los genes que examinaron no mostraron ningún patrón regular de la actividad en el transcurso del día. Pero encontraron que más de 1.000 genes sí que seguían un ciclo diario. Las personas que murieron en el mismo momento del día mostraban esos mismos genes en los mismos niveles de actividad.

Los patrones eran tan consistentes que los genes podrían actuar como una marca de tiempo. "Podríamos preguntar:" ¿A qué hora murió esta persona? "; "Y podríamos conocer el momento exacto de la muerte con una variación de menos de una hora a partir de este patrón”.  

Ella y sus colegas realizaron luego el mismo análisis en los cerebros de 34 personas que habían tenido depresión aguda antes de morir. Pero se encontraron con que la marca de tiempo estaba muy alejada de la esperada. "Parecía como si estuvieran en otro horario, tal vez en el de Japón o en el de Alemania", dijo la Dra. Akil.

La Dra. Akil y sus colegas publicaron sus resultados en 2013, inspirando a los investigadores de la Escuela de Medicina de la Universidad de Pittsburgh para tratar de replicarlos.

"Era algo que no pensábamos que pudiéramos hacer antes", dijo la  neurocientífica Colleen R. McClung. La Dra. McClung y sus colegas realizaron una versión más grande del estudio, examinado 146 cerebros recogidos por el programa de donantes de la universidad. Los investigadores publicaron sus resultados esta semana en The Proceedings of the National Academy of Sciences.

"Y he aquí, que obtuvimos muy buenos ritmos," dijo la Dra. McClung. "Realmente parece una instantánea de dónde se encontraba el cerebro en ese momento de la muerte."

La Dra. Akil está agradecida  de que otro equipo de investigadores hiciera el esfuerzo para respaldar sus conclusiones. "Hay una gran cantidad de solapamiento, lo que te hace creer que algo está pasando de verdad aquí", dijo.

Pero la Dra. McClung y sus colegas también hicieron algo que nadie había hecho. Los investigadores compararon los patrones de expresión génica en los cerebros de personas jóvenes y viejas, y encontraron diferencias intrigantes.

Los científicos esperaban encontrar pistas sobre por qué los ciclos circadianos de las personas cambian a medida que envejecen. "A medida que las personas envejecen, sus ritmos tienden a deteriorarse y desplazarse hacia adelante" según comentó la Dra. McClung.

Se encontró que algunos de los genes que eran muy activos en los ciclos diarios de las personas jóvenes se silenciaban en personas mayores de 60. Es posible que algunos adultos mayores dejen de producir proteínas en sus cerebros que son necesarias para mantener los ritmos circadianos.

Para su sorpresa, sin embargo, los investigadores también descubrieron algunos genes que se activaban  en ciclos diarios sólo en la vejez. "Parece que el cerebro podría estar tratando de compensar mediante la activación de un reloj adicional," dijo la Dra. McClung.

La Dra. Akil especuló que la capacidad del cerebro para improvisar un reloj alternativo en personas mayores,  podría  protegerlas de enfermedades neurodegenerativas. "Puede significar la diferencia entre el deterioro o no", dijo.

Podría ser posible, quizá más adelante,  activar  nuestros segundos relojes como una manera de tratar una variedad de trastornos relacionados con el ritmo circadiano. La Dra. Akil dijo que si encontráramos los genes correlacionados con el ritmo circadiano en humanos, ello permitiría a los científicos que experimentan con animales el averiguar cual es su función.

En lugar de estar sentada en el laboratorio imaginando que genes podrían ser importantes, estamos inspirándonos en el cerebro humano y preguntándonos “Que es lo que estas tratando de decirnos?”.