Un estudio innovador ha trazado por primera vez un mapa detallado de las conexiones que el cerebelo establece con el resto del cerebro en las fases iniciales de la vida. Esta investigación, llevada a cabo por el Instituto de Neurociencias (IN), revela que estas vías se forman mucho antes de lo que se creía, definiendo periodos críticos de vulnerabilidad que podrían estar vinculados al origen de trastornos como el autismo o la esquizofrenia. El hallazgo transforma nuestra comprensión sobre el desarrollo cerebral temprano y su potencial influencia en la salud neurológica.
Aunque históricamente el cerebelo se ha asociado principalmente con el control de los movimientos y el equilibrio, la ciencia moderna ha ido acumulando pruebas de que su influencia se extiende mucho más allá. Hoy se sabe que esta estructura cerebral, situada en la parte posterior inferior, también interviene en procesos complejos como el aprendizaje, las emociones y el comportamiento social. Sin embargo, existía una laguna importante: no se sabía con precisión en qué momento de la vida temprana el cerebelo comenzaba a establecer su red de comunicación con otras áreas cerebrales, una interacción fundamental para todas estas funciones cognitivas y emocionales.
Este vacío de conocimiento ha sido el motor del reciente trabajo del grupo Desarrollo, Conectividad y Función de los Circuitos del Cerebelo, dirigido por Juan Antonio Moreno Bravo, investigador del Instituto de Neurociencias (CSIC-UMH). Su estudio, publicado en la revista Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS), marca un hito al proporcionar el primer mapa estructural que detalla las trayectorias que siguen las señales desde el cerebelo hacia sus regiones de destino en el cerebro.
Un desarrollo organizado en tres etapas críticas
El equipo de investigación ha demostrado que las vías de conexión que parten del cerebelo se desarrollan siguiendo un patrón altamente organizado y secuencial. Este proceso se divide en varias fases bien definidas, que coinciden con momentos de intensa actividad en el desarrollo cerebral temprano, conocidos como ventanas críticas.
El primer paso se observa muy pronto: «Hemos podido observar que las proyecciones cerebelosas comienzan a formarse muy temprano, ya en el embrión, cuando los primeros axones empiezan a conectar con múltiples regiones del cerebro”, explica Moreno Bravo. Un axón es la prolongación de la neurona que transmite el impulso nervioso.
A esta fase embrionaria le sigue una etapa de expansión rápida y masiva, donde estas conexiones se multiplican para acompañar el crecimiento acelerado que experimenta el cerebro. Finalmente, durante las primeras semanas posteriores al nacimiento, los circuitos entran en un periodo de refinamiento, donde se seleccionan y consolidan las conexiones que serán permanentes.
Periodos vulnerables para el neurodesarrollo
Esta secuencia detallada de formación y consolidación tiene una implicación crucial para la salud. Al definir estos momentos con tanta precisión, los investigadores han podido identificar las ventanas críticas de vulnerabilidad. Se trata de etapas en las que el cerebro es más sensible a factores externos e internos.
“Esta secuencia escalonada nos ha permitido identificar con precisión los momentos en los que el cerebelo podría empezar a influir en otras regiones del cerebro, aun cuando se encuentra en una fase inmadura de su desarrollo. Estos periodos tempranos constituyen ventanas muy relevantes para entender cómo el cerebro establece su arquitectura interna”, destaca el investigador.
Entender cuándo se desarrollan estas conexiones permite establecer un marco temporal para investigar cómo las alteraciones genéticas o las condiciones ambientales adversas pueden afectar la maduración de las vías cerebelosas. Cualquier fallo en la formación o refinamiento de estas vías durante estas etapas críticas podría ser un factor que contribuye al origen de trastornos del neurodesarrollo, como el autismo y la esquizofrenia.
Una nueva visión de la función cerebelosa
Los resultados de esta cartografía tridimensional desafían la visión tradicional del cerebelo. Contrario a la creencia anterior de que esta estructura maduraba tarde y su participación en funciones complejas era progresiva y tardía, la investigación sugiere que el cerebelo es un jugador clave desde las fases iniciales.
Moreno Bravo sostiene que “Tradicionalmente se ha considerado que el cerebelo madura tarde y que su participación en funciones complejas aparece de forma progresiva y tardía. Nuestro trabajo sugiere lo contrario: el cerebelo empieza a construir su red muy pronto y podría estar contribuyendo activamente a la formación de circuitos en otras regiones del cerebro desde fases iniciales”. Esta nueva perspectiva, según el investigador, “puede ayudar a replantear el papel del cerebelo en el desarrollo, no como un mero modulador tardío del movimiento, sino como un nodo temprano que contribuye a la construcción de redes cerebrales más amplias”.
Tecnología de vanguardia para ver lo invisible
La precisión de este mapa de conectividad ha sido posible gracias a la combinación de avanzadas herramientas de la neurociencia. El equipo empleó una mezcla de herramientas genéticas con técnicas de imagen tridimensional de última generación aplicadas al cerebro completo del ratón. Utilizaron marcadores fluorescentes para etiquetar las neuronas que inician la conexión, permitiendo seguir sus trayectorias.
Posteriormente, aplicaron métodos de aclaramiento tisular y microscopía avanzada. “Visualizar estas proyecciones en 3D, ver cómo surgen en el embrión y cómo se extienden a través del cerebro, ha sido realmente fascinante”, comenta Raquel Murcia Ramón, primera autora del estudio. “Muchas de estas conexiones no se habían visto nunca con esta precisión, y poder observar su evolución nos ha permitido reconstruir una historia completa del desarrollo de estos circuitos”.
