El nostre cervell és flexible i està en canvi permanent

 

Els estudis sobre plasticitat cerebral ens diuen que el nostre cervell és capaç de canviar la seva estructura i configuració durant tota la vida en funció de les nostres experiències amb l’entorn. Les recerques en aquest camp ―també conegut com a neuroplasticitat o plasticitat cognitiva― afirmen que el nostre cervell té la capacitat de remodelar i enfortir les connexions entre les neurones, les sinapsis. És a dir, que podem millorar la nostra capacitat d’aprenentatge, les nostres habilitats cognitives i la nostra memòria, i adaptar-nos a noves situacions. I fins i tot compensar els efectes de lesions cerebrals establint noves xarxes o, com dèiem, enfortint-ne algunes.

El nostre cervell està en canvi permanent, també en els adults i la gent gran (llegiu l’article Neurogènesi: com els adults podem desenvolupar noves neurones). I podem estimular aquestes modificacions exercitant el nostre cervell a través de l’activitat cognitiva i sensorial, l’exercici físic, les emocions, la nutrició, etc.; un fet que fins fa poc es desconeixia (vegeu el vídeo de sota).

 

Com es produeix la plasticitat cerebral

 

Això no obstant, fins ara no se sabia com es produeix el fenomen de la plasticitat cerebral.  Cal tenir en compte que el nostre cervell és un sistema en el qual hi ha uns cent mil milions de neurones i milers de sinapsis en canvi constant. Els investigadors tenien la hipòtesi que quan s’estableixen noves connexions entre neurones i quan algunes sinapsis s’enforteixen calia activar algun mecanisme de compensació perquè es mantingués el sistema en equilibri, sense que quedés «aclaparat» pels canvis.

Doncs bé, un equip d’investigadors de l’Institut Picower per a l’Aprenentatge i la Memòria del MIT, ha publicat recentment un estudi a la revista Science en el qual es demostra com el nostre cervell assoleix aquest equilibri (l’estudi s’ha fet amb ratolins vius). El resultat és una regla tan fascinant com simple, tot i que el treball que han dut a terme per descobrir-la és extremadament complex: quan una connexió, anomenada sinapsi, s’enforteix, les sinapsis veïnes s’afebleixen a causa de l’acció d’una proteïna anomenada Arc. L’autor principal de l’estudi, Mriganka Sud, ha declarat sobre aquest tema que està emocionat, però no sorprès, que una regla tan simple regeixi un sistema tan complex com és el cervell: «Els comportaments col·lectius dels sistemes complexos sempre tenen regles simples», ha declarat. El descobriment d’aquesta regla fonamental de la plasticitat cerebral explica com l’enfortiment i l’afebliment sinàptic es combinen a les neurones per produir plasticitat.

 

El paper determinant de la proteïna Arc

 

Una vegada que els investigadors van comprovar la regla, van voler saber el mecanisme pel qual les neurones l’obeeixen. Per fer-ho havien de poder observar com canvien uns receptors anomenats AMPA, que són clau en les sinapsis. Amb l’ajut d’una etiqueta química, van veure que l’ampliació i l’enfortiment de les sinapsis estan correlacionats amb una major expressió del receptor AMPA, de la mateixa manera que la reducció i l’afebliment de les sinapsis estan correlacionats amb una menor expressió d’aquest receptor. La proteïna que regula l’expressió de l’AMPA és la proteïna Arc, de manera que l’equip es va adonar que havien de seguir també Arc per entendre del tot el mecanisme. De nou, van utilitzar una etiqueta química (que va haver de ser desenvolupada per científics del Japó, ja que mai abans se n’havia fet una per al cervell d’un animal viu) que els va permetre observar que les sinapsis enfortides estaven envoltades de sinapsis afeblides que havien enriquit l’expressió d’Arc i que l’enfortiment de les sinapsis augmenta la proteïna per afeblir les sinapsis veïnes. En altres paraules, Arc és la proteïna que manté l’equilibri dels recursos sinàptics. Podeu llegir l’explicació completa de l’estudi en aquest enllaç.

 

Els resultats d’aquesta recerca, així com les noves tècniques que els investigadors han desenvolupat per fer-ho, seran de gran utilitat a la comunitat científica per continuar progressant en la investigació del cervell.