Investigadores de un consorcio público estadounidenses publican en Nature el mayor atlas genómico de la corteza prefrontal, donde se concentra el procesamiento de información cognitiva y mental, y confirman que la vida adulta empieza a los 24 años, un punto de inflexión para el desarrollo del cerebro humano en el que se da por concluida la juventud.
Investigadores del consorcio público PsychAD, respaldado por el Instituto Nacional sobre el Envejecimiento de Estados Unidos (NIA, en sus siglas inglesa) han elaborado el mapa más completo hasta la fecha de cómo se expresan los genes en la corteza prefrontal a lo largo de toda la vida humana. Esta zona del cerebro está involucrada en algunas de las habilidades que más caracterizan a los seres humanos, con funciones clave para la vida adulta como planificar, resolver problemas complejos o regular impulsos emocionales.
En el análisis del que se considera el mayor mapa de expresión génica de esta zona del cerebro realizado hasta ahora, los investigadores sugieren que au proceso de maduración se completa hacia los 24 años
Los investigadores presentan, concretamente, un atlas transcriptómico a partir de núcleos individuales de la corteza prefrontal dorsolateral humana que abarca todo el ciclo vital, de 0 a 97 años en muestras procedentes de 284 donantes, cuyas conclusiones se publican en Nature junto con otros siete trabajos que describen también alteraciones durante diversas enfermedades o nuevos riesgos genéticos. Dado que es, además, una de las zonas más sensibles al deterioro asociado a la edad, el estudio permitirá estudiar aspectos sobre el envejecimiento o el deterioro cognitivo.
"Este atlas revela que la expresión génica en las células de esta corteza sigue una trayectoria no lineal a lo largo de la vida, con cambios especialmente marcados durante el desarrollo temprano, incluyendo la gliogénesis, la remodelación sináptica y la apoptosis, seguidos de una estabilización durante la edad adulta", detalla Juan Lerma, profesor de investigación del CSIC Ad-honorem en el Instituto de Neurociencias CSIC-UMH y miembro de la Real Academia de Ciencias de España. Este experto explica en SMC España que el estudio sirve para "confirmar fehacientemente" que "a los 24 años de edad existe un punto de inflexión a partir del cual la composición de la mayoría de las subclases neuronales y gliales permanece estable, con algunas excepciones".
"Es decir, que la maduración de la corteza cerebral se extiende más allá de la infancia y la adolescencia, finalizando a los 24 años, que es donde podríamos dar por acabada la juventud y comienza el estado adulto. Estos datos ponen de manifiesto hasta cuándo un individuo se puede considerar inmaduro y delinean las repercusiones que sistemas educativos deficientes, el acceso a redes sociales u otros sistemas alienantes (sectas, drogas, alcohol, etcétera), pueden tener en el desarrollo del cerebro.
"El atlas provee, por una parte, los fundamentos para comprender ciertas transiciones de programas celulares que llevan de la resiliencia a la vulnerabilidad", prosigue Lerman. "Una de las trayectorias que define se puede interpretar como de resiliencia neuronal, porque muestra una expresión reducida de los genes asociados al riesgo de trastornos del neurodesarrollo, con un máximo alrededor de los 12-13 años. Esto sugiere que las alteraciones inducidas antes de esta ventana crítica podrían tener repercusiones funcionales a largo plazo".
Por otro lado, "la definición de los distintos puntos de inflexión durante el desarrollo y el envejecimiento pueden representar ventanas de oportunidad para la intervención terapéutica, y orientan el diseño de estrategias para preservar la salud cerebral y reducir el deterioro cognitivo asociado a la edad".
Una larga historia cerebral con distintos personajes
"Para reconstruir cómo cambia el cerebro humano a lo largo de toda una vida, los investigadores analizaron tejido de la corteza prefrontal dorsolateral obtenido tras la muerte de 284 personas, desde los primeros meses de vida hasta los 97 años", ahonda Marta Nieto, líder del grupo de investigación Desarrollo de la Corteza Cerebral en el Centro Nacional de Biotecnología (CNB-CSIC).
"A partir de estas muestras aislaron los núcleos celulares y utilizaron secuenciación de ARN de núcleo único para averiguar qué genes estaban activos en cada tipo de célula, construyendo un extraordinario atlas de más de 1,3 millones de células. El gran valor de este estudio reside en que permite seguir por separado cómo cambia con la edad cada una de las principales poblaciones celulares del cerebro".
Así, en vez de analizar el envejecimiento del tejido cerebral como un fenómeno único, los investigadores pueden reconstruir qué les ocurre por separado a lo largo de prácticamente un siglo de vida humana a los componentes fundamentales del sistema nervioso central como las neuronas, los astrocitos, los oligodendrocitos o la microglía, y descubren que los distintos tipos de células no envejecen de la misma manera ni al mismo tiempo.
Al comparar estas trayectorias, continúa Nieto, los resultados dibujan una historia en cierta forma inesperada. "Durante la infancia y la adolescencia, como cabría esperar, las neuronas experimentan los mayores cambios mientras se forman y maduran los circuitos cerebrales. Después llega una larga etapa de relativa estabilidad".
"Pero al alcanzar la vejez, el cerebro vuelve a transformarse y, sorprendentemente, esta vez las protagonistas no son las neuronas, sino las células que las rodean y las mantienen: los astrocitos y oligodendrocitos, células gliales fundamentales para el soporte, la nutrición y el funcionamiento de las neuronas, y la microglía, que constituye la principal población inmunitaria residente del cerebro, modifican profundamente su actividad y aumentan programas relacionados con el estrés celular, la homeostasis y la respuesta inmunitaria".
Nieto también llama la atención sobre otro aspecto crucial: los investigadores conocían la hora de la muerte de muchos de los donantes y pudieron reconstruir los ritmos diarios de actividad de los genes. Y observaron que la fuerte sincronización del reloj circadiano de las neuronas durante la edad adulta se pierde en gran medida después de los 60 años, mientras algunas células gliales y la microglía adquieren nuevos ritmos relacionados con el estrés celular.
"El trabajo cambia así el foco desde el que contemplamos el envejecimiento cerebral: quizá para entender por qué las neuronas se vuelven vulnerables con la edad no debamos mirar únicamente a las propias neuronas, sino también a cómo envejecen las células que las alimentan, protegen y acompañan durante toda la vida".
Este atlas biológico publicado en Nature genera, además, genera una gran cantidad de información, cuyo impacto se verá en los próximos años, a medida que la comunidad científica empiece a explotar una información que va mucho más allá de las preguntas planteadas inicialmente por sus autores.
"Hay más de un millón de perfiles transcriptómicos individuales, organizados por tipo celular y a lo largo de prácticamente toda la vida humana", subraya la investigadora. "Es un excelente punto de partida para orientar muchas de las preguntas que la investigación sobre el envejecimiento cerebral deberá intentar responder en los próximos años". "Es un recurso de referencia excepcional, con datos y herramientas que podrán ser reutilizados por otros investigadores para formular nuevas preguntas, contrastar resultados experimentales o explorar genes, tipos celulares y procesos asociados al desarrollo y al envejecimiento".
La estela del proyecto Brain
Rafael Yuste, profesor de la Universidad de Columbia.JOSE LUIS PINDADOEXPANSION"Esta remesa de artículos es otro resultado de la iniciativa BRAIN que empezó Obama en el 2013 y que sigue su rumbo, independientemente de los nuevos presidentes y de la situación política", resalta Rafael Yuste, profesor de Ciencias Biológicas y director del Centro de NeuroTecnología de la Universidad de Columbia (Nueva York), presidente de la Fundación NeuroRights e impulsor del proyecto BRAIN.
"Este trabajo es de alta calidad, utilizando métodos de transcriptómica de células individuales para mapear los tipos celulares en la corteza prefrontal humana", añade. Aplica al dedillo lo que ya han hecho muchos grupos antes, siguiendo la estela del Instituto Allen de Seattle (Estados Unidos), que fueron los pioneros en utilizar estos métodos para mapear los tipos celulares en la corteza del ratón y la humana. A pesar de esto, el trabajo no deja de ser importante, ya que la información sobre los tipos celulares es imprescindible para entender cómo funcionan los circuitos neuronales".
"Mapear todos los tipos celulares del cerebro era el sueño de Cajal y el hacerlo en la corteza prefrontal humana es particularmente importante, ya que es la parte de nuestro cerebro donde se concentra el procesamiento de información cognitiva y mental".
Naturehttps://www.nature.com/articles/s41586-026-10271-7
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