Investigadores del Instituto Allen cartografiaron el cerebro de un ratón y analizaron casi 35 000 neuronas y perfiles genéticos de 400 000 células. Descubrieron que las neuronas de la región locus coeruleus tenían axones con una longitud media de 35 centímetros.
En lo más profundo del tronco encefálico se encuentra un pequeño grupo de neuronas llamado locus coeruleus, que en latín significa ‘lugar azul’. Aunque constituye una fracción escasa de las células del cerebro, desempeña una función importante al liberar un mensajero químico denominado norepinefrina.
En concreto, este compuesto activa la respuesta del organismo ante el estrés, influye en la atención, en el aprendizaje, y afecta a la frecuencia cardíaca.
La norepinefrina activa la respuesta del organismo ante el estrés
Ahora, un nuevo trabajo, publicado en Nature, emplea una combinación de imágenes cerebrales, registros neuronales, herramientas genéticas y experimentos conductuales en roedores para demostrar que, en realidad, transmite múltiples señales a través de vías diferentes con una gran precisión.
Mensajes personalizados
Al cartografiar las neuronas, los expertos descubrieron que enviaban sus conexiones —y, por lo tanto, también las señales que activaban la liberación de norepinefrina— a ‘direcciones’ específicas en otras partes del cerebro.
Las neuronas de la parte superior del locus coeruleus enviaban sus conexiones a la corteza cerebral y al prosencéfalo, mientras que las de la zona inferior se comunicaban con el tronco encefálico y la médula espinal.
Las neuronas de esta región se encuentran entre las primeras en degenerar en el alzhéimer
La noradrenalina es esencial para regular el estado de ánimo y la atención. Las neuronas de esta región se encuentran entre las primeras en degenerar en el alzhéimer, por lo que esta investigación podría tener importantes implicaciones para el tratamiento del trastorno.
Gracias a estos datos, las futuras terapias también podrían centrarse en regiones específicas, en lugar de inundar todo el sistema y afectar a algunos ‘circuitos’ de forma positiva y a otros de forma negativa.
Implicaciones en el aprendizaje
Los expertos descubrieron que las neuronas del locus coeruleus que se dirigen a la corteza transmitían señales relacionadas con el aprendizaje. Cuando los ratones tomaban alguna decisión, como cambiar de opción tras un resultado negativo, las neuronas dorsales se activaban.
Por el contrario, las neuronas ventrales (en la parte delantera) mostraban una mayor actividad justo antes de que los ratones ignoraran las señales que podían ofrecerles posibles recompensas.
Hallan cómo el cerebro encuentra un equilibrio entre actualizar la memoria con nuevos datos y conservar los recuerdos
“Vimos que las neuronas del locus coeruleus dorsal que enviaban señales hacia arriba, a la corteza, intervenían en el aprendizaje, mientras que las neuronas de la región ventral, que se proyectaban hacia abajo, al tronco encefálico y a la médula espinal, determinaban si los animales interactuaban o no con su entorno”, explica Svoboda. “También demostramos que estas diferencias anatómicas se reflejaban en patrones distintos de expresión génica”, apunta el experto.
El axón más largo
En el estudio, los investigadores cartografiaron el cerebro de un ratón y observaron casi 35 000 neuronas y perfiles genéticos de 400 000 células.
Con ello, descubrieron características increíbles de las neuronas de locus coeruleus. Vieron que tenían axones —largas prolongaciones de una célula nerviosa que transportan señales a otras células— con una longitud media de unos 35 centímetros. Uno de los axones medía 70,32 centímetros, la neurona más larga medida en un ratón.
La dopamina es un neurotransmisor que transmite señales a los ganglios basales, una región implicada en la formación de hábitos
“Esta neurona, al igual que muchas otras que hemos estudiado, suministra norepinefrina a un volumen amplio de la corteza cerebral. Para el cerebro, esto es muy inusual. La mayoría son más específicas”, señala el científico del Instituto Allen y coautor del estudio, Jeremiah Cohen. “Pero esta neurona no libera el compuesto en todas partes. Ignora el cerebelo, el tronco encefálico y la médula espinal”.
Además, los investigadores establecieron paralelismos entre la norepinefrina y la dopamina, el otro neurotransmisor del cerebro que transmite señales a los ganglios basales que es una región implicada en la formación de hábitos. Creen que estos dos sistemas funcionan como una plataforma de aprendizaje, lo que permite al cerebro manejar conceptos complejos y abstractos de forma simultánea.
Esta investigación profundiza en nuestra comprensión de las comunicaciones neuronales y el aprendizaje del cerebro animal y podría ayudar a que algún día los científicos desarrollen tratamientos más precisos para seres humanos.
Referencia:
Zhixiao S.et al. Topographic structure and function of locus coeruleus noradrenaline neurons. Nature. 2026