Comprender la materia gris y blanca del cerebro

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 La red neuronal del cerebro, que incluye materia gris y blanca. Pasieka/Science Photo Library a través de Getty Images

¿Quién no ha contemplado cómo se forma un recuerdo, se genera una sentencia, se aprecia un atardecer, se realiza un acto creativo o se comete un crimen atroz?

El cerebro humano es un órgano de tres libras que sigue siendo en gran parte un enigma. Pero la mayoría de la gente ha oído hablar del cerebro. materia gris, que es necesario para funciones cognitivas como aprender, recordar y razonar.

Más específicamente, la materia gris se refiere a las regiones del cerebro donde las células nerviosas: conocidas como neuronas – están concentrados. La región considerada más importante para la cognición es la corteza cerebral, una fina capa de materia gris en la superficie del cerebro.

Pero la otra mitad del cerebro... la materia blanca – a menudo se pasa por alto. La materia blanca se encuentra debajo de la corteza y también más profundamente en el cerebro. Dondequiera que se encuentre, la materia blanca conecta las neuronas dentro de la materia gris entre sí.

Soy un profesor de neurología y psiquiatría y director de la sección de neurología conductual de la Facultad de Medicina de la Universidad de Colorado. Mi trabajo involucra la evaluación, tratamiento e investigación de adultos mayores con demencia y personas más jóvenes con lesión cerebral traumática.

Descubrir cómo estos trastornos afectan al cerebro ha motivado muchos años de mi estudio. Creo que comprender la materia blanca es quizás una clave para comprender estos trastornos. Pero hasta ahora, los investigadores generalmente no le han dado a la materia blanca la atención que merece.

Los aproximadamente 100 mil millones de neuronas en el cerebro humano están conectados entre sí por axones, muchos de los cuales están rodeados por la vaina de mielina. Estos axones, junto con su mielina, forman la sustancia blanca, que ayuda a facilitar la comunicación entre las neuronas de todo el cerebro. 

Descifrando la materia blanca

Esta falta de reconocimiento se debe en gran medida a la dificultad de estudiar la materia blanca. Debido a que está ubicado debajo de la superficie del cerebro, incluso las imágenes de más alta tecnología no pueden resolver fácilmente sus detalles. Pero los hallazgos recientes, posibles gracias a los avances en las imágenes cerebrales y los exámenes de autopsia, están comenzando a mostrar a los investigadores cuán crítica es la materia blanca.

La materia blanca se compone de muchos miles de millones de axones, que son como cables largos que transportan señales eléctricas. Piense en ellos como colas alargadas que actúan como extensiones de las neuronas. Los axones conectan las neuronas entre sí en uniones llamadas sinapsis. Ahí es donde tiene lugar la comunicación entre las neuronas.


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Los axones se unen en haces, o tractos, que discurren por todo el cerebro. Colocados de extremo a extremo, su longitud combinada en un solo cerebro humano es de aproximadamente 85,000 millas. Muchos axones son aislado con mielina, una capa de grasa en su mayoría que acelera la señalización eléctrica, o la comunicación, entre las neuronas hasta 100 veces.

Esta mayor velocidad es crucial para todas las funciones cerebrales y es en parte por qué el Homo sapiens tiene capacidades mentales únicas. Si bien no hay duda nuestros grandes cerebros se deben a la adición de neuronas de la evolución durante eones, ha habido una mayor aumento de la sustancia blanca a lo largo del tiempo evolutivo.

Este hecho poco conocido tiene profundas implicaciones. El mayor volumen de materia blanca, principalmente de las vainas de mielina que rodean los axones, mejora la eficiencia de las neuronas en la materia gris para optimizar la función cerebral.

Imagine una nación de ciudades que funcionan de forma independiente, pero que no están conectadas a otras ciudades por carreteras, cables, Internet o cualquier otra conexión. Este escenario sería análogo al cerebro sin materia blanca. Las funciones superiores como el lenguaje y la memoria están organizadas en redes en las que las regiones de materia gris están conectadas por tractos de materia blanca. Cuanto más extensas y eficientes son esas conexiones, mejor funciona el cerebro.

Sustancia blanca y Alzheimer

Dado su papel esencial en las conexiones entre las células cerebrales, sustancia blanca dañada puede alterar cualquier aspecto de la función cognitiva o emocional. La patología de la materia blanca está presente en muchos trastornos cerebrales y puede ser lo suficientemente grave causar demencia. El daño a la mielina es común en estos trastornos, y cuando la enfermedad o lesión es más grave, los axones también pueden dañarse.

Hace más de 30 años, mis colegas y yo describimos este síndrome como demencia de la sustancia blanca. En esta condición, la materia blanca disfuncional ya no funciona adecuadamente como conector, lo que significa que la materia gris no puede actuar en conjunto de manera uniforme y sincrónica. El cerebro, en esencia, se ha desconectado de sí mismo.

Igualmente importante es la posibilidad de que la disfunción de la materia blanca desempeñe un papel en muchas enfermedades que actualmente se cree que se originan en la materia gris. Algunas de estas enfermedades desafían obstinadamente la comprensión. Por ejemplo, sospecho que el daño de la sustancia blanca puede ser crítico en las primeras fases de la enfermedad de Alzheimer y la lesión cerebral traumática.

el alzheimer es el tipo de demencia más común en personas mayores. Puede afectar la función cognitiva y robar a las personas su propia identidad. No existe cura ni tratamiento eficaz. Desde entonces Observaciones de 1907 de Alois Alzheimer de proteínas de materia gris, llamadas amiloide y tau, los neurocientíficos han creído que la acumulación de estas proteínas es el problema central detrás del alzhéimer. Sin embargo, muchos medicamentos que eliminan estas proteínas no pares el deterioro cognitivo de los pacientes.

Hallazgos recientes sugieren cada vez más ese daño de la sustancia blanca, que precede a la acumulación de esas proteínas, puede ser el verdadero culpable. A medida que los cerebros envejecen, a menudo experimentan una pérdida gradual del flujo sanguíneo debido al estrechamiento de los vasos que transportan la sangre desde el corazón. Un menor flujo sanguíneo impacta fuertemente en la materia blanca.

Sorprendentemente, incluso hay evidencia de que las formas hereditarias de la enfermedad de Alzheimer también presentan anomalías tempranas de la sustancia blanca. Eso significa que las terapias destinadas a mantener el flujo sanguíneo a la materia blanca pueden resultar más efectivas que intentar desalojar las proteínas. Un tratamiento simple que probablemente ayude es controlar la presión arterial alta, ya que esto puede reducir la gravedad de las anomalías de la sustancia blanca.

De Salud de la Universidad de Loma Linda: Nuevos descubrimientos para ayudar a millones con lesiones cerebrales traumáticas.

Sustancia blanca y lesión cerebral traumática

Los pacientes con lesión cerebral traumática, en particular aquellos con lesiones moderadas o graves, pueden tener una discapacidad de por vida. Uno de los resultados más siniestros de TBI es encefalopatía traumática crónica, una enfermedad cerebral que se cree que causa demencia progresiva e irreversible. En pacientes con TBI, la acumulación de proteína tau en la sustancia gris es evidente.

Los investigadores han reconocido durante mucho tiempo que el daño de la sustancia blanca es común en las personas que han sufrido una lesión cerebral traumática. Observaciones de los cerebros de aquellos con lesiones cerebrales traumáticas repetitivas (los jugadores de fútbol y los veteranos militares han sido estudiados con frecuencia) han demostrado que el daño de la materia blanca es prominente y puede preceder a la aparición de proteínas enredadas en la materia gris.

Entre los científicos, existe un creciente entusiasmo por la nuevo interés en la materia blanca. Los investigadores ahora están comenzando a reconocer que el enfoque tradicional en el estudio de la materia gris no ha producido los resultados que esperaban. Aprender más sobre la mitad del cerebro conocida como materia blanca puede ayudarnos en los próximos años a encontrar las respuestas necesarias para aliviar el sufrimiento de millones.

Sobre el Autor

Cristóbal Filley, Catedrático de Neurología y Psiquiatría, Universidad de Colorado Anschutz Medical Campus

Este artículo se republica de La conversación bajo una licencia Creative Commons. Leer el articulo original.


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