Carlos Portera Cailliau y Rafael Yuste T ras el cambio de milenio, que significÛ el fin de la dÈcada del cerebro (1990-1999), es razo- nable preguntarnos por los grandes retos pendientes en el siglo XXI. A pesar de notables avances en todos los campos de la neurobiologÌa, quedan importantes misterios por resolver. En concreto, nos interesamos por dos cues- tiones que nos parecen fascinantes: la for- maciÛn de recuerdos que almacenamos a lo largo de nuestra vida y el proceso de aprendizaje. Gracias a los estudios realizados en humanos con lesiones cerebrales, sabe- mos que dentro del cerebro la memoria se estabiliza en el hipocampo, en las pro- fundidades del lÛbulo temporal. Pero des- conocemos, entre otros aspectos nota- bles, el mecanismo en cuya virtud las neuronas del hipocampo establecen y almacenan los recuerdos, para luego recu- perarlos en el momento adecuado. De acuerdo con una de las teorÌas m·s aceptadas, propuesta ya por Santiago RamÛn y Cajal hace m·s de cien aÒos, en las neuronas individuales o en los circui- tos que integran, se producen sin cesar cambios anatÛmicos o fisiolÛgicos, que traducen en recuerdos m·s o menos per- manentes las experiencias vividas. Los neurocientÌficos hablan de plasticidad neu- ronal para designar tal flexibilidad de las neuronas y de los billones de conexiones (o sinapsis) que forman entre ellas. Presumiblemente, merced a esta plas- ticidad las neuronas pueden adaptarse a condiciones distintas para realizar las hazaÒas, tan complejas, de las que es capaz el cerebro humano. La capacidad pl·stica del cerebro tiende a ser m·xima durante el desarrollo, para ir disminu- yendo luego a medida que maduran las neuronas y sus conexiones. Por eso, los niÒos tienen m·s facilidad que los adul- tos en aprender idiomas o incluso se re- cuperan antes y mejor tras una lesiÛn cerebral. Aunque se creÌa que la plasticidad neuronal se debÌa sÛlo a cambios elec- trofisiolÛgicos, desde hace unos aÒos la investigaciÛn muestra, con pruebas cre- cientes, que la plasticidad neuronal se explica, en buena parte, por cambios morfolÛgicos operados en las sinapsis, que comportan alteraciones subsiguien- tes en el circuito neuronal. 10 Mente y cerebro 09/2004 Espinas y filopodios en el cerebro Las neuronas del cerebro se hallan cubiertas de espinas y filopodios. Estos curiosos tentáculos se mueven y podrían cambiar las conexiones del cerebro en función de las experiencias vividas. ¿Es así como aprendemos y almacenamos los recuerdos? 1. LAS DENDRITAS DE LAS NEURONAS están cubiertas de espinas.En un proceso de gradación se representa primero el cerebro de ratón adulto (a ), del que se ofrece una sección coronal del cerebro (b ) al nivel del hipocampo y tálamo, correspondiente al corte indicado por el dibujo. El corte está teñido por el método violeta de cresilo. En c, se presenta, a mayor aumento, la porción de corteza indicada en el panel b. Se indican las seis capas de la corteza del ratón. Hemos superpuesto el dibujo a escala de una neurona piramidal de capa V sobre esta sección,para resaltar el gran tamaño de su árbol dendrítico. En d, se presenta la imagen de una neurona piramidal de capa V de un ratón de 10 días de edad, obtenida con un microscopio láser de dos fotones. La neurona fue marcada con una molécula fluorescente. En e, aparece, aumentado, un segmento de la dendrita señalada en el panel d. Obsérvese que de la dendrita sobresalen numerosas espinas y filopodios. En ratones jóvenes las dendritas, aún inmaduras, poseen estos dos tipos de apéndices, pero en ratones adultos las dendritas sólo portan espinas.