Un equipo de investigadores de la Universidad de Nagoya ha localizado el circuito neuronal específico que coordina el letargo y la supresión del metabolismo en mamíferos. Este hallazgo de la neurociencia, difundido a través de un artículo científico en la revista Nature Communications, desvela el funcionamiento del reloj circadiano cerebral y abre la puerta al desarrollo de técnicas artificiales de hibernación humana, imprescindibles para posibles viajes espaciales de larga duración dirigidos a zonas extremadamente lejanas del espacio profundo, como Alfa Centauri.
Los seres vivos experimentan situaciones extremas donde escasea el alimento durante semanas enteras y las temperaturas ambientales se desploman de forma drástica. Frente a esta amenaza, la evolución dotó a ciertas especies como colibríes o ratones de un mecanismo de supervivencia denominado letargo que disminuye el calor corporal para ahorrar energía. Hasta el momento se sospechaba que el cronómetro biológico interno dominaba este proceso, pero se desconocía la ruta exacta que empleaba el cerebro.
Mecanismo neuronal
La investigación liderada en Japón demostró que este reloj, situado en el hipotálamo, emite señales de bloqueo continuas hacia la región que controla la temperatura. Mediante el uso de la optogenética, una técnica basada en la estimulación por luz, los expertos lograron activar y desactivar estas células a voluntad. Los análisis confirmaron que el sistema inhibe el letargo durante las horas del día para mantener el cuerpo activo.
"El área preóptica (APO) del cerebro controla la temperatura corporal y tiene un papel importante en el inicio del letargo", afirmó Daisuke Ono, autor principal del informe del Research Institute of Environmental Medicine. El investigador detalló además que: "Durante el día, el reloj circadiano del cerebro suprime el letargo, que ocurre entre la medianoche y el amanecer en los ratones". Las pruebas con sujetos que tenían este mecanismo alterado mostraron fases de desconexión metabólica totalmente caóticas.
La pieza molecular clave de este engranaje son las neuronas encargadas de sintetizar la proteína arginina vasopresina, conocidas habitualmente como células AVP. Estas estructuras proyectan impulsos inhibitorios hacia el área preóptica (POA). Cuando este canal de comunicación intercerebral sufre anomalías, la sincronización biológica del ser vivo se desestabiliza y provoca desarreglos temporales graves.
Aplicaciones médicas y espaciales
El estudio comprobó que la zona POA incrementa su nivel de actividad al llegar la noche de forma espontánea. "El reloj biológico no desencadena activamente el letargo. En cambio, reduce su influencia inhibitoria durante la noche, permitiendo que los circuitos neuronales implicados en la termorregulación y el equilibrio energético promuevan el letargo cuando las condiciones ambientales son favorables. Los tres sistemas trabajan en conjunto para crear las condiciones adecuadas", aclaró Daisuke Ono sobre la coordinación celular.
Este mapa sobre cómo el cerebro cronometra la hipometabolia ofrece aplicaciones revolucionarias en el ámbito de la medicina terrestre. Los datos obtenidos permitirán optimizar la técnica de la hipotermia inducida, empleada habitualmente en los hospitales para disminuir los daños en los tejidos tras operaciones complejas. Asimismo, el control voluntario del gasto energético es una alternativa viable para proteger el cuerpo en misiones de exploración espacial.
El descubrimiento de Harvard que puede revolucionar los viajes espacialesOmar KardoudiLa hibernación inducida puede hacer que los astronautas puedan viajar más lejos y durante más tiempo sin jugarse la salud, pero también pude revolucionar los tratamientos médicos
Nuestra especie carece de la capacidad de hibernar de forma natural, pero existen registros de personas que sobrevivieron a congelaciones extremas con constantes vitales mínimas. Descubrir estas autopistas de comunicación en mamíferos sitúa a los científicos más cerca de poder inducir un estado de sueño artificial. Este hito no solo transformará la gestión de los traumas clínicos, sino que viabilizará los desplazamientos tripulados hacia otros sistemas estelares. Algún día.