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Hace tres años me preguntaba “¿qué demonios es un claustro?” Describía el misterio de esta región cerebral de forma extraña, ubicada justo debajo de la corteza cerebral. Debido a que el claustro es sumamente delgado en su sección transversal, muy pocos pacientes o animales de laboratorio han experimentado lesiones que destruyan específicamente el claustro. Por esta razón, es difícil definir qué pasa cuando esta región del cerebro (y no otras) se desconecta. Pero dadas sus vestas conexiones con otras áreas del cerebro, el neurocientífico Christof Koch especuló en 2017 que “el claustro podría estar coordinando estímulos entrantes y salientes en todo el cerebro para crear consciencia”. Esta idea es respaldada por un reporte de una mujer con epilepsia que perdió la conciencia luego de que su claustro fuera estimulado eléctricamente, y tal vez también por los efectos transformadores de conciencia de Salvinorina A, un medicamento que ciega a los receptores que son abundantes en el claustro y altera la imagen corporal. ¿Podría el claustro, un enigma del cerebro, también ser la clave de la mente consciente?
Bueno, ahora tenemos la respuesta. Usando una técnica de ingeniería genética llamada optogenética que permite que las neuronas disparen impulsos en respuesta a luz azul, un equipo en el Instituto de Ciencia Cerebral RIKEN en Japón ha descubierto qué demonios hace el claustro. Durante el sueño profundo, cuando no estás soñando, tu corteza cerebral muestra ondas lentas de actividad eléctrica. Estas ondas son muy sincrónicas, lo que significa que reflejan la actividad coordinada de muchas neuronas, más que las ondas más pequeñas y veloces que están generalmente presentes cuando estás despierto o soñando. ¿Cómo coordina el cerebro la actividad de tantas neuronas? Resulta que el claustro tiene un papel clave.
Estimular el claustro en ratones usando luz azul causa que las neuronas inhibitorias se disparen en otras secciones de la corteza. Estas neuronas inhibitorias silencian otras neuronas y lo hacen de manera sincronizada, actuando en conjunto para crear ondas grandes y lentas de actividad eléctrica. De hecho, estimular el claustro de esta manera lleva a un estado de silencio en toda la corteza, conocido como estado lento, en el que muchas neuronas están inactivas y no responden. Esto ocurre en la base o a través de cada onda lenta. Ocurre poco o ningún procesamiento de información durante el estado lento. Y cuando se desactiva el procesamiento de información, la mente consciente se desvanece como ocurre cada noche durante la etapa sin sueño.
Solo para asegurarse de que habían entendido perfectamente lo que hace el claustro, el equipo de RIKEN decidió destruir el claustro de los ratones. ¿Recuerdas que el claustro es específicamente difícil de lesionar debido a su forma extraña? Los investigadores resolvieron esto diseñando genéticamente neuronas en el claustro para expresar un receptor para una toxina. Esta toxina se le inyectó al claustro para destruir sus neuronas. ¿El resultado? Las ondas lentas desaparecieron aunque no por completo en todas partes. El efecto fue más fuerte en la corteza frontal, lo que sugiere que las neuronas que fueron destruidas por la toxina podrían haber estado mejor conectadas a la corteza frontal que otras regiones. Si todas las neuronas en el claustro fueron destruidas por la toxina, el efecto en las ondas lentas probablemente podría haber sido el mismo en todas las regiones de la corteza.
De acuerdo con Yoshihiro Yoshihara, el autor principal del estudio publicado en Nature Neuroscience en mayo, diseñar ratones que expresaran ciertos receptores solamente en el claustro exitosamente fue una hazaña no prevista. “Me sorprendió mucho cuando, sin planearlo, generamos ratones transgénicos que expresaban el Cre recombinasa específicamente en el claustro”, me dijo. “Me emocioné mucho más cuando encontramos que la simulación optogenética del claustro indujo un silenciado global [un estado lento] en las neuronas de la corteza”. Al fin, parece que uno de los grandes misterios de la neurociencia se ha resuelto con optogenética.
A version of this article originally appeared in English.
