La materia blanca del cerebro emite señales que desconocemos

Actualmente, las señales de la materia blanca del cerebro a menudo se ignoran o descartan de las exploraciones por resonancia magnética funcional, porque son más débiles y difíciles de detectar. Ahora, un nuevo estudio ha elaborado una nueva técnica para registrarlas: sorpresivamente, ha detectado un claro aumento en las señales dependientes del nivel de oxigenación de la sangre (BOLD) en la sustancia blanca. Las poderosas señales no se habían identificado hasta el momento, y aún se desconoce exactamente su función.

Investigadores de la Universidad de Vanderbilt, en Estados Unidos, han utilizado imágenes por resonancia magnética funcional (fMRI) para detectar señales dependientes del nivel de oxigenación de la sangre (BOLD), un marcador clave de la actividad cerebral, en la materia blanca. Hasta el momento, se pensaba que estas señales podían registrarse únicamente en la materia gris del cerebro.

El atlas del cerebro más detallado hasta hoy muestra la enorme complejidad que nos hace humanos

Una realidad ignorada

El cerebro humano está conformado por dos tipos de materia: los cuerpos de las células nerviosas (materia gris), que procesan las sensaciones, controlan el movimiento voluntario y permiten el habla, el aprendizaje y la cognición, y los axones (materia blanca), que conectan las células cerebrales entre sí y proyectan su actividad hacia el resto del cuerpo.

Hasta hoy, los científicos se han concentrado casi con exclusividad en la materia gris de la corteza cerebral, pensando que ese lugar monopoliza la actividad más importante que tiene lugar en nuestro cerebro e ignorando prácticamente el papel que cumple la materia blanca, aunque se sabe que constituye la mitad del cerebro.

Sin embargo, el nuevo estudio publicado recientemente en la revista Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS) parece ser un paso clave para comenzar a cambiar esta concepción. Los investigadores informaron que cuando las personas a las que se les escanea el cerebro mediante resonancia magnética funcional realizan una tarea, como por ejemplo mover los dedos, las señales BOLD (que dependen del nivel de oxigenación de la sangre) aumentan en la materia blanca.

Se trata de la primera vez que se obtiene un registro de estas señales en la materia blanca: hasta el momento, se desestimaba su identificación por la dificultad que implica detectarlas en ese sector del cerebro. En la materia gris, las señales BOLD reflejan un aumento del flujo sanguíneo y del oxígeno, en respuesta al incremento de la actividad de las células nerviosas.

Señales con significado desconocido

Es probable que los axones que conforman la materia blanca, o quizás las células gliales que los rodean y protegen, también utilicen más oxígeno cuando el cerebro se encuentra en una etapa de mayor actividad. Otra posibilidad es que estas señales estén relacionadas de alguna manera con lo que sucede en la materia gris, evidenciando las relaciones entre ambas partes del cerebro.

"No sabemos aún qué significan estas señales en la materia blanca. Simplemente hemos confirmado que algo está sucediendo. Realmente hay señales poderosas en la materia blanca que hasta el momento hemos subestimado”, indicó en una nota de prensa el investigador Kurt Schilling, autor principal de la nueva investigación.

La importancia de este hallazgo radica en que trastornos tan diversos como la epilepsia y la esclerosis múltiple alteran la "conectividad" del cerebro, sugiriendo que algo está pasando en la materia blanca que hasta hoy no ha logrado identificarse. Las señales BOLD detectadas pueden ser un primer paso hacia ese objetivo.

Para confirmar la naturaleza de estas señales en la materia blanca, los investigadores continuarán estudiando los cambios que habían detectado previamente en la esquizofrenia, la enfermedad de Alzheimer y otros trastornos cerebrales. Mediante estudios en animales y análisis de tejidos, esperan determinar en el futuro la base biológica de estos cambios.

Referencia

Whole-brain, gray, and white matter time-locked functional signal changes with simple tasks and model-free analysis. Kurt G. Schilling et al. PNAS (2023). DOI:https://doi.org/10.1073/pnas.2219666120