¿Quién no ha contemplado cómo se forma un recuerdo, se genera una oración, se aprecia un atardecer, se realiza un acto creativo o se comete un crimen atroz?
El cerebro humano es un órgano de aproximadamente 1,3 kg que sigue siendo en gran medida un enigma.
Pero la mayoría de la gente ha oído hablar de la materia gris del cerebro, que es necesaria para funciones cognitivas como aprender, recordar y razonar.
Más específicamente, la materia gris se refiere a las regiones del cerebro donde se concentran las células nerviosas, conocidas como neuronas.
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 en regiones más profundas del cerebro. Dondequiera que se encuentre, la materia blanca conecta las neuronas dentro de la materia gris entre sí.
Yo soy profesor de neurología y psiquiatría y director de la sección de Neurología Conductual de la Facultad de Medicina de la Universidad de Colorado, en Estados Unidos. Mi trabajo involucra la evaluación, tratamiento e investigación de adultos mayores con demencia y personas más jóvenes con lesiones cerebrales traumáticas.
Descubrir cómo afectan estos trastornos al cerebro ha motivado muchos años de 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.
Tratando de entender la materia blanca
Esta falta de reconocimiento se debe en gran medida a la dificultad de estudiar la materia blanca.
La materia blanca conecta las neuronas dentro de la materia gris entre sí | Foto Getty Images
Debido a que está ubicada debajo de la superficie del cerebro, incluso las imágenes de más alta tecnología no pueden mostrar fácilmente sus detalles.
Pero 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 miles de millones de axones, que son como cables largos que transportan señales eléctricas.
Piensa 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.
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 137.000 km.
Muchos axones están protegidos con mielina, una capa mayormente conformada por grasa que acelera la señalización eléctrica o la comunicación entre las neuronas hasta en 100 veces.
Esta mayor velocidad es crucial para todas las funciones cerebrales y es en parte la razón por la cual el Homo sapiens tiene capacidades mentales únicas.
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Si bien no hay duda de que nuestros grandes cerebros se deben a la adición de neuronas a lo largo de la evolución, ha habido un aumento aún mayor en la materia 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.
Muchos axones están protegidos con mielina, una capa mayormente conformada por grasa que acelera la señalización eléctrica | Foto Getty Images
Imagina 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.
Materia blanca y Alzhéimer
Dado su papel esencial en las conexiones entre las células cerebrales, la materia 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 como para 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 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.
El daño de la sustancia blanca puede ser crítico en las primeras fases de la enfermedad de Alzhéimer y la lesión cerebral traumática, dice Filley | Foto Getty Images
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 Alzhéimer y la lesión cerebral traumática.
El alzhéimer es el tipo de demencia más común en las personas mayores. Puede afectar la función cognitiva y robar a las personas su propia identidad. No existe cura ni tratamiento eficaz.
Desde las observaciones de Alois Alzheimer en 1907 de las proteínas de la materia gris, llamadas amiloide y tau, los neurocientíficos han creído que la acumulación de estas proteínas es el problema central detrás de la enfermedad de Alzhéimer.
Sin embargo, muchos medicamentos que eliminan estas proteínas no detienen el deterioro cognitivo de los pacientes.
Hallazgos recientes sugieren cada vez más que el daño de la materia blanca, que precede a la acumulación de esas proteínas, puede ser el verdadero culpable.
A medida que el cerebro envejece, a menudo experimenta 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 Alzhéimer también presentan anomalías tempranas de la materia 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.
Materia blanca y lesión cerebral traumática
Los pacientes con lesión cerebral traumática (LCT), en particular aquellos con lesiones moderadas o graves, pueden tener una discapacidad de por vida.
El daño en la materia blanca puede tener un rol crítico hasta ahora desconocido en varias enfermedades que afectan la cognición | Foto Getty Images
Uno de los peores consecuencias de la LCT es la encefalopatía traumática crónica, una enfermedad cerebral que se cree que causa demencia progresiva e irreversible.
En pacientes con LCT, 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.
Las observaciones de los cerebros de personas con lesiones cerebrales traumáticas repetitivas (jugadores de fútbol americano y 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 el 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.
*Christopher Filley es profesor de Neurología y Psiquiatría de la Universidad de Colorado.
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