¿Cuántas células tiene el cerebro?

Introducción

Desde los años escolares entra en nuestra cabeza la idea de que las neuronas son las células del cerebro. Mientras realizaba una investigación social con objeto de mi próximo libro de divulgación, me enteré de que nadie por fuera del campo de las neurociencias sabe que en el cerebro existen hasta una docena más de células además de las neuronas. Pues bueno, creo que es completamente necesario que empezamos a cambiar esta perspectiva tan limitada sobre el sistema nervioso central (SNC). En realidad, el cerebro se compone de una población multicelular diversa, y aunque las neuronas suman un importante número, el resto de las células no son para nada desdeñables.

El año pasado publiqué un artículo en este mismo portal llamado El cerebro es mucho más que neuronas, donde indiqué algunas estimaciones sobre los porcentajes o números de varios grupos celulares en el cerebro. En esta oportunidad quiero enmendar los errores que cometí en aquel texto, errores que no son solamente míos, sino de toda la comunidad neurocientífica. Afortunadamente, hace algunos meses encontré un artículo de la neuroanatomista brasilera Suzana Herculano-Houzel [5], que me abrió los ojos ante un garrafal error, que aunque no lo crea, ha sido transmitido solo por tradición de generación en generación. 

La perpetuación de un error

En el mencionado artículo de mi autoría escribí “Los astrocitos son la principal población celular en el SNC, doblando a las neuronas en el humano y un tercio en el ratón”. Esta afirmación se deriva del planteamiento ampliamente extendido de que el grupo celular conocido como glías o neuroglías, que incluye a los astrocitos, los oligodendrocitos, las microglías, la glía de Müller, la glía radial, las células NG2⁺, los tanicitos, las células de Schwann y la glía de Bergmann, superan en número a las neuronas por un factor de diez. Esto puede encontrarse en eminentes libros de neurociencias como los Principios de Neurociencia de Erik Kandel [3] y Neurociencia: Explorando el Cerebro de Mark Bear [1], además de múltiples artículos científicos en diferentes contextos de investigación [4].

Asimismo, se afirma que los astrocitos son las células más abundantes dentro de grupo de las neuroglías, por lo que superarían ampliamente en número a las neuronas. Sin embargo, Herculano-Houzel y sus colegas nos hacen saber que todas estas estimaciones se deben a un error de interpretación que surgió en la década de los 60 y 70 de siglo pasado, y que por inercia se trascribió de libro a libro y de artículo a artículo sin ninguna referencia o base experimental que lo confirmara. Es interesante cómo puede perpetuarse en ciencia un error. En su libro Ignorancia [2], el neurocientífico Stuart Firestein de la Universidad de Columbia, expresa su sorpresa cuando se enteró de esta circunstancia. Para él, era tan normal pensar que las glías eran diez veces más numerosas que las neuronas solo porque todo el mundo lo decía. 

El número de células en el SNC

La cuantificación celular en el SNC es una tarea difícil que se viene llevando a cabo desde hace por lo menos cien años. Con los métodos que tenemos disponibles es imposible contar todas las células del cerebro, por lo que se deben coger porciones representativas y generalizar, lo que trae consigo diversos sesgos y errores en las estimaciones. El meollo del problema destapado por la investigadora brasilera fue que las estimaciones erradas sobre la proporción entre neuronas y neuroglías no fueron producto de las limitaciones técnicas, sino de la adopción indiscriminada de nociones contradictorias y no comprobadas que pasaron mórbidamente desde los neurocientíficos más viejos a los más jóvenes. Sugiero que lea detenidamente el artículo de Herculano-Houzel; creo que representa una de las mayores metidas de pata de nuestra disciplina.

Vayamos ahora a los números. Basados en el análisis de diferentes estimaciones y experimentos propios, la investigadora nos ofrece algunas cifras sobre la cantidad de células que componen el SNC. Se estima que la corteza, que ocupa un 80% del volumen total del cerebro, cuenta con entre 10-20 mil millones de neuronas.

Por su parte, el cerebelo, que ocupa un 10% del volumen cerebral, contiene unas 50-70 mil millones de neuronas. Sí, lo leyó bien y no es un error mío, hay tres veces más neuronas empaquetadas en esta pequeña estructura en la parte trasera de nuestras cabezas, que en todo el resto del cerebro. Finalmente, lo que puede llamarse el resto del cerebro, que incluye el diencéfalo, el estriado y el tallo cerebral, cuenta con unos 700 millones de neuronas. En resumen, los datos de los que disponemos en la actualidad nos indican que el cerebro alberga unas 90 mil millones de neuronas.

Glías

Pasemos ahora a las glías, el grupo celular que plantea el problema que aquí nos ocupa. Las glías no son diez veces más numerosas que las neuronas, por el contrario, como mucho, su número es similar. En mi artículo anterior referí erróneamente que con la evolución la proporción entre glías y neuronas se había inclinado a favor de las primeras, pero Herculano-Houzel nos hizo saber que tal afirmación no es verdadera a la luz de los datos disponibles. Las proporciones entre glías y neuronas se mantiene a lo largo de las ramas evolutivas animales sin diferencias significativas. Es un error que aún se encuentra bastante extendido entre los expertos y que debe ser corregido. Las cuantificaciones indican que en la corteza cerebral existen 20-40 mil millones de células gliales; su número es de 3 mil millones en el cerebelo y alrededor de 7 mil millones en lo que llamé el resto del cerebro. Esto quiere decir que en la corteza y el resto del cerebro las glías son más numerosas que las neuronas, particularmente, en el resto del cerebro podrían ser, efectivamente, diez veces más numerosas que las neuronas.

Cifras

Sin embargo, este es solo un pequeño porcentaje de las células que habitan nuestras cabezas. Si tomamos todos estos valores y los ponemos en el contexto del cerebro entero, las glías (incluyendo a las células endoteliales, que no son glías, pero se encuentran dentro de este valor) suman no más de 50 mil millones de células, unos ¾ del número de las neuronas. Además, se ha estimado que en el grupo de las células gliales 45-75% son oligodendrocitos, 20-40% son astrocitos y las microglías un 10%. Sé que los rangos son bastantes amplios, pero la tarea de cuantificación es difícil, y mírese desde cualquier perspectiva, de ninguna manera soporta las afirmación de ”diez veces más glías que neuronas”. Ni las glías son la mayor población celular, ni los astrocitos la mayor población de las glías, lo son los oligodendrocitos, células que se ubican en la sustancia blanca y que mielinizan los axones neuronales. Hasta dónde sé, no existen datos similares sobre la estimación del resto de células gliales que nombré al principio. Tal vez sea hora de que nos pongamos en esta tarea. 

Conclusiones

El reporte de Herculano-Houzel no es difícil de entender y es bastante revelador, y sin embargo, ampliamente desconocido. Hace algunos meses me referí a este aspecto de la cuantificación en un comentario que hice a un artículo en el portal PubPeer que iniciaba “los astrocitos son la población celular más numerosa del SNC”. El autor del texto me respondió que no conocía el trabajo de Herculano-Houzel, pero que me estaba metiendo en una discusión “interesante”. No entiendo a qué discusión se refería, cuando los datos suministrados por diferentes métodos de cuantificación celular son inequívocos en la concusión principal: no hay más glías que neuronas en el SNC. 

Referencias bibliográficas

1. Bear, M., Connors, B., y Paradiso, M. (2007). Neuroscience: Exploring the Brain. Philadalphia, Estados Unidos: Lippincott Williams & Wilkins
2. Firestein, S. (2012). Ignorance: How It Drives Science. Londom, UK. Oxford University Press.
3. Kandel, E. Schwartz, J., y Jessell, T. (2000). Principles of Neural Science. Estados Unidos, McGraw-Hill Medical.
4. Ronaldson, P. y Bendayan, R. (2008). HIV-1 viral envelope glycoprotein gp120 produces oxidative stress and regulates the functional expression of multidrug resistance protein-1 (Mrp1) in glial cells. Journal of Neurochemistry, 106(3):1298-313.
5. von Bartheld, C. S., Bahney, J., & Herculano-Houzel, S. (2016). The search for true numbers of neurons and glial cells in the human brain: A review of 150 years of cell counting. Journal of Comparative Neurology, 524(18), 3865–3895.