Interneuronas, ¿qué son?

Introducción

Imagínese en un concierto de una orquesta en la que cada instrumento sigue una partitura y suena continuamente sin ningún tipo de entradas, silencios, ni ritmo. ¿Sonaría bien esa orquesta? ¿Podríamos identificar la pieza musical si no hay orden? En este sentido, nuestro cerebro es como una orquesta en una sinfonía continua en la cual las células que lo conforman generan una melodía común. Entre la amalgama de tipos de células neuronales las interneuronas podrían asemejarse a la batuta de los directores de orquesta. Hasta la fecha se han descrito multitud de tipos de interneuronas y si hay algo que las caracteriza es que son bastante “escurridizas” a la hora de poder localizarlas y estudiarlas ya que se encuentran en menor proporción que las neuronas principales. Los recientes avances científicos en técnicas de marcaje y localización celular están permitiendo arrojar nuevos datos acerca de estas células y su función en el cerebro [1]. 

¿Qué es una interneurona? ¿En qué se diferencian de las neuronas?

En primer lugar, entre el cuerpo celular o soma (es la parte donde se localiza, entre otras cosas, el ADN empaquetado en cromosomas) de interneuronas y neuronas principales no hay diferencias notorias. Desde el soma parten prolongaciones donde las más cortas se llaman dendritas y la prolongación más larga se llama axón (si imaginamos una neurona como una mano la palma sería el soma, los dedos serían las dendritas y el antebrazo el axón). En el caso de las neuronas el axón puede ser largo y contactar con neuronas de áreas más alejadas dentro del cerebro, como el caso de las neuronas del cuerpo calloso, con el cual se comunica el hemisferio derecho con el izquierdo y viceversa. Sin embargo, las interneuronas normalmente tienen los axones de menor tamaño y no suelen contactar con neuronas de otras áreas, sino que establecen sinapsis de forma local. Crean redes o “microcircuitos” de información entre neuronas e interneuronas de la misma zona. En el cerebro existen áreas de neuronas especializadas en funciones concretas con interneuronas que coordinan su actividad al igual que en las orquestas los instrumentos están organizados en grupos dependiendo del tipo que sean, cuerda, viento o percusión que se coordinan con partituras diferentes.

¿Cómo son estas interneuronas?

Las interneuronas son quizá la más diversa población celular que hay en el sistema nervioso y su clasificación hoy en día aún sigue en discusión dada la variedad en cuanto a forma, lugar de sinapsis con la célula diana, neurotransmisores que liberan, receptores de membrana y características electrofisiológicas que tienen [2]. Por citar algún ejemplo de interneuronas de acuerdo a su morfología podemos mencionar a las interneuronas en candelabro (chandelier cells) las cuales por la semejanza del árbol dendrítico con un candelabro reciben este nombre. Éstas se caracterizan por contactar con la parte inicial del axón de la neurona diana. ¡Una misma interneurona en candelabro puede contactar y regular la actividad de unas 1000-1500 neuronas de una misma zona! La transmisión de la información podrá ser regulada haciendo que deje de transmitirse en un gran número de neuronas a la vez sincronizando su actividad [3].

¿Por qué podrían asemejarse a la batuta del director?

Todas las sensaciones, movimientos, pensamientos, recuerdos y sentimientos son el resultado de las señales que pasan y se procesan a través de las neuronas. Cuando una señal va desde el cuerpo celular hasta el final del axón diferentes sustancias químicas o moléculas conocidas como neurotransmisores se liberan al espacio que hay entre las neuronas, la sinapsis, transmitiéndose la información entre neuronas. Los neurotransmisores en las sinapsis llegan a las células vecinas y en ellas se unen a lugares específicos en las membranas celulares, los receptores. La unión del neurotransmisor al receptor produce una respuesta en la célula. Esta respuesta dependerá del tipo de neurotransmisor, del receptor y del tipo celular, pero principalmente podemos diferenciar los neurotransmisores que activan las células que los reciben (neurotransmisores excitadores) y los que las inactivan o enlentecen (neurotransmisores inhibidores). De esta forma se controla el grado de actividad en el cerebro, o como se conoce en jerga neurocientífica, la excitabilidad neuronal [3].

Neurotransmisores

El papel de las interneuronas en la regulación de la excitabilidad neuronal principalmente es poner frenos a la transmisión de la información a través de la liberación del neurotransmisor GABA, ácido α-aminobutírico. La unión de este neurotransmisor a los receptores de células adyacentes produce el silenciamiento de grandes grupos de células diana, tanto de neuronas como de otras interneuronas. Si tenemos en cuenta la cantidad de estímulos que recibimos del exterior (visuales, auditivos, táctiles, etc.) y que tenemos nosotros mismos en el interior (como movimientos musculares, respiración, temperatura, etc.) y añadimos que constantemente tenemos que estar dando respuestas a todos ellos, no es difícil pensar que nuestro cerebro va a toda máquina y está permanentemente estimulado procesando información que fluye continuamente a través de las neuronas excitadoras. Las interneuronas participan en la coordinación de la actividad de estas neuronas de modo que, en lugar de haber caos, posibilitan que grupos de neuronas se activen e inactiven en el momento adecuado [1, 3]. 

¿Por qué son de relevancia las interneuronas?

Quizá la idea más sencilla es pensar que las interneuronas mantienen los niveles de actividad fisiología en el cerebro previniendo la sobreexcitación del mismo. Dada su función en el control de la excitabilidad neuronal alteraciones en la función de las interneuronas podrían estar asociadas a la aparición de síntomas de enfermedades como la epilepsia. En esta enfermedad se produce la aparición de zonas sobre activadas o “hiperexcitables” que dependiendo del lugar dónde estén y el tiempo que estén activadas tendrá mayor o menor repercusión. Por ejemplo, si falla el control de excitabilidad de neuronas que dirigen los movimientos de los músculos de la pierna izquierda se observarán temblores incontrolados en la misma. Si la zona afectada por esta sobre activación está distribuida por toda la corteza cerebral observaremos temblores generalizados. Los últimos datos apuntan que varios tipos de interneuronas están implicados en esto [4]. Estos datos abren nuevas vías de investigación en el tratamiento de epilepsias en las cuales ningún fármaco está teniendo efecto. Por otro lado, también se ha relacionado a las interneuronas con procesos como la formación de la memoria o la atención. Hasta ahora se habían asociado únicamente a la actividad de neuronas principales de zonas como el hipocampo (relacionado con la memoria) o el área prefrontal (involucrada en la planificación o toma de decisiones). La intervención de las interneuronas en el balance entre excitación e inhibición sería fundamental para que estos procesos pudieran tener lugar [5, 6].

Conclusiones

Las interneuronas, al igual que los directores de orquesta, coordinan la actividad de grupos de neuronas, silenciándolas o activándolas de manera simultánea, dando lugar a un correcto procesamiento de la información por balance entre inhibición y excitación neuronal. Esto es fundamental para que el cerebro pueda funcionar de forma correcta. De hecho, si por cualquier razón hay un desbalance entre esta excitación-inhibición pueden aparecer enfermedades como la epilepsia. Por ello, el estudio de las interneuronas plantea nuevas vías de enfoque para el conocimiento del funcionamiento del cerebro y el tratamiento de algunos síntomas y enfermedades.

Referencias bibliográficas

1. Freund, T. and S. Kali, Interneurons. Scholarpedia, 2008. 3(9): p. 4720.
2. DeFelipe, J., et al., New insights into the classification and nomenclature of cortical GABAergic interneurons. Nat Rev Neurosci, 2013. 14(3): p. 202-16.
3. Hudspeth, A.J., et al., Principles of neural science. 2013.
4. Shiri, Z., et al., Activation of specific neuronal networks leads to different seizure onset types. Annals of Neurology, 2016. 79(3): p. 354-365.
5. Kim, H., et al., Prefrontal Parvalbumin Neurons in Control of Attention. Cell, 2016. 164(1–2): p. 208-218.
6. Letzkus, Johannes J., Steffen B.E. Wolff, and A. Lüthi, Disinhibition, a Circuit Mechanism for Associative Learning and Memory. Neuron, 2015. 88(2): p. 264-276.