Después de pasar 14 gélidos meses en la Antártida, nueve expedicionarios abandonaron el continente con cerebros ligeramente más pequeños, según un nuevo estudio.

Un equipo de investigadores escaneó los cerebros de los expedicionarios antes y después del viaje, y descubrió que ciertas estructuras del órgano se habían encogido durante el periplo. En particular, una estructura del cerebro crítica para el aprendizaje y la memoria llamada hipocampo había perdido un volumen significativo.

Los resultados, publicados el pasado diciembre en The New England Journal of Medicine, sugieren que los expedicionarios pueden haber perdido la estimulación cerebral que tanto necesitaban al vivir y trabajar en una estación de investigación aislada en el hielo polar, con la sola compañía de unas pocas personas selectas a lo largo de varios meses.

La contracción del cerebro también puede socavar la capacidad de los expedicionarios para procesar emociones e interactuar con otros, porque el hipocampo es “clave” para esas capacidades cognitivas, manifestó a Live Science el coautor Alexander Stahn, investigador de medicina espacial en la Charité-Universitätsmedizin de Berlín, y profesor asistente de ciencia médica en psiquiatría en la Universidad de Pennsylvania.

Los cambios cerebrales observados en el equipo antártico se hacen eco de observaciones similares realizadas en roedores, lo que sugiere que los períodos prolongados de aislamiento social reducen la capacidad del cerebro para construir nuevas neuronas. Vivir en un entorno “monótono”, un lugar que rara vez cambia y contiene pocos objetos o habitaciones interesantes para explorar, parece provocar cambios en el cerebro de los roedores que se asemejan a los observados en los expedicionarios, particularmente en el área del hipocampo.

Como una de las pocas regiones del cerebro que genera neuronas en la edad adulta, el hipocampo renueva continuamente nuestros circuitos neuronales a medida que aprendemos y adquirimos nuevos recuerdos, según BrainFacts.org.

Aunque el cerebro de los roedores parece depender de la estimulación ambiental para sostener el hipocampo, se sabe menos sobre los efectos del aislamiento y la monotonía en el cerebro humano. Stahn y sus coautores pensaron que una estación de investigación remota en el Polo Sur podría servir como el laboratorio perfecto para estudiar este fenómeno.

Stahn analiza principalmente cómo podría cambiar el cerebro durante los viajes espaciales a largo plazo; no obstante, la Antártida le permitió examinar esos efectos un poco más cerca de casa. “Puede considerarse un excelente análogo espacial para evaluar los efectos del aislamiento y el confinamiento prolongados”, señaló.

La estación de investigación polar en cuestión, llamada Neumayer Station III, se encuentra en la plataforma de hielo Ekström cerca del mar de Weddell y alberga a nueve personas durante los meses de invierno, según el Instituto Alfred Wegener, que administra la estación.

El edificio en sí contiene la mayoría de los espacios de trabajo del equipo, las áreas comunes y las salas de suministro, que se cierne sobre la plataforma de hielo cubierta de nieve sobre 16 puntales hidráulicos. Rodeada de una naturaleza salvaje y helada, la estación ciertamente se ajusta a la definición literal de “aislado”.

Antes de que los expedicionarios se prepararan para el invierno antártico, Stahn y sus coautores escanearon los cerebros de los sujetos a través de imágenes de resonancia magnética (IRM), que utilizan un fuerte campo magnético y ondas de radio para capturar imágenes estructurales del cerebro. Por razones médicas, uno de los expedicionarios no pudo someterse a una resonancia magnética, pero los autores midieron los niveles internos de una proteína llamada factor neurotrófico derivado del cerebro (BDNF) para los nueve miembros del equipo.

La proteína BDNF apoya el crecimiento de nuevas neuronas y permite que las células en ciernes sobrevivan; sin BDNF, el hipocampo no puede forjar nuevas conexiones neuronales.

Los autores probaron los niveles de BDNF y el rendimiento cognitivo de los expedicionarios a lo largo de la expedición, escaneando sus cerebros nuevamente después de que el equipo regresó a casa. Los investigadores también tomaron las mismas medidas de nueve participantes sanos que no participaron en la expedición.

Efectivamente, los expedicionarios perdieron más volumen del hipocampo y BDNF durante sus 14 meses en el Polo Sur que el grupo que se quedó en casa.

En particular, una región del hipocampo llamada giro dentado se hundió significativamente en los ocho expedicionarios que se sometieron a resonancia magnética. Esta región sirve como semillero de neurogénesis dentro del hipocampo y registra recuerdos de eventos, según BrainFacts.org. En promedio, la circunvolución dentada de cada expedicionario se redujo entre un 4% y un 10% durante su estadía en la estación de investigación.

Los expedicionarios con mayor pérdida de volumen en la circunvolución dentada también obtuvieron peores resultados en las pruebas de procesamiento espacial y atención selectiva, en comparación con sus puntajes antes de la expedición. Otras áreas del cerebro de los expedicionarios también parecieron encogerse durante el viaje, incluyendo varios puntos en la corteza cerebral (la capa exterior arrugada del cerebro); estos puntos eran la circunvolución parahipocampal izquierda, la corteza prefrontal dorsolateral derecha y la corteza orbitofrontal izquierda.

A la cuarta parte del camino a través de la expedición, los niveles de BDNF de los expedicionarios ya habían caído de sus niveles de referencia y, finalmente, disminuyeron en aproximadamente un 45%, en promedio. Estos niveles se mantuvieron bajos incluso 1,5 meses después de que el equipo regresara a casa. Las mayores reducciones en los niveles de BDNF se correlacionaron con una mayor pérdida de volumen en la circunvolución dentada desde antes de la expedición hasta después, según el estudio.

Debido a que su estudio incluyó solo a nueve personas, los autores enfatizaron que sus “datos deben interpretarse con precaución”. Basándose únicamente en su investigación, los autores no pueden determinar qué elementos de la expedición constituyeron privación social o ambiental, en forma específica, anotaron. No obstante, dijeron los investigadores, los resultados sugieren que el aislamiento prolongado puede agotar el cerebro humano de BDNF, alterar la estructura del hipocampo y socavar funciones cognitivas importantes como la memoria.

Actualmente, los investigadores están examinando varias formas posibles de prevenir esta contracción del cerebro, tales como “rutinas específicas de ejercicio físico y realidad virtual para aumentar la estimulación sensorial”, dijo Stahn. Teóricamente, si los hallazgos de los estudios con roedores son ciertos en humanos, “enriquecer” el entorno de una persona con nuevos elementos y actividades podría proteger al hipocampo de la contracción, dijeron los autores.

Fuente: un artículo de Nicoletta Lanese publicado en el portal www.livescience.com

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