Aprendizaje defensivo

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Esquema del laberinto de agua de Morris

 

La capacidad de aprender y recordar depende no solo de las neuronas, sino también de las células del sistema inmune

Los avances de la ciencia son tan rápidos y numerosos que ni estando atento a los mismos uno puede darse cuenta de todos. Por esta razón, de vez en cuando, uno se topa con conocimientos que, aunque ya viejos de algunos años, pueden resultarle novedosos, al mismo tiempo que interesantes. Es el caso de la participación del sistema inmune en el funcionamiento de la mente, al menos de las mentes de ratones y ratas de laboratorio.

Como probablemente sabemos, los ratones pueden aprender a orientarse en laberintos de distintos tipos, entre los que se encuentran los laberintos de agua. Son estos unos recipientes de paredes altas, semiplenos de un líquido opaco blanco en los que los ratones o ratas son obligados a nadar hasta encontrar una plataforma oculta sumergida en la que encaramarse para evitar ahogarse. Tras varias repeticiones de esta tarea, los animales son capaces de dirigirse inmediatamente nadando a la plataforma oculta en cuanto son introducidos en el recipiente.

Pues bien, aprendo ahora que la capacidad de aprender y recordar no solo depende de las neuronas, sino también de las células del sistema inmune. Ratones entrenados a los que se les ha eliminado los linfocitos T olvidan la localización de la plataforma y nadan al azar en el recipiente como si fuera la primera vez que lo hicieran. Recordemos que los linfocitos T son el pilar fundamental de las defensas llamadas adaptativas (es decir, las que se adaptan a las características de microrganismos concretos para erradicarlos de manera más eficaz), en contraposición a las defensas innatas (que atacan a numerosos microrganismos de manera general).

Estudios posteriores a estos han descubierto que la necesidad de los linfocitos T para el correcto aprendizaje y recuerdo depende de la producción por parte de estas células de una molécula particular, llamada interleucina-4 (IL-4). Las interleucinas, como su nombre sugiere, son moléculas de comunicación entre las diferentes células del sistema inmune. La IL-4 es una molécula de comunicación entre los linfocitos T y los linfocitos B, fundamental en el desarrollo de las alergias. Sin duda, en el sistema nervioso esta molécula debe de desempeñar otra función no relacionada con la anterior. De hecho, se cree que esta molécula afecta a los macrófagos localizados en el cerebro y los calma. Los macrófagos, células grandes “comedoras de bacterias”, si se activan demasiado, causan inflamación descontrolada que puede dañar al tejido nervioso. Por ejemplo, tras el entrenamiento en el laberinto de agua, las células T de las meninges producen más IL-4. Esta molécula serviría de señal a los macrófagos para no activarse en modo ataque, lo que podría suceder en respuesta al estrés causado por el aprendizaje. En ausencia de IL-4, la actividad de los macrófagos y de las sustancias que producen podría dañar al proceso de aprendizaje

Datos contradictorios

Otros estudios parecen confirmar que ciertas células del sistema inmune forman parte del sistema nervioso y participan en las tareas cognitivas que este debe llevar a cabo, además de en el equilibrio de su fisiología. Es bien conocida la presencia en el sistema nervioso de las células llamadas microglía, células relacionadas con los macrófagos, las cuales patrullan incansablemente el sistema nervioso en busca de restos muertos, de placas, de sinapsis inútiles o de neuronas dañadas para eliminarlas. Aún otras células inmunes, como los linfocitos T mencionados, los macrófagos y los mastocitos, se localizan en las meninges, el fluido cerebro espinal y ciertas estructuras del cerebro.

¿Qué funciones desempeñan estas células inmunes en el sistema nervioso? Los datos acumulados hasta ahora no permiten alcanzar conclusiones claras. Algunos experimentos apuntan a que los macrófagos participan en la reparación de daño y curación de heridas provocadas por traumatismos. Otros experimentos, sin embargo, apuntan precisamente a lo contrario, ya que de acuerdo con ellos la eliminación de los macrófagos del sistema nervioso se asocia a una mejor recuperación de traumatismos de la médula espinal de ratas y ratones de laboratorio.

La razón de estas contradicciones tal vez resida en que los macrófagos pueden ejercer diversas funciones. Una de ellas supone su activación en modo ataque para destruir a potenciales enemigos. Otra función, en cambio, supone su activación para, paradójicamente, frenar ese ataque de manera que no se descontrole y nos produzca un excesivo “daño colateral”, daño que va siempre asociado a la acción del sistema inmune cuando se enfrenta a enemigos externos.

Además de los macrófagos, las células T también parecen ejercer un papel importante, ya que como hemos visto, en su ausencia se generan problemas de aprendizaje y memoria. Existen también varias clases de linfocitos T, por lo que pudiera suceder que solo una o unas pocas ejercieran un papel sobre el mantenimiento del sistema nervioso. Entre las más importantes se encuentran los linfocitos T reguladores que, como su nombre indica, se encargan de regular la actividad de otros linfocitos T de forma que esta se confine dentro de niveles aceptables que, de nuevo, minimicen el daño a nuestros propios tejidos. Algunos estudios indican que la correcta actividad de los linfocitos T del sistema nervioso protegería del desarrollo de la enfermedad de Alzheimer.

Finalmente, otras investigaciones muestran que ciertas moléculas producidas por los linfocitos T afectarían al crecimiento de las neuronas. Todos estos estudios indican que, sea como sea, no cabe ya duda de que nuestro sistema nervioso no es independiente de nuestro sistema inmune y que para aprender, recordar y probablemente razonar correctamente no solo necesitamos buenas neuronas, sino también buenas defensas.

Referencia: Amanda B. Keener (2016). Immune System Maintains Brain Health. The Scientist. November 2016 Issue.