¿Se heredan los patrones de conectividad en el cerebro?

¿Se heredan los patrones de conectividad en el cerebro?

¿Qué áreas del cerebro se activan al recordar nuestra infancia, al oler nuestra comida favorita o cuando intentamos resolver un difícil rompecabezas? y, ¿qué tan parecida es esta activación entre gemelos?. Estas preguntas se pueden resolver con la resonancia magnética funcional o fMRI, una tecnología que nos permite medir qué áreas del cerebro se activan en situaciones determinadas. Esto es porque cuando las neuronas de una región cerebral aumentan su actividad, aumenta el flujo sanguíneo y la presencia de sangre oxigenada, lo cual puede ser detectado por un escáner de resonancia magnética. 

Una imagen por resonancia magnética es una técnica no invasiva que utiliza el fenómeno de la resonancia magnética nuclear para obtener información sobre la estructura y composición del cuerpo a analizar. Aquí se observan imágenes que consisten en cortes axiales del cerebro de una persona, puede verse la sustancia gris, la sustancia blanca y el líquido cefalorraquídeo en color negro (Imagen cortesía del Psic. Diego Ramírez y Dr. Alcauter, miembros de TwinsMx).

 Pero nuestro cerebro nunca descansa, incluso cuando estamos en reposo, la actividad de distintas áreas cerebrales fluctúa constantemente. Algo interesante de esto es que algunas regiones aumentan y disminuyen su actividad al mismo tiempo, es decir, su actividad está sincronizada. Esto se conoce como conectividad funcional y se dice que las áreas cerebrales conectadas entre sí forman redes funcionales. Existen varias redes en el cerebro, una de ellas es la red de estado basal, la cual está más activa cuando descansamos o nuestra mente divaga, contrario a la red ejecutiva, la cual está más activa cuando estamos concentrados en una tarea o al intentar resolver un acertijo. 

En naranja, las áreas del cerebro que se activan cuando estamos concentrados en una tarea de mantener información en nuestra memoria, las cuales son parte de la red ejecutiva, y las que se desactivan en azul, las cuales son parte de la red de estado basal (Imagen cortesía del Psic. Diego Ramírez y Dr. Alcauter, miembros de TwinsMx).

Las redes cerebrales y la activación cerebral mientras realizamos tareas específicas varía de persona a persona, a fin de cuentas todos tenemos cerebros distintos que hacen que cada uno tenga su propia personalidad, pero, ¿de dónde surgen esas diferencias?, ¿nuestros genes determinan el funcionamiento cerebral o son nuestras experiencias de vida las que moldean nuestra neurofisiología?. Resolver esta pregunta no sólo aportaría a conocer mejor nuestro cerebro, sino que también nos podría ayudar a mejorar los tratamientos de personas con condiciones psiquiátricas y neurológicas. 

En TwinsMX queremos contestar qué rol tiene la genética y el ambiente en la estructura, neuroquímica y la conectividad cerebral en nuestra población mexicana. Es por eso que estamos escaneando a decenas de pares de gemelos idénticos y no-idénticos. Saber qué tan parecidos son los gemelos entre sí nos permitiría identificar el rol del ambiente compartido, en cambio, estimar qué tanto los gemelos idénticos son más parecidos entre sí que los gemelos no-idénticos nos hablaría del rol que tienen los genes sobre el funcionamiento cerebral. 

En esta imagen se muestra que los cerebros de los gemelos idénticos son más parecidos entre sí (mayor correlación) que entre los gemelos fraternales. A mayor similitud (mayor correlación), se muestra un color más cálido (rojo-rosa). Modificado de Thompson, Cannon & Toga, 2002.

¿A tí y a tu gemelo les gustaría hacerse un estudio de resonancia magnética y aportar a la ciencia? Entonces regístrense en TwinsMX y participen en este estudio sobre el funcionamiento cerebral. ¡Vengan a conocer su cerebro!

M.C. Diego Ramírez González
Laboratorio de imagen funcional cerebral
Instituto de Neurobiología, UNAM

Referencias

Gu, Z., Jamison, K.W., Sabuncu, M.R. et al. Heritability and interindividual variability of regional structure-function coupling. Nat Commun 12, 4894 (2021). https://doi.org/10.1038/s41467-021-25184-4

Thompson, P., Cannon, T., Narr, K. et al. Genetic influences on brain structure. Nat Neurosci 4, 1253–1258 (2001). https://doi.org/10.1038/nn758