Médicos y neurocientíficos consideran que el cerebro humano es el órgano que consume más energía, porque está lleno de neuronas codiciosas y hambrientas. Sin embargo, nuevos hallazgos ponen en duda esta idea del “suministro ilimitado”.
Parece ser que el sistema circulatorio no proporciona tanta sangre a las neuronas como pensábamos, aunque el flujo aumente durante una sinapsis. Por lo tanto, las células cerebrales deben arreglárselas para llevar a cabo sus actividades diarias.
Mucha demanda pero poca sangre
La idea de un suministro ilimitado se basó en el hecho de que el cerebro solo usa alrededor del 40 % del oxígeno que llega a través del sistema circulatorio. Hasta cierto punto parecía tener sentido que hubiera siempre un remanente para garantizar un suministro de oxígeno en todo momento.
Pero, ¿y si ese oxígeno no fue usado porque nunca llegó a las neuronas?
Esta posibilidad se apoderó de la mente de los investigadores de la Universidad de Vanderbilt, y los motivó a observar la densidad de los vasos capilares en el cerebro. Afortunadamente, este órgano deja evidencias de su uso de energía a través de ligeros patrones en los vasos sanguíneos. De lo contrario, todavía seguiríamos pensando que las neuronas se roban toda nuestra energía.
Fue entonces cuando descubrieron que el cerebro funciona más como un río, que suministra agua o en esta caso sangre a donde puede.
Un cerebro basado en la demanda sería como una cadena de suministro. Es decir, las arterias y las venas tendrían que ser las principales carreteras que transportan bienes a partes específicas del cerebro, y los capilares serían similares a las calles que entregan bienes a sus usuarios finales: las neuronas.
Sin embargo, lo que encontraron fue que la sangre fluía por la corteza sin tomar en cuenta a esos usuarios finales. Por lo tanto, mientras algunas neuronas cercanas a las arterias se benefician, otras están limitadas por la cantidad de sangre y oxígeno disponible.
¿Un suministro limitado?
Los cerebros, como las ciudades, solo funcionan si tienen suficiente energía suministrada. Si la sangre fluye independientemente de la necesidad, esto implica que el cerebro realmente usa la sangre tal como se le suministra.
¿A qué nos referimos con esto? Básicamente, al hecho de que el cerebro humano hace lo que puede con la sangre que obtienen y, como resultado, trabaja constantemente al 85% de su capacidad.
La razón por la que solo se usa el 40% del oxígeno suministrado al cerebro es porque esta es la cantidad máxima que se puede intercambiar a medida que fluye la sangre. Quizás, las arterias locales podrían llevar más a las neuronas si comienzan a usar un poco de oxígeno, pero esto tiene el costo de desviar la sangre de otras partes del cerebro. Así que, en conclusión, hay una escasez general de suministros.
Y ello aplica para todos los cerebros por igual. Tanto para los ratones como para las ratas, la densidad capilar constituye un escaso 2% a 4% del volumen cerebral, independientemente de cuántas neuronas o sinapsis estén presentes. Su flujo sanguíneo, al igual que el nuestro, es como los trabajadores que intentan recoger artículos en una línea de montaje que va demasiado rápido: un desastre.
“La sangre fluye en el cerebro como el agua por los ríos: donde puede, no donde se necesita. Creo que descubrir qué determina el suministro de sangre al cerebro es esencial para comprender su efecto en la salud”.
Suzana Herculano-Houzel, invvestigadora en la Universidad de Vanderbilt
Entonces, ¿cómo funciona nuestro cerebro?
Desde lejos, el uso de energía en el cerebro puede parecer un órgano lleno de energía, pero en realidad tiene un suministro limitado. Eso es lo más importante aquí.
No obstante, estos hallazgos ofrecen una posible explicación de por qué el cerebro no puede realmente realizar múltiples tareas, solo alternar rápidamente entre enfoques. Debido a que el flujo de sangre está estrictamente regulado, cualquier parte del cerebro que experimente un aumento en la actividad neuronal debe desviar el flujo de sangre de otras partes y usarlo a su favor. Por ejemplo, para practicar matemáticas, el cerebro tiene que enviar toda la sangre disponible a las neuronas en el lóbulo frontal y parietal.
Entonces, al hacer esto, las otras neuronas en la corteza se vuelven incapaces de terminar sus actividades diarias.
Parece ser que así maneja nuestro cerebro el problema con la cadena de suministro. Sin embargo, se necesitan más estudios que aborden esta escasez.
Referencias:
Energy supply per neuron is constrained by capillary density in the mouse brain https://doi.org/10.3389/fnint.2022.760887
Brains also have supply chain issues—blood flows where it can, and neurons must make do with what they get https://theconversation.com/brains-also-have-supply-chain-issues-blood-flows-where-it-can-and-neurons-must-make-do-with-what-they-get-201149
