Tema 11. Ontogenia del sistema nervioso

Resumen: Introducimos los principales pasos y procesos del desarrollo del sistema nervioso. Cada descripción tiene una explicación causal, expresada en términos de procesos y mecanismos celulares, y mediante la atribución de roles a determinadas moléculas. Hay aspectos que no hemos cubierto (la corticogénesis, o la histogénesis detallada de la retina, del cerebelo, etc.), por cuestión de espacio. Hemos preferido una visión general amplia antes que profundizar en escasos ejemplos. En el cerebro no se puede pretender que lo que ocurre en un lugar se reproduzca exactamente en otras partes. Buena parte del capítulo pretende explicar cómo se instauran regularidades y diferencias.
Se muestran los modelos más avanzados en esta materia, sin excesivos detalles. El aspecto más novedoso es el desarrollo del modelo segmentario (neuromérico) del tubo neural. Es útil para sistematizar el orden creciente de la estructura neural y ayuda a pensar en los fenómenos subyacentes. Consideramos que buena parte del enfoque clásico es ya obsoleto. Debe ser desechado para no obstaculizar el progreso en este campo. Proponemos por tanto un cambio paradigmático en el estudio causal del sistema nervioso. Si bien tomamos el cerebro humano como referente principal, la mayoría de los mecanismos expuestos son extensibles a otros modelos animales.

Tema 12. Fundamentos del análisis genético y molecular de procesos biológicos

Resumen: La relación entre la genética y la fisiología no es fácil de comprender, principalmente porque los expertos en cada campo no han intercambiado sus puntos de vista con la suficiente frecuencia. En este capítulo vamos a resumir algunos de los hechos y conceptos esenciales para permitir ese diálogo entre dos campos, ambos parciales, de la biología. Una forma instructiva de comenzar es reflexionando sobre la evolución y el desarrollo. Si mantenemos la referencia de estos dos grandes temas, entonces será más fácil comprender y utilizar los métodos analíticos de la genética. Un hecho importante es que, contrariamente al estereotipo popular, el genoma es también una entidad cambiante según los estímulos externos recibidos. En este nivel de organización de la materia viva, como en todos los demás, existe una organización funcional que sobrepasa la codificación de la secuencia lineal de aminoácidos. De hecho, la mayor parte del ADN no codifica proteínas, sino que regula la expresión de genes o cumple funciones estructurales cromosómicas. Por otro lado, el repertorio de modificaciones durante y posterior a la transcripción y traducción del ADN ofrece un amplísimo abanico de posibilidades para perfilar detalles muy concretos de la diversidad biológica. Lo esencial ahora es conocer las transformaciones moleculares que son posibles para, más adelante, establecer la conexión con la fisiología y el comportamiento.

Tema 13. Especificación de la conectividad neural

Resumen: La diversidad estructural y funcional del sistema nervioso es el resultado de un largo proceso de desarrollo que se extiende desde la fecundación a la muerte del individuo. Su organización está sujeta detalladamente a las instrucciones contenidas en la información genética de cada una de sus células. La expresión de esa información regula tanto las características de la propia célula como, a través de señales, las de sus vecinas en el organismo. En el embrión, tempranamente regionalizado, tiene lugar la determinación de las células progenitoras del sistema nervioso. Tras una proliferación característica, tiene lugar la diferenciación en múltiples tipos de neuronas y glía estableciéndose una conectividad regulada con precisión. El resultado final es un sistema celular de conectividad cambiable dentro del mismo margen en el que es modificable su expresión genética en respuesta a estímulos.