Matemáticos de la Universidad de Michigan (UM), en colaboración con especialistas británicos, identificaron la señal que el cerebro envía al resto del cuerpo para controlar los ritmos biológicos.
Este descubrimiento, que será publicado en la revista 'Science', podría ayudar a corregir el insomnio, así como desajustes por vuelos que cruzan husos horarios.
De acuerdo con los resultados de la investigación, el hallazgo sobre el cronómetro central del cuerpo también podría ayudar al tratamiento de enfermedades relacionadas con el mismo, incluidas el cáncer, el Alzheimer y el trastorno bipolar.
'Esta revelación viene a modificar la teoría que ha persistido por largo tiempo sobre el reloj biológico humano', expresó Daniel Forger, profesor asociado de matemáticas y miembro del Centro para Medicina Computacional y Bioinformática de la UM.
Agregó que esto 'nos permite avanzar hacia la posibilidad de cambiar esa señal, a fin de ayudar a las personas con ciertos padecimientos'.
El reloj interno se encuentra en una región central del cerebro llamada núcleo supraquiasmático o NSQ (SCN, por sus siglas en inglés), y durante décadas los investigadores han creído que es el ritmo con el cual las células del NSQ emiten pulsos eléctricos que controlan el mantenimiento del tiempo en todo el cuerpo.
Esta teoría explica la función de un metrónomo en el cerebro que pulsa rápidamente durante el día, y luego baja el ritmo durante la noche, llevando al cuerpo a ajustar sus ritmos cotidianos, conocidos como ritmos circadianos, de manera acorde.
Las nuevas evidencias muestran que el viejo modelo está 'completamente equivocado'.
'El verdadero mecanismo de las señales es muy diferente: La señal de ritmo enviada desde el NSQ está codificada en una compleja pauta de disparos a la cual hasta ahora no se había prestado atención', explicó Forger.
'Hemos develado el código del día circadiano y esa información podría tener un impacto tremendo en todo tipo de enfermedades afectadas por el reloj', agregó el coordinador de la investigación, realizada en colaboración con la Universidad de Manchester, Inglaterra.
El descubrimiento fue realizado a través de datos recolectados sobre las pautas de disparos de más de 400 células de NSQ en ratones, que se conectaron con un modelo matemático, el cual ayudó a probar y verificar la nueva teoría.
En mamíferos el NSQ contiene tanto células de reloj (que expresan un gen llamado per1) como células que no componen el reloj.
Durante años los investigadores de la biología circadiana han registrado las señales eléctricas de una mezcla de los dos tipos de células.
Esto ha llevado a una imagen equivocada del funcionamiento interno del reloj, explicó el experto.
Los matemáticos británicos lograron separar las células de reloj de las que no componen al mismo, enfocándose en las que expresaban el gen per1, y luego registraron solamente las señales eléctricas producidas por las células de reloj.
Al final confirmaron las predicciones hechas por el modelo de Forger, sustentando la nueva teoría.
'Este es realmente un ejemplo claro de un modelo que lleva a una predicción que contradice completamente lo que los biólogos dicen, y que al final resulta estar en lo cierto. Aquí tenemos un caso sólido y será muy difícil que alguien pueda argumentar en contra', dijo Forger.
Los investigadores encontraron que durante el día las células de NSQ que contienen el gen per1 mantienen un estado de excitación eléctrica, pero no hacen descargas.
Hacen disparos o descargas por un período breve al atardecer, luego se mantienen calmas durante la noche antes de otro período de actividad alrededor del amanecer.
Esta pauta de descargas es la señal o código que el cerebro envía al resto del cuerpo para que mantenga el tiempo.
La vieja teoría dice que las células en el NSQ que contienen el reloj hacen disparos rápidos durante el día, pero bajan el ritmo en la noche, y el descubrimiento de los matemáticos demuestra lo contrario, ya que esas células están en calma durante el día.
