Experimento logra recuperar actividad neuronal tras congelación extrema

Congelar un cerebro –y eventualmente un cuerpo entero– es una de esas ideas que fascinan por su promesa de rozar la inmortalidad. No es raro encontrarla en todo tipo de relato de ciencia ficción, sobre todo en historias de viajes espaciales: si una travesía interplanetaria puede durar décadas, hibernar sería quizás la única solución viable.

Sin embargo, la ciencia avanza a su propio ritmo. Y aunque aún estamos lejos de las naves con tripulantes en hibernación –como las que aparecen en películas de ciencia ficción como Alien– , un nuevo estudio realizado por investigadores de la Universidad Friedrich-Alexander de Erlangen-Núremberg (FAU) y del Hospital Universitario de Erlangen, publicado en Proceedings of the National Academy of Sciences, sugiere que la preservación funcional del tejido cerebral mediante frío extremo podría ser más factible de lo que se creía hasta ahora, al menos a pequeña escala.

El anticongelante natural de la salamandra siberiana

La naturaleza, como tantas veces, ofrece la pista inicial. Como bien señala el comunicado de la FAU, la salamandra siberiana puede sobrevivir durante décadas enterrada en el permafrost, a temperaturas de hasta 50 grados bajo cero. 

Su secreto está en el hígado, capaz de producir alcohol glicerínico, una especie de anticongelante biológico que evita que el frío destruya sus células. Ese mecanismo natural lleva años inspirando a los científicos que sueñan con aplicar algo parecido al tejido más delicado del cuerpo humano: el cerebro.

Ahora, el nuevo estudio presenta un resultado que hace apenas unas décadas habría parecido imposible: los investigadores lograron congelar tejido cerebral y, tras descongelarlo, en algunas muestras, las neuronas volvieron a intercambiar señales eléctricas y responder a estímulos de forma cercana a la normal.

Vitrificación: congelar sin formar cristales de hielo

El problema de congelar un cerebro no es el frío en sí, sino lo que ocurre cuando el agua del tejido se solidifica. Al congelarse, el agua aumenta de volumen y forma cristales que pueden deformar o desgarrar la delicada estructura microscópica del cerebro. 

Y esa fragilidad tiene una razón: el cerebro funciona gracias a una organización microscópica extraordinariamente compleja. No se trata simplemente de células individuales, sino de una red de conexiones y sinapsis cuya integridad es indispensable para que la actividad neuronal pueda reanudarse.

La solución explorada por el equipo alemán se conoce como vitrificación. En lugar de permitir que el agua del tejido forme hielo de manera convencional, el material se enfría de forma extremadamente rápida –mediante nitrógeno líquido a −196 °C–. Ese enfriamiento súbito reduce la probabilidad de que se formen cristales y hace que gran parte del agua del tejido se solidifique en un estado amorfo, más parecido al vidrio que al hielo, lo que reduce significativamente el riesgo de que la estructura celular resulte dañada.

El método, en realidad, ya existía. Lo que faltaba era una forma de aplicarlo al tejido nervioso sin destruirlo. Los crioprotectores químicos que se utilizan para impedir la formación de hielo resultan, al mismo tiempo, tóxicos para las neuronas. Ese había sido uno de los principales obstáculos para aplicar la técnica al tejido nervioso. 

En concreto, el equipo trabajó con cortes finos del hipocampo de ratón –una región clave para la memoria– que fueron conservados entre diez minutos y siete días a −150 °C. Tras descongelarlos, las membranas neuronales aparecían intactas, las mitocondrias no mostraban signos de daño metabólico y las neuronas respondían a estímulos eléctricos de forma casi normal.

Potenciación sináptica: señales de plasticidad tras la congelación

El hallazgo más significativo fue la detección de potenciación a largo plazo en las sinapsis: el proceso mediante el cual las conexiones entre neuronas se refuerzan con el uso y que se considera el mecanismo celular central del aprendizaje y la memoria.

"Lo fundamental no fue solo que algunas células sobrevivieran, sino que el tejido conservara sus características funcionales esenciales", explicó a IFLScience el doctor Alexander German, autor principal del estudio.

Lejos de congelar cerebros humanos

Aun así, el avance tiene límites claros y está lejos de ser un milagro. En el experimento solo algunas muestras recuperaron una actividad cercana a la normal. Además, los cerebros de ratón son diminutos en comparación con el humano: enfriar y recalentar órganos más grandes de manera uniforme representa un desafío completamente distinto.

El investigador Mrityunjay Kothari, de la Universidad de New Hampshire, que no participó en el estudio, declaró a Earth.com que "este tipo de avances es lo que convierte gradualmente la ciencia ficción en una posibilidad científica". Aun así, advirtió que aplicaciones como el almacenamiento de órganos completos siguen muy por encima de las capacidades actuales.

Aplicaciones médicas: más allá de la ciencia ficción

En ese sentido, los propios investigadores subrayan que el resultado no implica que sea posible congelar personas para revivirlas en el futuro. Las aplicaciones más inmediatas del hallazgo, de hecho, están muy lejos de ese tipo de escenarios.

Sin embargo, el trabajo sí apunta a posibles aplicaciones científicas y médicas en un futuro más cercano. Por ejemplo, el tejido cerebral extraído durante cirugías –como ocurre en algunos pacientes con epilepsia– podría conservarse durante largos periodos para estudiar enfermedades neurológicas o probar nuevos fármacos.

A más largo plazo, la criomedicina también podría beneficiarse de este tipo de avances. Mejorar la conservación de órganos destinados a trasplantes, proteger el sistema nervioso tras lesiones graves o incluso ganar tiempo en situaciones en las que aún no existe tratamiento disponible son algunas de las posibilidades que menciona el propio German.

Por ahora, la conclusión es más modesta, pero igualmente intrigante: con la combinación adecuada de química y un protocolo preciso, este tipo de tejido puede conservar mucha más funcionalidad de lo que se creía posible hasta hace muy poco. La salamandra siberiana lleva millones de años perfeccionando su truco. Los científicos de Erlangen, por su parte, acaban de dar un paso importante para empezar a comprender cómo replicarlo en el laboratorio.