Durante décadas, las neuronas fueron consideradas las grandes responsables del almacenamiento y procesamiento de la información en el cerebro. Sin embargo, investigaciones recientes comenzaron a desafiar ese paradigma al mostrar la relevancia de los astrocitos —células con forma de estrella y ramificaciones extensas— en funciones cognitivas complejas.
Un equipo de investigadores del Massachusetts Institute Of Technology (MIT), liderado por Dmitry Krotov, junto a Jean Jacques Slotine y Leo Kozachkov, presentó un estudio novedoso sobre cómo otras células, los astrocitos, podrían influir en la extraordinaria capacidad de almacenamiento de la memoria cerebral.
Los hallazgos se publicaron en Actas de la Academia Nacional de Ciencias (PNAS, por sus siglas en inglés).
Qué son los astrocitos
El cerebro humano contiene unos 86 mil millones de neuronas —apuntaron los investigadores— y son fundamentales para emitir señales eléctricas que sustentan la memoria, el procesamiento de información y el control del sistema nervioso.
Junto a ellas, se encuentran miles de millones de astrocitos, que ayudan a controlar distintas funciones cerebrales, entre ellas, “limpian” los desechos neuronales, nutren a las neuronas y contribuyen al flujo sanguíneo cerebral.
Además, los astrocitos extienden finos procesos (tentáculos) que pueden envolver sinapsis —las uniones por donde dos neuronas se comunican— formando así lo que se denomina sinapsis tripartita: un punto de contacto funcional entre dos neuronas y un astrocito.
El estudio del MIT postula que los astrocitos poseen una arquitectura única, y conectan al mismo tiempo con múltiples sinapsis y, por lo tanto, con diversas neuronas. Esta particularidad inspiró el desarrollo de un modelo computacional que integra a los astrocitos como componentes activos de la memoria, más allá de su antiguo rol pasivo.
Los investigadores partieron de la limitación de los modelos neuronales tradicionales: las redes de Hopfield, propuestas en los años 70 y 80, que, según el equipo del MIT, no llegan a justificar la vasta capacidad memoria del cerebro humano, dado que solo permiten el acoplamiento por pares de neuronas y, por ende, una codificación limitada de información.
La innovación se alcanzó con la introducción del concepto de “memoria asociativa densa”, que implica la participación simultánea de múltiples neuronas en el mismo proceso de acoplamiento. Sin embargo, hasta ahora no se había identificado un mecanismo biológico capaz de realizar estos ensamblajes multineuronales en el cerebro.
En este contexto, los astrocitos aparecen como una solución plausible, gracias a su capacidad para establecer contacto con numerosas sinapsis y facilitar la transferencia de información entre ellas. Krotov lo resumió así: “Para construir memorias asociativas densas necesitas acoplar más de dos neuronas. Dado que un solo astrocito puede conectarse a muchas neuronas y muchas sinapsis, es tentador pensar que podría existir una transferencia de información entre sinapsis mediada por esta célula biológica”.
El modelo neurona-astrocito presentado por el MIT permite multiplicar significativamente la capacidad de almacenamiento respecto a una red de Hopfield tradicional. La clave reside en conceptualizar a los astrocitos no como entidades únicas sino como agrupaciones de procesos individuales, que funcionan como unidades computacionales independientes.
De esta manera, la memoria queda codificada en complejos patrones espacio-temporales de flujo de calcio dentro de los astrocitos y se transmite a las neuronas mediante la liberación de gliotransmisores en las sinapsis asociadas.
Según explicaron los autores, este sistema representa una ventaja decisiva tanto en cantidad de información almacenada como en eficiencia energética, ya que la proporción de datos memorizados crece junto con el tamaño de la red, sin un aumento proporcional en el consumo de recursos.
El modelo neurona-astrocito y la inteligencia artificial
Las conclusiones del trabajo liderado por el equipo del MIT no se limitan al campo de la biología cerebral. El modelo neurona-astrocito, al evidenciar cómo una arquitectura de procesamiento paralela y flexible podría almacenar vastos conjuntos de datos, ofrece una inspiración directa para los sistemas modernos de inteligencia artificial (IA).
De acuerdo con los investigadores, la variación en la conectividad dentro de la red de procesos astrocíticos sugiere la posibilidad de crear un espectro de arquitecturas entre la memoria asociativa densa y los mecanismos de atención, base fundamental de los modelos de lenguaje a gran escala.
Este enfoque reactiva el vínculo conceptual entre la neurociencia y la IA, que según Slotine, se ha ido diluyendo con la evolución de los algoritmos en las décadas recientes. Si bien la neurociencia fue fuente de ideas originales para la inteligencia artificial, los avances tecnológicos llevaron a muchos sistemas a distanciarse de las analogías neuronales.
En términos prácticos, adaptar la lógica de las redes neurona-astrocito a los algoritmos de IA permitiría explorar nuevas maneras de incrementar tanto la capacidad de codificación como la eficiencia energética de los sistemas inteligentes.
Astrocitos y enfermedades neurodegenerativas
El avance conceptual sobre el papel de los astrocitos en la memoria y la cognición se refleja también en la redefinición del enfoque para las enfermedades neurodegenerativas. Infobae publicó parte de estos avances presentados en la conferencia Neuroscience Next 2025, organizada por la Alzheimer’s Association y FLENI en Argentina en febrero de este año.
Durante su presentación desde la Universidad de Pittsburgh, a la que Infobae accedió de manera virtual, el neurocientífico Shane Liddelow expuso una línea de investigación centrada en el comportamiento de los astrocitos frente a lesiones y enfermedades neurodegenerativas.
Liddelow compartió descubrimientos recientes de su laboratorio y detalló cómo estas células gliales pueden contribuir, tanto a la protección como al deterioro del cerebro. “Los astrocitos son los ‘padres’ del cerebro: proporcionan nutrientes a las neuronas y eliminan residuos tóxicos”, explicó, subrayando su rol esencial en el equilibrio del entorno neuronal.
El núcleo de su investigación reside en la transformación funcional de los astrocitos frente a situaciones de estrés cerebral. Según sus hallazgos, ante eventos como infecciones o traumatismos, estas células pueden perder sus propiedades beneficiosas y volverse reactivas, con consecuencias nocivas.
“Pasamos años buscando la proteína responsable de esta toxicidad, hasta que nos dimos cuenta de que no era una proteína en absoluto, sino un lípido”, relató Liddelow al describir uno de los principales giros en su línea experimental. Su equipo identificó que ciertos compuestos lipídicos producidos por estos astrocitos inducen daño directo sobre neuronas y oligodendrocitos.
“Los astrocitos reactivos no sólo fallan en su rol de apoyo neuronal, sino que pueden liberar moléculas neurotóxicas que aceleran la degeneración celular”, afirmó, abriendo la puerta a estrategias terapéuticas dirigidas a modular esta actividad celular.