Profesor investigador
Laboratorio de Neurobiología Computacional
Dentro del cerebro existe un equilibrio entre neuronas activadoras e inhibidoras, similar al equilibrio entre acelerar y frenar un coche. Mantener este equilibrio (llamado homeostasis) en los circuitos cerebrales es fundamental para los procesos cognitivos, mientras que su alteración puede provocar trastornos como la esquizofrenia y el autismo. Aunque los síntomas de estas enfermedades aparecen en diferentes momentos de la vida de las personas, pueden ser el resultado de una causa similar: el desarrollo cerebral anormal durante períodos críticos al principio de la vida.
Margarita Behrens está examinando genes, influencias ambientales y la interacción entre ambos para determinar por qué algunos individuos desarrollan un trastorno del neurodesarrollo mientras que otros no. Con su sólida formación en genómica, neurobiología y fisiología, Behrens se enfoca en la formación y disrupción de circuitos neuronales dentro de la corteza prefrontal, un área del cerebro responsable de la toma de decisiones y el razonamiento, desde el final del embarazo hasta la adolescencia.
Su equipo utiliza diversos métodos para comprender las reglas que rigen la maduración del cerebro durante el período perinatal, cuando se establecen los circuitos neuronales. Miden la actividad eléctrica de los circuitos neuronales; obtienen imágenes de la formación de sinapsis neuronales; y estudian la maduración de subtipos de neuronas al observar una capa de marcadores químicos en el ADN llamada epigenoma. Estas marcas —grupos metilo (CH3)— se unen al ADN para activar y desactivar genes, y cada vez se cree más que desempeñan un papel importante en la salud y la enfermedad. Como parte de un gran consorcio, el equipo de Behrens identifica nuevos subtipos de neuronas basándose en sus patrones de metilación del ADN (marcadores epigenéticos) mediante un método conocido como perfil de metilación. El mapeo de los diferentes subtipos de neuronas en el cerebro —así como el análisis de las variaciones en el epigenoma y los cambios que ocurren durante la maduración neuronal—podría conducir a una mejor comprensión de los circuitos cerebrales y a intervenciones mejoradas para una serie de trastornos neuropsiquiátricos y del desarrollo neurológico, como el trastorno bipolar, la depresión, la esquizofrenia y el autismo.
Las interneuronas, que transmiten señales entre neuronas, regulan el equilibrio excitatorio e inhibitorio en la corteza prefrontal. Behrens descubrió que sin el receptor crítico mGluR5, las interneuronas se desarrollaron de manera anormal, no pudieron regular adecuadamente los circuitos inhibitorios y provocaron déficits conductuales similares a los trastornos del neurodesarrollo humano.
Mientras identificaba patrones normales de metilación del ADN en el cerebro, su laboratorio produjo los primeros mapas completos del genoma que comparaban cortezas prefrontales de ratones y humanos a lo largo de la vida, herramientas que ayudan a los neurocientíficos de todo el mundo a estudiar mejor esta área del cerebro.
Las neuronas presentan variaciones en sus patrones de metilación (metilomas). Al perfilar los metilomas, Behrens y colegas descubrieron que las neuronas en la corteza frontal humana formaban 21 subtipos, incluyendo algunos que no habían sido identificados previamente. Su grupo está estudiando actualmente cómo se establecen estos patrones de metiloma específicos de cada tipo celular durante la maduración cerebral y cómo el ambiente materno los afecta.
BS, Bioquímica, Universidad de Chile
Magíster en Bioquímica, Universidad de Chile
Doctora en Filosofía (Doctorado), Bioquímica y Biología Molecular, Universidad Autónoma, España
Beca Posdoctoral, Washington University School of Medicine
