¿Puede el cerebro comprenderse a sí mismo?

¿Puede el cerebro comprenderse a sí mismo?
Foto: Jens Langner
Hay cosas que el cerebro humano inventa y comprende a la perfección.

Por ejemplo, el motor de explosión de un coche.

Hay otras cosas que el cerebro humano inventa pero que, curiosamente, no llega a comprender del todo.

Por ejemplo, y como suele decirse, las infinitas combinaciones del juego del ajedrez.

Siguiendo esta línea, la siguiente pregunta podría ser: ¿puede el cerebro humano comprenderse a sí mismo?

En esto andan ocupados los neurocientíficos, cuya disciplina consiste, precisamente, en la compresión de la máquina de comprender que llevamos dentro del cráneo.

La neurociencia es una ciencia múltiple y singular. Múltiple porque congrega a varias disciplinas: la biología, la fisiología, la física, la matemática, la robótica o la informática (basta con ponerles el prefijo neuro, como en neuroinformática).

Singular, porque las integra para conseguir sus objetivos.

“Los problemas, a pesar de los avances, vienen siendo los mismos desde el tiempo de Santiago Ramón y Cajal: entender cómo funciona el cerebro y curar sus enfermedades. Ninguno de los dos ha sido solventado completamente”

En los últimos años se han ido complementando las disciplinas, animadas por el aliento del imparable desarrollo tecnológico, pero la historia de la neurociencia es más antigua.

Aunque no mucho: tiene solo un siglo de edad, aproximadamente.

 “Se pensaba que las neuronas se unían de forma continua.

Ya había estudios sobre la neurona antes de Ramón y Cajal (que obtuvo el Nobel de Medicina en 1906), pero se considera a este científico como el punto de partida de esta ciencia.

 “En España somos muy modestos, pero la figura de Ramón y Cajal en la neurociencia es comparable a la de Albert Einstein en física o Charles Darwin en biología. Antes de Cajal ya se hablaba de la neurona, pero Cajal apostó por ella y demostró su existencia”, dice Torres.

“Él es quien sienta las bases de las estructuras de la neurona y apunta parte de las funciones de estas”,

Cajal aplicó la teoría celular al sistema nervioso y postuló la teoría neuronal, que dice que las neuronas son células independientes que se comunican unas con otras en lugares de contacto.

Estas zonas son las denominadas sinapsis, que quiere decir broche”.

Como las neuronas han de ser independientes, los impulsos eléctricos que utilizan para comunicarse se encuentran un salto en estas sinapsis, un espacio que salvar.

La señal eléctrica se codifica entonces en una señal química: se segregan al espacio sináptico los llamados neurotransmisores, unas sustancias químicas que son recibidas por la otra neurona y convertidas de nuevo en señal eléctrica que continúa su camino.

“Este proceso es una especie de milagro, porque todo ello ocurre en un milisegundo”, dice Lerma.

Estos neurotransmisores (su liberación, su ausencia) son muy importantes en nuestra vida cotidiana: la adrenalina nos prepara para situaciones de estrés, la falta de serotonina puede influir en la depresión, la dopamina se relaciona con la recompensa y el placer, etc.

El estudio de las neuronas es la base de la neurociencia moderna, su principio central.

Se estima que hay cien mil millones de neuronas en el cerebro, cada una establece unas mil conexiones (sinapsis) con sus vecinas.

El número de conexiones es del orden del número de estrellas que hay en nuestra galaxia, la Vía Láctea.

Y todo dentro de nuestro cráneo.

Cuando surgen problemas en las neuronas, en las sinapsis, se producen patologías: “las enfermedades mentales pueden ser de dos clases: neurodegenerativas, cuando algo empieza a ir mal en un cerebro sano, como por ejemplo en el Parkinson o el Alzheimer.

O bien cuando el cerebro se forma, digamos, de una manera diferente a la media como en el caso del autismo o la esquizofrenia”, explica Óscar Marín, multipremiado investigador del Instituto de Neurociencias de Alicante.

Marín y su equipo estudian cómo se desarrolla el cerebro desde el embrión, cómo encajan las neuronas en el puzzle del cerebro hasta llegar a la etapa adulta.

“Así podemos encontrar los defectos con los que se forma el cerebro y que dan lugar a enfermedades mentales importantes”, explica.

Respecto a las enfermedades neurodegenerativas, “en algunos casos hemos hecho muchos avances, mientras que en otras enfermedades ni siquiera conocemos bien el mecanismo que las provoca.

El Alzheimer es la estrella de las investigaciones, hay una teoría muy acertada sobre la enfermedad, pero que todavía no se ha traducido en terapias efectivas.

La número dos es el Parkinson, en el que tenemos tratamientos pero nos falta una teoría precisa que explique la enfermedad”, afirma Ignacio Torres.

Estas enfermedades del sistema nervioso, “son con diferencia las que tienen mayor prevalencia en el mundo moderno”, explica Juan Lerma, “pues muchas veces no provocan la muerte a corto plazo y generan un problema social”.

Uno de los objetivos de la SENC es calcular qué gasto producen estas enfermedades en España.

“Conocemos los datos a nivel global: 386 billones de euros en la Europa de los 27. Es un valor muy grande que dice poco.

Pero, ¿cuánto cuestan las demencias en España? 2.400 millones de euros al año, solamente en gasto sanitario, no en gasto social de cuidadores, etc..

Cuidar a los epilépticos farmacoresistentes cuesta 2.200 millones al año. Cada siete segundos en el mundo se desarrolla una demencia”.

La Organización Mundial de la Salud (OMS) pronostica 1,5 millones de suicidios al año en 2020, y un número de tentativas entre 10 y 20 veces superior.

Un suicidio cada 20 segundos, provocado por problemas como depresiones, demencias, dolores intratables.

“Por todo esto es urgente investigar”, concluye el neurocientífico.

Más allá de la neurona, los científicos estudian el sistema nervioso a diferentes niveles y con una plétora de tecnologías diferentes cada vez más avanzadas (resonancia magnética funcional, optogenética, microscopios multifotón, proteínas fluorecentes para marcar células…)

“Las técnicas de imagen no invasivas, que todavía están mejorando su resolución espacial y temporal, son muy importantes porque permiten estudiar el cerebro si tener que hacer un agujero en el cráneo”, bromea Lerma.

Si en un extremo está el estudio de la neurona, en el otro está el estudio del cerebro entero como un sistema.

“No sabemos cómo funciona el cerebro de manera integrada porque es muy complejo”, dice Lerma.

El problema, según el científico, es el siguiente: si se toman dos células hepáticas, por ejemplo, y se colocan una al lado de otra, realizan las mismas funcionas que realizaría una sola.

Si se cogen 100, también se comportarían igual.

Queman glucosa, generan energía, tienen ciertas enzimas y proteínas.

Sin embargo, al colocar muchas neuronas juntas, no se suman linealmente, sino que ocurre algo inesperado: surgen propiedades nuevas, no predichas.

Propiedades emergentes.

La conciencia, la mente, es una propiedad emergente de las redes neuronales del cerebro.

¿Son estas redes neuronales por las que circulan impulsos eléctricos similares a los circuitos de un ordenador?

“Esta es una metáfora que se utiliza habitualmente pero que no es cierta.

Un cerebro en infinitamente más complejo”, dice Torres. ¿Se comprenderá la conciencia humana?

 “Tenemos un problema conceptual”, continúa, “igual que en física se persigue, aún sin éxito, una Teoría del Todo, en neurociencia también nos gustaría tener una teoría similar, pero ni siquiera hemos dado los primeros pasos hacia ella.

No hemos enunciado el problema de la conciencia, no tenemos claro qué es la conciencia, cómo definirla.

Ojalá tuviéramos un Cajal para iniciarnos.

Aún así, no tengo ninguna duda de que es un problema abordable”.

¿Si conociésemos al cien por cien el funcionamiento del cerebro, seríamos completamente predecibles, como autómatas? “No lo creo”, dice Óscar Marín, “el cerebro es más plástico de lo que pensábamos.

Se veía como una máquina, como una circuitería inmutable, pero ahora sabemos que es dinámico, cambia cada vez que aprendemos u olvidamos algo, está en constante transformación.

Seguiríamos siendo impredecibles.

La neurociencia tiene múltiples problemas que abordar que sorprenden por su diversidad.

Además de las enfermedades citadas, se preocupa de las adicciones, el aprendizaje, la memoria, la percepción, el dolor o se desarrollan curiosas ramas como la neuroeconomía, que estudia los comportamientos económicos en base a los procesos neuronales.

En definitiva, se preocupa por “cómo somos, cómo nos comportamos, por qué sentimos como sentimos, por qué amamos, por qué somos agresivos o nos hacemos adictos a las drogas, por qué odiamos, y también, sabiendo eso, la manera de curar las enfermedades que afectan al sistema nervioso”, en palabras de Lerma.

Ya se ha conseguido que individuos manejen un cursor sobre una pantalla con la mente, o que un mono de laboratorio consiga mover un brazo mecánico y agarrar cosas solo con el pensamiento, registrando sus ondas cerebrales.

Técnicas similares podrían hacer recuperar la movilidad a hemipléjicos o parapléjicos.

Un comienzo para los ciborgs, mitad hombres mitad máquina, que predice la ciencia-ficción.

Pero, volviendo a la pregunta inicial, ¿conseguirá el cerebro humano comprenderse a sí mismo o hay algún tipo de límite?

Todos los expertos consultados coinciden: son optimistas.

“Le he dado vueltas a esta pregunta filosófica”, dice Óscar Marín, “y, la verdad, no he encontrado ningún motivo para pensar que haya un límite en nuestro conocimiento del cerebro.

Al fin y al cabo, somos miles de cerebros tratando de entender el cerebro, no es que se trate de un conocimiento intrínseco del propio cerebro de cada uno.

Es un problema harto complicado, eso sí, pero tenemos cada vez más conocimientos y mejores tecnologías”.

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