¿Vamos a entender algún día el cerebro humano?

¿Alguna vez entenderemos el cerebro? Sabemos de qué está compuesto (77% de agua, para comenzar) y cuánto pesa (aproximadamente 1.3 kilos por lo general). Sabemos también que tiene un exceso de aproximadamente 80 mil millones de neuronas, cada una de las cuales está conectada química y eléctricamente con 10.000 neuronas más, lo cual lo hace la red más compleja del mundo, con más interconexiones (1.000 billones de sinapsis, aproximadamente) que todas las estrellas y planetas de la Vía Láctea.

¿Pero cómo funciona todo esto, exactamente?¿Cómo hace el cerebro que nuestro corazón lata? ¿Cómo nos hace felices? ¿Cómo nos hace respirar sin tener que pensarlo? ¿Cómo le hace para que nos enamoremos, para que le tengamos miedo a las arañas, para ver, soñar, aprender, recordar, probar, sentir, oler?

Y, lo que es quizá más importante, ¿dónde, entre tanto espagueti neural, podemos encontrar la mente: nuestra conciencia individual y sentido de nosotros/as mismos/as?

Estas son algunas de las grandes preguntas con las que filósofos y científicos han estado lidiando desde que René Descartes propuso que la mente y la materia no eran la misma cosa y que la actividad humana era el producto de un dualismo por medio del cual la mente –también conocida como “el alma” en el siglo XVII– controlaba el cuerpo.

Desde entonces, las respuestas han sido pocas, incompletas y esparcidas. Pero en la Reunión Anual de los Nuevos Campeones de este año en Tianjin, China, los reflectores brillarán sobre los desarrollos globales de la neurociencia. Esto resalta el hecho de que por fin podríamos estar en la antesala de lo que creemos que es una revolución en nuestro conocimiento sobre la función del cerebro, y de la mente.

La misión de entender el cerebro se ha vuelto súbitamente la protagonista global a una escala reminiscente al vasto esfuerzo colaborativo que en 1969 hizo posible que el hombre llegara a la luna. La frontera final, resulta, la encontraremos en nuestro propio espacio interno tan poco comprendido.

Hace un año, científicos de más de 130 instituciones comenzaron a colaborar en un Proyecto del Cerebro Humano que durará 10 años. Financiado por la Unión Europea, su objetivo ha sido desarrollar nueva tecnología informática para destilar todo el conocimiento humano acerca del cerebro a un modelo computacional a escala completa, esto con el fin de que esta imagen unificada del cerebro pueda guiarnos a un conocimiento más amplio de las enfermedades cerebrales.

Este es un trabajo importante, tanto social como económicamente. Conforme la medicina mejora y la vida se prolonga, las enfermedades relacionadas con las enfermedades cerebrales, como el Alzheimer, están poniendo una presión cada vez más intolerable en las comunidades y sus recursos.

Mientras tanto, el gobierno de Estados Unidos ha prometido apoyar la iniciativa de Investigación sobre el Cerebro por medio del Avance de las Neurotecnologías Innovadoras (BRAIN, por sus siglas en inglés) con 100 millones de dólares durante el primer año. Este vastamente ambicioso proyecto, iniciado por el presidente Obama, tiene como objetivo “darles a los científicos las herramientas que necesitan para obtener una imagen dinámica del cerebro y entender mejor cómo pensamos, aprendemos y recordamos”.

¿Por qué se hace ahora?¿Y por qué nuestro conocimiento del cerebro y de la mente se ha rezagado tanto respecto a lo que sabemos sobre la función de todos nuestros otros componentes?

“Sabemos mucho menos acerca de cómo funciona el cerebro de lo que sabemos acerca del corazón, del hígado y los riñones”, dice Thomas Insel, psiquiatra a cargo del Instituto Nacional de la Salud Mental de Estados Unidos, que estará presente en la Reunión Anual de los Nuevos Campeones en septiembre.

¿Por qué? La complejidad del cerebro eclipsa la de todas nuestras otras partes “y no hemos tenido las herramientas necesarias para poder estudiar el cerebro de la manera detallada que nos gustaría hacerlo”, señala Insel.

De hecho, el primer proyecto de la iniciativa BRAIN consiste en un ejercicio de inventario: un censo de neuronas, diseñado para catalogar el número y los diferentes tipos de neuronas del cerebro humano. “Lo creamos o no”, afirma Insel , “todavía ni siquiera eso tenemos, a pesar de ser algo que debería ser fundamental”.

Hasta hace poco, dice Katerina Fotopoulou, catedrática en la Unidad de Psicoanálisis de la University College London y directora del Centro Internacional del Neuropsicoanálisis, la ciencia del cerebro se había dedicado a “estudiar el cerebro muerto. Es sólo a partir de la década de los noventa que hemos podido estudiar no sólo el cerebro vivo, sino en función.

“Ya no estamos observando el cerebro sólo por su anatomía, el tipo de neuronas que tiene, el tipo de química que usa, sino que estamos observándolo en función: mientras alguien se enamora, por ejemplo, que es algo que nunca antes habíamos tenido la capacidad de hacer”.

Marlene Behrmann, profesora de neurociencia cognitiva en la Carnegie Mellon University, y que estará acompañando a Insel y a Fotopoulou a Tianjin, está de acuerdo en que “a pesar de décadas y décadas de investigación seguimos teniendo sólo un conocimiento rudimentario acerca de la función cerebral”.

La ciencia, nos dice, “se las ingenió para conseguir algo de tracción en ciertos temas”, por ejemplo, el funcionamiento de neuronas individuales, así que tenemos “un conocimiento muy claro a un nivel muy básico”. En el extremo opuesto de la escala de complejidad, “nos hemos vuelto bastante buenos para describir el comportamiento humano”, por ejemplo, al mantener un registro de la actividad cerebral relacionada a los movimientos de la mano y del ojo, así como para comprender la manera en la que las personas resuelven ciertos problemas, como las sumas y las restas”.

Pero ahora, nos dice, la gran pregunta es “el resto del continuum entre esos dos extremos”, y los científicos por fin están listos para explotar los desarrollos tecnológicos que comenzaron en la década de los noventa y que ahora están alcanzando su madurez.

“Se nos han abierto puertas que nos han ofrecido oportunidades verdaderamente sin precedentes para ahondar en el cerebro humano y han pasado 10 años para que la gente pueda utilizar esas metodologías y enfoques para iniciar el progreso”.

Para ocupar la primera posición en la lista de éxitos de los desarrollos tecnológicos más importantes, nos dice, la mayoría de personas en el campo probablemente nominarían las imágenes del cerebro humano. Pero a pesar de que las imágenes de resonancia magnética “nos han mostrado nuevos panoramas, es un poco arbitrario afirmar que esas imágenes por sí solas son los heraldos de todo el bien porque no hubieran sido posibles sin desarrollos en las ciencias computacionales, la estadística, la física y la ingeniería biomédica”.

Los científicos prefieren no usar la palabra “revolución”, pero si no estamos exactamente en la antesala de una revolución en la neurociencia, afirma Behrmann, “por lo menos estamos en la rampa. Tenemos un gran camino por recorrer, pero creo que estamos logrando un progreso notable. Las preguntas son profundas, las preguntas son una cuestión espinosa, pero este es un momento apasionante para estar en este campo”.

Y, Behrmann cree, lo que va a marcar la gran diferencia será la cooperación interdisciplinaria.

“Ha habido un verdadero giro en la manera que se aborda este problema desde la perspectiva interdisciplinaria. Así que tenemos ingenieros y clínicos y neurobiólogos trabajando juntos y aportando su propia experiencia al problema y existe cierta no-linealidad –una especie de súper aditividad– al contar con la opinión conjunta de todas estas disciplinas”.

No hay escasez de buenos ejemplos del progreso que ya se está logrando. El año pasado científicos de MIT reportaron que habían implantado exitosamente una memoria falsa de miedo en algunos ratones, mientras que en el Laboratorio de Motores de la Universidad de Pittsburgh, en el campo de interfaces cerebro-computadora, la investigación ha visto a pacientes manejar complejos brazos prostéticos con tan sólo el poder de su mente.

Para Insel, uno de los mejores ejemplos de la cooperación interdisciplinaria es el proyecto CLARITY de Stanford University. Al tomar cerebros que han sido donados para la investigación médica y sustituir la grasa con un gel transparente, se ha evitado la necesidad tradicional de “rebanar” el órgano –ya sea electrónica o literalmente para el examen microscópico– los cual hace posible que los cerebros transparentes y sus conexiones puedan estudiarse en su totalidad.

Como lo señaló en su blog del NIHM, Insel cree que CLARITY “revolucionará la neuropatología, abriendo una nueva era para el estudio de la base neural de los trastornos mentales”, y la técnica ya ha identificado conexiones inusuales que antes no se habían observado en el cerebro de una persona con autismo que falleció.

El descubrimiento fue posible, afirma, “sólo debido a un científico de materiales, una persona que trabaja con hidrogeles, al reunirse con personas que han estado trabajando en la neuroanatomía”.

Para Morten Overgaard, profesor de neurociencia cognitiva en la Aarhus University en Dinamarca y que trabaja en modelos teóricos para comprender mejor la relación entre el cerebro y la mente, es indudable que “muchas cosas buenas” saldrán del mayor interés en el cerebro.

No obstante, a pesar de que es posible que “podamos mejorar en el descubrimiento de las enfermedades graves del cerebro y quizá mejorar también la ayuda que les brindamos a las personas con diversas lesiones cerebrales”, él cree que parte del renovado interés en el campo es debido a que “necesitamos desesperadamente una explicación acerca de quiénes somos”, y es poco probable que un mayor conocimiento de las estructuras cerebrales proporcione las respuestas que los humanos han estado buscando por siglos.

“Si uno abre un cráneo y observa con mucho cuidado no podrá de inmediato ver ahí la experiencia subjetiva”, afirma. “Así que de cierta manera es muy obvio que uno no progresa en el problema mente-cerebro simplemente observando el cerebro a un nivel más detallado”.

Es posible, cree, que haya oportunidad de progresar “si nos atrevemos a proponer algunos modelos teóricos diferentes a los que simplemente pretenden que el cerebro crea la conciencia, porque no parece haber manera lógica de que podamos en realidad comprender qué significa eso”.

A final de cuentas, deberíamos estar preparados para aceptar lo que para muchos es una blasfemia: que incluso tomando en cuenta toda la inversión y cooperación interdisciplinaria del mundo, es posible que la ciencia no pueda proporcionar todas las respuestas.

“Cuando se trata de la cuestión esencial del problema mente-cerebro, ha ocurrido muy poco, en el sentido de que la pregunta acerca de la conciencia y el porqué poseemos experiencia subjetiva parece ser tan misteriosa hoy día, incluso con todo este progreso, como lo fue hace 100 años”, afirma Overgaard.

“Hemos asumido que la ciencia física puede hacerlo todo, que es estúpido incluso discutir que podría haber algo más allá de su alcance. Quizá lo que tenemos que hacer ahora es examinar esas presuposiciones más de cerca”.

Autor: Jonathan Gornall, ex periodista de The Times y actualmente periodista independiente. Ganador del premio al periodista independiente del año por la Asociación de Periodistas Médicos de Reino Unido (MJA) 2014.

Imagen: REUTERS/Chris Helgren