¿Llegaremos alguna vez a entender el cerebro? Sabemos de qué está hecho (en un 77 % de agua, para empezar) y cuánto pesa (unas 3 libras, por lo general). También sabemos que tiene más de 80 000 millones de neuronas, cada una conectada química y eléctricamente con otras 10 000, lo que crea la red más compleja del mundo, con más interconexiones (1 000 billones de sinapsis, más o menos) que estrellas y planetas hay en la Vía Láctea.
Pero ¿cómo funciona exactamente todo esto? ¿Cómo hace el cerebro que nuestro corazón lata o que nos sintamos felices, que respiremos sin pensarlo, que nos enamoremos, que temamos a las arañas, que veamos, soñemos, aprendamos, recordemos, saboreemos, sintamos o olamos?
Y, quizá lo más crucial de todo, ¿en qué parte de ese espagueti neuronal podemos encontrar nuestra mente, es decir, nuestra conciencia individual y nuestro sentido del yo?
Búsqueda interior
Estas son algunas de las grandes preguntas con las que filósofos y científicos llevan lidiando desde que René Descartes propuso que la mente y la materia no eran lo mismo, y que la actividad humana era producto de un dualismo en el que la mente –también llamada «el alma», en el siglo XVII– controlaba el cuerpo.
Desde entonces, las respuestas han sido pocas, incompletas y espaciadas. Pero en la Reunión Anual de los Nuevos Campeones de este año, en Tianjin (China), se pondrá el foco en los avances mundiales de la neurociencia. Esto pone de relieve que quizá estemos por fin al borde de lo que muchos creen que es una revolución en nuestra comprensión de cómo funcionan nuestros cerebros y nuestras mentes.
La misión de comprender el cerebro ha pasado de repente a ocupar un lugar central a escala mundial, en una escala que recuerda al vasto esfuerzo colaborativo que en 1969 hizo posible llevar a un hombre a la Luna. La última frontera, resulta, está en nuestro propio espacio interior, poco comprendido.
Hace un año, científicos de más de 130 instituciones comenzaron a colaborar en el proyecto de 10 años Proyecto Cerebro Humano. Financiado por la Unión Europea, su objetivo ha sido desarrollar una nueva tecnología informática para destilar todo el conocimiento humano sobre el cerebro en un modelo informático a gran escala, con la esperanza de que esta visión unificada del cerebro conduzca a una mayor comprensión de las enfermedades cerebrales.
Comprender el Alzheimer
Se trata de un trabajo importante, desde el punto de vista social y económico. A medida que la medicina mejora y la esperanza de vida aumenta, las enfermedades cerebrales relacionadas con la edad, como el Alzheimer, están ejerciendo una presión cada vez más insoportable sobre las comunidades y sus recursos.
En Estados Unidos, mientras tanto, el gobierno ha comprometido 100 millones de dólares solo para el primer año de su iniciativa BRAIN (Brain Research through Advancing Innovative Neurotechnologies, es decir, Investigación del Cerebro mediante el Avance de Neurotecnologías Innovadoras). Este proyecto enormemente ambicioso, puesto en marcha por el presidente Obama, pretende “proporcionar a los científicos las herramientas que necesitan para obtener una imagen dinámica del cerebro y comprender mejor cómo pensamos, aprendemos y recordamos”.
Entonces, ¿por qué ahora? ¿Y cómo es posible que nuestra comprensión del cerebro y la mente haya quedado tan lamentablemente rezagada respecto a nuestro conocimiento del funcionamiento de todos los demás componentes?
“Sabemos mucho menos sobre cómo funciona el cerebro que sobre el corazón, el hígado o los riñones”, afirma Thomas Insel, psiquiatra que dirige el Instituto Nacional de Salud Mental de Estados Unidos y que estará presente en la Reunión Anual de los Nuevos Campeones en septiembre.
¿Por qué? La complejidad del cerebro eclipsa la de todas nuestras demás partes “y no hemos tenido las herramientas que necesitábamos para poder estudiar el cerebro con el nivel de detalle que nos gustaría”, señala Insel.
De hecho, el primer proyecto de la iniciativa BRAIN es un ejercicio de inventario: un censo celular, diseñado para catalogar el número y los distintos tipos de células del cerebro humano. “Aunque no lo crean”, dice Insel, “en realidad todavía no tenemos ni eso, aunque es algo que pensaríamos que es fundamental”.
Hasta hace poco, según Katerina Fotopoulou, profesora titular de la Unidad de Psicoanálisis del University College de Londres y directora del Centro Internacional de Neuropsicoanálisis, la ciencia del cerebro se centraba en “estudiar el cerebro muerto. Solo desde los años noventa hemos podido estudiar no solo el cerebro vivo, sino también en funcionamiento.
Enamorarse
“Ya no miramos un cerebro solo por su anatomía, el tipo de células que tiene o el tipo de química que utiliza, sino que lo estamos observando en funcionamiento, mientras un ser humano se enamora, por ejemplo, algo que nunca antes habíamos podido hacer.”
Marlene Behrmann, profesora de neurociencia cognitiva en la Universidad Carnegie Mellon, que se unirá a Insel y Fotopoulou en Tianjin, coincide en que “a pesar de décadas y décadas de investigación, todavía solo tenemos una comprensión rudimentaria del funcionamiento del cerebro”.
Según ella, la ciencia ha “logrado avanzar en algunas cuestiones”, como el funcionamiento de una sola neurona, por lo que tenemos “una comprensión realmente clara a un nivel muy básico”. En el extremo opuesto de la escala de complejidad, “hemos llegado a describir bastante bien el comportamiento humano”, como el seguimiento de la actividad cerebral relacionada con los movimientos de la mano y los ojos, o la comprensión de cómo las personas resuelven ciertos problemas, como las sumas y las restas.
Pero la gran pregunta ahora, afirma, “es el resto del continuo entre esos dos extremos”, y los científicos están por fin preparados para aprovechar los avances tecnológicos que comenzaron en los años noventa y que ahora están madurando.
“Se nos han abierto ventanas que nos han ofrecido oportunidades realmente sin precedentes para adentrarnos en el cerebro humano, y han hecho falta 10 años para que la gente pueda utilizar estas metodologías y enfoques y empezar a avanzar.”
En el primer puesto de un ranking de los avances tecnológicos más significativos, afirma, la mayoría de los expertos del sector señalaría la neuroimagen en humanos. Pero, si bien la resonancia magnética funcional “ha abierto nuevos horizontes, es un poco arbitrario afirmar que es por sí sola la precursora de todo lo bueno, porque no habría sido posible sin los avances en informática, estadística, física e ingeniería biomédica”.
Cuestiones espinosas
Los científicos evitan palabras como “revolución”, pero, aunque no estemos exactamente al borde de una en neurociencia, según Behrmann, “sin duda estamos en la rampa de salida. Nos queda un largo camino por recorrer, pero creo que estamos avanzando muy bien. Las preguntas son profundas, las preguntas son realmente espinosas, pero es un momento extremadamente emocionante para estar en este campo”.
Y, según ella, es la cooperación interdisciplinar lo que va a marcar la diferencia.
“Ha habido un cambio real en el enfoque de este problema desde una perspectiva interdisciplinar. Así, tenemos ingenieros, clínicos y neurobiólogos que trabajan juntos y aportan su propia experiencia al problema, y existe una no linealidad –una especie de superaditividad– al contar con las aportaciones conjuntas de estas distintas disciplinas.”
No faltan ejemplos espectaculares de los avances que ya se están logrando. El año pasado, científicos del MIT informaron de que habían implantado con éxito un falso recuerdo de miedo en ratones, mientras que en el Laboratorio Motor de la Universidad de Pittsburgh, la investigación en el campo de las interfaces cerebro-computadora ha logrado que pacientes manejen brazos protésicos complejos únicamente con el poder de su mente.
Para Insel, uno de los mejores ejemplos de cooperación interdisciplinar es el proyecto CLARITY de la Universidad de Stanford. Al tomar cerebros donados para investigación médica y sustituir la grasa por un gel transparente, se ha evitado la necesidad tradicional de “cortar” el órgano, ya sea electrónicamente o literalmente para su examen microscópico, lo que permite estudiar los cerebros transparentes y sus conexiones en su totalidad.
Como señaló en su blog del NIMH, Insel cree que CLARITY “revolucionará la neuropatología, abriendo una nueva era para el estudio de las bases neuronales de los trastornos mentales”, y la técnica ya ha identificado conexiones inusuales hasta ahora no vistas en el cerebro de una persona con autismo que falleció.
El avance fue posible, afirma, “solo gracias a un científico de materiales, alguien que trabaja con hidrogeles, que se unió a personas que se dedicaban a la neuroanatomía”.
Para Morten Overgaard, profesor de neurociencia cognitiva en la Universidad de Aarhus (Dinamarca), que trabaja en modelos teóricos para comprender mejor la relación entre el cerebro y la mente, sin duda del creciente interés por el cerebro surgirán “muchas cosas buenas”.
¿Quiénes somos?
Pero, aunque “podamos llegar a ser mejores para descubrir enfermedades graves del cerebro y quizá mejores para ayudar a personas con diversas lesiones cerebrales”, él cree que parte del renovado interés en el campo se debe a que “necesitamos desesperadamente algún tipo de explicación sobre quiénes somos realmente”, y que una mayor comprensión de las estructuras del cerebro difícilmente proporcionará las respuestas que los seres humanos llevan siglos buscando.
“Si abres un cráneo y miras con mucha atención, no verás de repente la experiencia subjetiva allí dentro”, dice. “Así que, en cierto sentido, es muy obvio que no avanzas en el problema mente-cerebro solo observando el cerebro a un nivel más detallado.”
Según él, podría haber una oportunidad de avance “si nos atrevemos a idear algunos modelos teóricos diferentes de aquellos que simplemente afirman que la conciencia es creada por el cerebro, porque parece que no hay una forma lógica de comprender realmente lo que eso significaría”.
Sin embargo, en última instancia, debemos estar preparados para aceptar lo que para algunos es una blasfemia: que, incluso con toda la inversión y la cooperación interdisciplinar del mundo, la ciencia podría no ser capaz de proporcionar todas las respuestas.
“En lo que respecta a la cuestión esencial del problema mente-cerebro, han ocurrido muy pocas cosas en el sentido de que la cuestión de la conciencia y de por qué tenemos experiencia subjetiva parece ser igual de misteriosa ahora, incluso con todo este progreso, que hace 100 años”, afirma Overgaard.
“Hemos asumido que la ciencia física puede hacerlo todo, que es absurdo siquiera plantear que pueda haber algo más allá de ese alcance. Quizá lo que debamos hacer ahora sea examinar esas suposiciones con un poco más de detenimiento.”
Autor: Jonathan Gornall es escritor especializado en salud.
Imagen: Una obra de vidrio de cristal de plomo grabada con láser, de Katherine Dowson, titulada Memory of a Brain Malformation, expuesta en una muestra en la Wellcome Collection de Londres el 27 de marzo de 2012. REUTERS/Chris Helgren