La cantidad de estados mentales que combina nuestro cerebro supera el número posible de partículas en el universo. Por eso, las neurociencias y sus múltiples ramas son complejas y fascinantes, ¿cuáles son los retos de esta “neuroutopía”?

It is in the brain that the poppy is red,
that the apple is odorous, that the skylark sings.

—Oscar Wilde

 

Han pasado 130 años desde que Santiago Ramón y Cajal dibujara con precisión las células del cerebro y corroborara así la “teoría neuronal” que establece que las neuronas son la unidad fundamental del sistema nervioso y, por lo tanto, el componente esencial del cerebro.1 Equiparable a la teoría de la evolución de Darwin para la Biología o la teoría de la relatividad de Einstein para la Física, la teoría del premio Nobel de Medicina en 1906 catapultó el entendimiento sobre el cerebro humano. Descartado como órgano de importancia hasta la revolución científica (se creía que la razón y las emociones residían en otros órganos, como el corazón), la comprensión del cerebro es el gran desafío de nuestra era.

En tiempos en los que abunda la apropiación inadecuada de conceptos científico es común escuchar términos como “medicina cuántica”, “terapia biomagnética” o “poder psicotrónico” para respaldar prácticas de credibilidad dudosa. Bajo la misma línea, es casi imposible surcar el internet o una librería sin trastabillar con el prefijo “neuro” colgando detrás de alguna palabra: “neuromarketing”, “neuroeconomía”, “neuropolítica”, incluso “neuroteología”. La palabra en sí adquiere la función de sello de calidad, la garantía de que lo presentado se sustenta en los últimos avances dentro de ese espacio amorfo llamado la gran ciencia. Pero ¿de dónde viene esta neuromanía?, ¿es en verdad la nueva panacea científica?, ¿qué son realmente las neurociencias y quiénes la estudian?, ¿cuáles son sus fronteras, las grandes interrogantes?

Ilustración: Oldemar González

Aunque desde la antigüedad existen descripciones anatómicas del cerebro y nociones sobre su función, no fue hasta finales del siglo XIX, con el perfeccionamiento de la microscopía y técnicas de tinción, que comenzó rigurosamente su estudio. Tras las publicaciones de Ramón y Cajal, médicos y científicos de todo el mundo se dieron a la tarea de desentrañar sus misterios. Grandes avances se gestaron principalmente en el terreno de la neurología, donde se asociaron distintas alteraciones a patologías como la enfermedad de Alzheimer o la enfermedad de Parkinson. Neuroanatomistas como Korbinian Brodmann, Karl Wernicke y Paul Broca clasificaron distintas estructuras y las relacionaron con funciones específicas. Muy pronto se formaron dos escuelas antagónicas de médicos, fisiólogos y anatomistas: los que pensaban al cerebro como una unidad holística funcional y los que lo creían dividido para realizar tareas en específico (la visión contemporánea se encuentra en el punto medio). Con el desarrollo de nuevas técnicas bioquímicas, electrónicas e imagenológicas en la primera mitad del siglo XX, el estudio fisiológico del cerebro se fue separando de la neurología médica hasta que, entre la década de 1950 y 1960, las neurociencias se consolidaron como una disciplina independiente. Desde entonces ha sido una de las áreas de estudio con más crecimiento. Tan sólo entre 1971, cuando se suscitó la primera reunión anual de la Sociedad de Neurociencia, y el 2005, la XV reunión, el número de sus participantes se incrementó en un 3415%.2 Hoy en día la Sociedad de Neurociencia cuenta con más de 42 mil miembros alrededor del mundo y la tendencia sigue en ascenso (Society for Neuroscience, 2018). Sin embargo, fue la década de 1990 la que marcaría un hito en la historia de esta disciplina y dirigiera toda la atención al estudio de la mente.

Tras un informe del Consejo Nacional de Asesores del Instituto Nacional de Salud Mental al Congreso de los Estados Unidos, el presidente George Bush firmó en 1989 una declaración presidencial que designaba la década de 1990 como la “década del cerebro”. Hasta entonces, el apoyo económico y el interés público en la investigación neurocientífica había sido mínimo y se urgía a incrementar programas para el estudio del sistema nervioso y afrontar la creciente tasa de trastornos neurológicos. Considerado un éxito sin precedentes en cuanto a apoyo científico, tan sólo en la primera mitad de la década se destinaron 1.5 billones de dólares a las ciencias neurológicas básicas y clínicas.3 Esto atrajo la atención del público e, invariablemente, de los medios de comunicación que desataron una oleada de interés y fervor que perdura hasta hoy en día.

Es innegable que el cerebro acarrea grandes cuestiones que nos atañen a todos. Después de todo es nuestra forma de acceder al mundo, a esa alucinación colectiva que llamamos realidad. El estruendo latente de una cascada, el brillo submarino de una piedra, el roce sigiloso de un rayo sol, todos los colores, todas las formas, todos los olores y sensaciones son el reflejo de lo que el cerebro percibe dentro su caja oscura y nos proyecta. En palabras del poeta portugués, Fernando Pessoa:

La casa, el campo, la orilla, la estación o el muelle
Todo cuanto vemos es nosotros, sólo nosotros vivimos el mundo…

No sólo eso, todas nuestras memorias, los deseos más sublimes, las decisiones más solitarias, cada alegría y cada llanto se codifican en esa red neuronal que nos hace ser quien somos.

No nos tenemos sino a nosotros dentro y fuera de nosotros.
Sólo la sombra fugaz en el suelo de la caverna en el depósito de almas,
Sólo la brisa breve producida por el paso de la conciencia…4

Los desafíos de la era del cerebro

Pero el entusiasmo por el cerebro puede ser engañoso. Así como se ha incrementado el número de investigadores en los últimos años, también lo ha hecho el número de personas que han intentado sacar provecho de ello. Por ello es importante entender realmente qué disciplinas componen las neurociencias y cuáles son las direcciones futuras.

Más que una división fija del conocimiento, las neurociencias abarcan el estudio interdisciplinario del cerebro. En ella convergen distintas ramas que van desde las ciencias naturales y las ciencias exactas hasta las humanidades. Disciplinas como biología, matemáticas, informática, lingüística, filosofía, química, física, psicología y medicina son parte de su campo de estudio y se interesan por los aspectos moleculares, celulares, computacionales, médicos y evolutivos del sistema nervioso, así como su impacto en la sociedad. De  la misma manera que distintas disciplinas constituyen a las neurociencias, éstas se ramifican en diferentes categorías entre las que resaltan las afectivas (la relación entre el sistema nervioso y las emociones), las del comportamiento (cómo el cerebro interviene en la conducta), las clínicas (desordenes y enfermedades del sistema nervioso), las computacionales (modelos computacionales sobre cómo funciona el cerebro), las del desarrollo (cómo el sistema nervioso evoluciona desde la concepción hasta la adultez), las moleculares (el papel de los genes y moléculas en el cerebro), la neurolingüística (desarrollo y expresión del lenguaje), entre otras.5

Muy lejos estamos aún de comprender cómo funciona esa masa gelatinosa de 1.5 kilogramos que nos da conciencia. Compuesto por aproximadamente 10 mil millones de células neuronales, cada una de ellas en contacto con otras 10 mil neuronas, el número posible de estados mentales supera el número posible de partículas en el universo.6 Por esta razón, entender cómo funciona individualmente cada conexión hasta dar con esa gran red que rige nuestro comportamiento ha sido una tarea titánica que ha desperdigado más preguntas en el camino.

Dentro de los grandes desafíos de este siglo se encuentra la comprensión de la conciencia,7 es decir, cómo un conjunto de células puede formar la sensación subjetiva del yo. En este contexto, el reto fundamental sería simular el cerebro humano. Recrear el modelo computacional que permite a las neuronas percibir e interactuar con el mundo, la base de la inteligencia artificial.8 Otro de los grandes desafíos es el entendimiento del aprendizaje y la memoria. Descifrar cómo y dónde se guardan los recuerdos, cómo pueden recuperarse y si es posible su manipulación.  Por otro lado, la cognición y la toma de decisiones, cuestiones históricamente concernientes a la filosofía, han resurgido gracias a las neurociencias. Los mecanismos biológicos que moldean nuestros actos a través de la evaluación del costo y la recompensa. ¿Existe realmente el libre albedrío?, ¿podemos manipular una decisión?, ¿dónde reside la fe?, ¿son las creencias religiosas sólo circuitos neuronales? Finalmente, el mejoramiento de la calidad de vida humana compete en gran medida a las investigaciones neurocientíficas. En el área de la salud se busca revertir los procesos de envejecimiento en el cerebro, entender las causas y la cura de enfermedades mentales como la esquizofrenia, la enfermedad de Alzheimer o las adicciones, así como recuperar funciones motoras o sensitivas a través de prótesis o regeneración celular, crear puentes de comunicación con pacientes en estado de coma o aumentar la percepción de lo que nos rodea.9

Gracias a una aproximación holística e interdisciplinaria de la ciencia, las fronteras del entendimiento humano parecen diluirse. Proyectos como el Gran Colisionador de Hadrones en Suiza, las investigaciones en computación cuántica, el resurgimiento de la exploración espacial y los avances en genética y nanotecnología, desafían nuestra imaginación y nos acercan a una comprensión más detallada del universo. La promesa de una realidad sin límites. En el terreno de las neurociencias esto no es una excepción. Investigaciones como las interfaces cerebro-computacionales podrían redefinir nuestra interacción con el mundo. Dispositivos que nos permitirán controlar mentalmente máquinas a distancia o leer un pensamiento humano. Técnicas como la optogenética, que permite manipular en tiempo real la actividad neuronal a través de la inserción de genes fotosensibles, podrán rescatar o bloquear recuerdos, suprimir el dolor o inducir el sueño con tan solo encender o apagar la luz.10

Por último, The Human Brain Project se presenta como uno de los proyectos científicos más ambiciosos de la historia. Lanzado en el 2013 por la Comisión Europea de Tecnologías Futuras y Emergentes y proyectado a diez años, plantea crear una infraestructura para la investigación neurocientífica que permita el acceso universal y el desarrollo de nuevas tecnologías. Entre sus objetivos se encuentran reunir, organizar y diseminar todos los datos referentes al estudio del sistema nervioso y sus enfermedades, construir nuevos modelos y teorías sobre su funcionamiento, recrear y simular sus capacidades, y crear nuevas tecnologías. Este proyecto reúne neurocientíficos, programadores, físicos, matemáticos y filósofos de más de 100 instituciones y espera generar avances en el campo de la medicina, a través de mejores diagnósticos y tratamientos más costeables, la computación, con el desarrollo de supercomputadoras inspiradas en modelos neuronales, la robótica, la industria y las telecomunicaciones.

El futuro, por acepción, es lo impensable. Cualquier lugar al que la imaginación pueda llevarnos es tan sólo una extensión de nuestro presente. Sólo las décadas venideras nos mostrarán el verdadero potencial de esta nueva ciencia. En este largo camino hacia la comprensión del mundo hemos llegado, finalmente, hasta nosotros mismos. Más allá de los síndromes o las enfermedades, más allá de los datos curiosos o las clasificaciones anatómicas, la búsqueda del conocimiento se dirige hacia nuestro interior. En palabras del fisiólogo ruso, Iván Pávlov, “ahora es el momento realmente crítico para las ciencias naturales, para el cerebro, en su más alta complejidad -el cerebro humano- que creó y crea la ciencia natural, y se convierte en el objeto de esta ciencia”.

 

Mario de la Piedra
Médico cirujano. Cursa la maestría de Neurociencias en la Universidad de Bremen, Alemania.


1 Javier de Felipe, “Cajal y sus dibujos: ciencia y arte”, Arte y Neurología, Madrid, Saned, 2005, p. 213-229.

2 Jorge Duque Parra et al., “Santiago Felipe Ramón y Cajal, ¿Padre de la Neurociencia o Pionero de la Ciencia Neural?”, Int. J. Morphol, 29(4), 2011, p.1202-1206

3 M. Goldstein, “Decade of the Brain: An Agenda for the Nineties. Neurology-From Basics to Bedside”, West J Med, 161, 1994, p.239-241.

4 Fernando Pessoa, “Poesía completa de Álvaro de Campos II”, en Obras completas de Fernando Pessoa, México, Verdehalago, 1° ed., 2003, p. 27-29.

5 Christian Nordqvist, “What is neuroscience?”, Medical News Today, 2018.

6 V.S. Ramachandran, The Tell-Tale Brain: A Neuroscientist´s Quest of What Makes Us Human, Nueva York/Londres, Windmill Books, 2011.

7 Bruce Altevogt, Sarah B. Hanson, Alan Leshner, “A. Molecules to Minds: Grand Challenges for the 21st Century”, Neuron, 60(3), 2008, p. 406-408.

8 Henry Markram, “Seven Challenges for neuroscience”, Funct Neuorol, 28(3), 2013, p. 145-151.

9 Ralph Adolphs, “The unsolved problems of neuroscience”, Trends Cogn Sci, 19(4), 2015, p. 173-175.

10 Divyangana Rakesh, “Optogenetics: using light to control the brain”, Medium, 2018.