Algunos secretos del cerebro

El cerebro humano es, sin duda, el órgano más complejo que se conoce en el universo. Su intrincada estructura, resultado de miles de millones de años de evolución, nos permite realizar desde las acciones más básicas hasta las más sofisticadas. El cerebro es el responsable de todo lo que pensamos, sentimos y hacemos y de todo aquello que nos hace humanos.

Este órgano contiene alrededor de 86 000 millones de neuronas, cada una de ellas capaz de conectarse con miles de células hermanas, propiedad de la que resulta una vasta red neuronal que permite un procesamiento de información sin precedentes. Las neuronas se comunican entre sí a través de sinapsis, puntos de contacto donde se transmiten señales químicas y eléctricas. Se estima que existen alrededor de cien billones de sinapsis en el cerebro humano, lo que da lugar a la posibilidad casi infinita de conexiones. Además de las neuronas, el cerebro alberga otros tipos de células que desempeñan funciones esenciales de soporte y nutrición y que contribuyen a la complejidad del sistema. El cerebro se caracteriza por una capacidad extraordinaria para adaptarse y cambiar, fenómeno conocido como plasticidad neuronal, la cual nos permite aprender nuevas habilidades, memorizar información y recuperarnos de lesiones. La organización jerárquica del cerebro facilita una integración eficiente de la información y la generación de respuestas complejas. Y, además, no funciona de manera lineal, como una computadora; las neuronas se influyen mutuamente de forma dinámica, de modo que surgen fenómenos emergentes y comportamientos impredecibles.

La investigación del cerebro incorpora el potencial de revolucionar la comprensión de la mente humana y mejorar la calidad de vida de millones de personas. A medida que continuamos explorando este fascinante órgano, estamos más cerca de descubrir los secretos que guardan nuestras mentes.

El término conciencia, en general, denota la capacidad de experimentar el mundo y los estados mentales subjetivos, tales como pensamientos, emociones y sensaciones. Es lo que nos permite darnos cuenta de que existimos, de que tenemos un cuerpo y una mente y de que podemos interactuar con el mundo. La conciencia es un fenómeno subjetivo, dado que solo nosotros mismos podemos experimentarla directamente; no se puede observar desde fuera, por lo que es difícil estudiarla científicamente. La naturaleza biológica de la conciencia es uno de los grandes enigmas de la ciencia moderna. Si bien hemos alcanzado una comprensión profunda de cómo funciona el cerebro en cuanto a neuronas y redes neuronales, aún no comprendemos cómo estas interacciones dan lugar a la experiencia subjetiva y cualitativa de la conciencia. El entendimiento de la naturaleza biológica de la conciencia tiene importantes implicaciones para nuestra percepción de la mente, de la inteligencia y del libre albedrío.

«La posibilidad de recuperar el tejido cerebral dañado es una demanda generalizada. La dramática afirmación de D. Santiago Ramón y Cajal de que las neuronas no se puedenregenerar ha sido desmentida por los científicos hispanos»

Ante el considerable incremento de pacientes con secuelas discapacitantes por lesiones cerebrales, se exige a los investigadores soluciones más eficaces que las actuales. Las posibles respuestas se encuentran todavía en la frontera del conocimiento y constituyen secretos del cerebro que solo han sido parcialmente revelados.

La posibilidad de recuperar el tejido cerebral dañado  es una demanda generalizada. La dramática afirmación de D. Santiago Ramón y Cajal de que las neuronas no se pueden regenerar ha sido desmentida por los científicos hispanos Álvarez-Buylla y García-Verdugo, quienes demostraron que en los adultos se pueden desarrollar nuevas neuronas. Esta neurogénesis es un proceso biológico fascinante que ocurre a lo largo de la vida y consiste en la creación de nuevas neuronas a partir de células madre neurales existentes, que desempeñan un papel importante en diversas funciones cerebrales como el aprendizaje, la memoria, la emoción y el estado de ánimo. Sin embargo, el potencial regenerador de este proceso natural es muy limitado.

Los tratamientos con células neurales progenitoras conforman un campo emergente de la medicina regenerativa. Estas células, que son inmaduras, tienen la capacidad de diferenciarse en distintos tipos celulares del sistema nervioso y pueden obtenerse a partir de embriones, fetos abortados o a través de una reprogramación genética que modifique células adultas en células embrionarias. A pesar de la esperanza en este tratamiento regenerador, todavía nos encontramos en las primeras etapas de desarrollo y existen muchos desafíos sobre su eficacia y seguridad. El injerto de estas células no implica que sepan conectarse entre sí para que sean funcionalmente adecuadas.

«Otro secreto que puede ser resuelto en un futuro próximo es el que concierne a si es  posible intercambiar la memoria a través de un chip. Las posibilidades derivadas de poder almacenar los recuerdos, por si en el futuro hiciesen falta, convergen en una hipótesis muy atractiva»

La idea de un cerebro artificial, una máquina capaz de replicar o incluso superar la capacidad cognitiva del cerebro humano, ha fascinado a la humanidad. Lo que hasta hace poco era un tema de ciencia ficción, empieza a parecer posible gracias a los avances en neurociencia, inteligencia artificial e ingeniería. Las neuroprótesis son una tecnología en constante desarrollo con un enorme potencial para transformar la vida de las personas con lesiones o discapacidad. Las neuroprótesis funcionan captando señales del cerebro y enviándolas a otras partes del cuerpo para facilitar el movimiento, la visión, la audición o la sensibilidad. Las interfaces cerebro-máquina son sistemas que permiten establecer una comunicación directa entre el cerebro y un dispositivo externo. Esta comunicación se basa en la detección y decodificación de la actividad cerebral, como las señales eléctricas o magnéticas, para traducirlas en comandos o acciones que pueden controlar el dispositivo. Ya han pasado cincuenta y seis años desde la proyección de 2001: una odisea del espacio, película en la que la supercomputadora HAL 9000 controlaba a la especie humana. Sin embargo, los cerebros artificiales actuales, basados en redes neuronales artificiales, todavía no han conseguido replicar la complejidad del cerebro humano, ni por supuesto entender la conciencia.

«La investigación del cerebro incorpora el potencial de revolucionar la comprensión de la mente humana y mejorar la calidad de vida de millones de personas. A medida que continuamos explorando este fascinante órgano, estamos más cerca de descubrir los secretos que guardan nuestras mentes»

Otro secreto que puede ser resuelto en un futuro próximo es el que concierne a si es posible intercambiar la memoria a través de un chip. Las posibilidades derivadas de poder almacenar los recuerdos, por si en el futuro hiciesen falta, convergen en una hipótesis muy atractiva. La investigación en curso en neurociencia, interfaz cerebro-computadora y nanotecnología podría acercarse a este objetivo, pero la complejidad del cerebro, la naturaleza subjetiva de la memoria y las implicaciones éticas están lejos de solucionarse.

Estos secretos de un órgano tan fascinante y especial, y muchos más, irán dejando de serlo. La duda es: ¿a qué precio? En el año 2014, el científico americano de origen japonés, Michio Kaku, escribió: «Así como la astronomía nos ha reducido a insignificantes fragmentos del polvo cósmico que flota en un universo indiferente, la neurociencia nos ha reducido a señales eléctricas que circulan por circuitos neurales». Quizá el hombre sea mucho más.