Viaje al interior del cerebro

El cerebro es uno de los órganos más complejos del cuerpo humano, y a él están ligadas enfermedades como la enfermedad de Alzheimer, la enfermedad de Parkinson, el autismo, la epilepsia, la esquizofrenia, la depresión, etc. ¿Puede la neurociencia desbloquear el conocimiento sobre el cerebro y ayudar a estas personas?

Pero, ¿qué sabemos del cerebro? Alex Fornito, Director en el Instituto Turner para el Cerebro y la Salud Mental de Australia, nos ayuda a comprender qué sabemos de nuestra masa gris, qué no, y cómo puede asistirnos la neurociencia para diseñar nuevos tratamientos.

El cerebro es un órgano complejo que necesita metáforas

«Cuando nos enfrentamos a un fenómeno nuevo o misterioso, nuestro cerebro intenta compararlo con algo que ya hemos experimentado», explica Alex Fornito cuando repasamos la divulgación histórica del cerebro en prensa.

Cuando la máquina de vapor se popularizó en el XVIII, el cerebro se explicaba como una compleja red tubular de tuberías y válvulas. Luego llegó la época del despliegue eléctrico, coincidiendo con las maravillosas láminas de José Ortega y Gasset. Descubrimos el cerebro eléctrico. Durante décadas hemos mirado el cerebro y lo hemos comparado con un procesador, aunque ahora hay quienes señalan que su complejidad se parece a los intercambios que se llevan a cabo en las ciudades. El cerebro-ciudad.

«La necesidad de la analogía surge del modo en que intentamos aprender y dar sentido al mundo», relata Alex Fornito, porque «las analogías son una forma eficaz de hacer esas comparaciones«. Sin embargo, no debemos restringir el pensamiento a una analogía inapropiada.

Las metáforas han ayudado a desarrollar la comprensión sobre el cerebro, «pero también han sido engañosas cuando se han aplicado de forma demasiado estricta» porque, en el fondo, el cerebro no es un conjunto de conductos, o de señales eléctricas, o de procesamiento de información, o de metabolismo urbano. Es todo eso, y mucho más.

Entender qué pasa en el cerebro, una breve historia

La primera técnica para medir la función cerebral, nos dice Alex Fornito, la creó en 1882 el doctor (y arqueólogo) Angelo Mosso y se llamó equilibrio de Mosso. Consistía en el registro de la pulsación de la corteza humana de sus pacientes. Mosso basó toda su técnica en los cambios del flujo sanguíneo cerebral, y más de un siglo después seguimos usando este parámetro como referencia.

Usando rayos X, el neurocirujano estadounidense Walter Dandy inventó la ventriculografía en 1918, mejorada en 1927 como angiografía cerebral por el neurólogo portugués Egas Moniz. Aportaron una nueva perspectiva a la forma de entender el cerebro.

En la actualidad, comenta Alex Fornito, «la IRM (imagen por resonancia magnética) permite registrar cambios de actividad que se producen en segundos y en regiones que abarcan unos pocos milímetros»; mientras que la electroencefalografía (EEG) y la magnetoencefalografía (MEG) son mucho más rápidas, pero tienen menos resolución. Hay bastantes startups asentadas sobres estos campos.

¿Por qué no podemos ver el cerebro en tiempo real sin mecanismos invasivos?

La respuesta corta es porque «cerebro es un sistema muy complejo» que, «en su nivel más fundamental, está formado por miles de millones de neuronas conectadas por billones de fibras«, explica Alex Fornito. A medida que estas se enlazan para formar redes, son capaces de soportar pensamientos. Pero nosotros no podemos verlos, aunque ha habido intentos.

Alex Fornito pone ahora el foco en la iniciativa estadounidense ‘Investigación cerebral mediante el avance de neurotecnologías innovadoras’ (BRAIN por sus siglas en inglés) que persigue, entre otros retos, ser capaz de visualizar neuronas concretas en tiempo real.

Entre los objetivos de BRAIN se encuentra mejorar la vida de los pacientes con enfermedades como el Alzheimer o la enfermedad de Parkinson, comprender mejor a las personas con trastornos del espectro autista e incluso evitar hasta donde se pueda la depresión.

Como señala Alex Fornito, «los escáneres cerebrales humanos son cada vez más potentes y mejoran constantemente su resolución espacial y temporal», por lo que no sería de extrañar que en cierto momento salieran del laboratorio o los hospitales, como pasó con los medidores de pulso, de tensión o los oxímetros. Aunque no estamos cerca de nada parecido.

La clave está en el cerebro

«Todos los comportamientos y experiencias surgen de nuestro cerebro», nos dice Alex Fornito, «por lo que es correcto pensar que cualquier cambio en nuestra experiencia que surja como consecuencia de una enfermedad mental se reflejará en la estructura o función de nuestro cerebro».

Es decir, «el yo y el cerebro es uno». O, como sintetiza Daniel Dennett, filósofo de la ciencia en el estudio de la conciencia, «si tu cerebro es un smartphone, la consciencia es la pantalla». La medicina moderna toma estos axiomas como referencia.

Un objetivo último de la neurociencia, vuelve a hablar Alex Fornito, es desarrollar estrategias para mejorar la función cerebral en personas con enfermedades mentales y otros trastornos cerebrales, con la esperanza de que dichos tratamientos alivien el sufrimiento». Si somos capaces de entender mejor el funcionamiento del cerebro humano, la calidad de vida podría mejorar.

Es por ello que se están investigando líneas de estudio como la estimulación cerebral no invasiva o ciertas ramas de terapia psicológica cuyo objetivo es (no leer de forma literal) reorganizar el cableado cerebral. El objetivo en ambas modalidades es mejorar la calidad de vida de los pacientes.

Nuevas formas de aliviar el dolor

Existen dos grandes aproximaciones a resolver el dolor derivado por enfermedades, patologías o trastornos cerebrales, entre otras circunstancias.

Un enfoque son las intervenciones quirúrgicas, incluidas las que colocan componentes cibernéticos que corrigen alguna función. Matt Eagles es muy conocido por su popularidad mediática. Sufre la enfermedad de Parkinson desde los 7 años, pero un chip estimulador colocado en su cerebro le ha devuelto la vida. Mucho antes, Matthew Nagle, tetrapléjico, fue capaz de mover objetos solo con el pensamiento gracias al chip BrainGate.

El otro enfoque son los tratamientos farmacológicos, que también exigen conocer el comportamiento del cerebro y la forma en que la medicina interactúa con diferentes compuestos allí. Al no ser invasiva, esta rama tiene hasta ahora muchos más desarrollos en funcionamiento. Por ejemplo, existen muchos tratamientos contra la depresión y la epilepsia, y se investigan más.

¿Podremos simular un cerebro humano?

Hasta ahora, la investigación médica ha intentado replicar partes del cerebro humano con el objetivo de estudiarlo y aprender. Curiosamente, este aprendizaje ha reforzado algunos modelos simplificados del cerebro dentro de simulaciones informáticas. Se retroalimentan, pero es una carrera de fondo a décadas o siglos vista.

Lo que se entiende como mente es una propiedad emergente de un cerebro complejo formado por miles de millones de neuronas. Una propiedad de la que carecen las células individuales o los tejidos, pero que se manifiesta una vez alcanzada cierta masa crítica de red.

Hasta el momento, señala Alex Fornito, algunas simulaciones de pequeños conjuntos de células, ya sea a nivel local o todo el cerebro, han tenido bastante éxito. Sin embargo, estos modelos carecen de pensamiento, no son una mente y, por tanto, son muy limitados.

Cada década que pasa, la neurociencia tiene más y más herramientas a su disposición, desde una mejor comprensión del funcionamiento del cerebro-mente, hasta nuevas terapias, tratamientos y procedimientos quirúrgicos. La innovación avanza a buen ritmo.