El Cerebro Maleable

El cerebro maleable

Numerosas investigaciones han mostrado que nuestro órgano rector tiene una asombrosa capacidad para modificarse y sanarse.

La máquina de pensar

• A muchas personas del siglo XXI la idea de que el cerebro funciona como una especie de computadora les parece natural. Después de todo, el cerebro hace cálculos usando datos provenientes del exterior y muchas de sus funciones —controlar los músculos, regular la química del organismo, reaccionar con reflejos defensivos— se antojan resultado de la operación de un programa.

• La idea de equiparar el cerebro con una máquina proviene de los científicos europeos del siglo XVII. Otros pensadores de la época concluyeron que el cuerpo humano, al igual que los planetas y toda la naturaleza, estaba gobernado por leyes físicas y, por lo tanto, que su funcionamiento se podía entender como el de una máquina.

Cartografía cerebral

• En los años 30, el neurocirujano canadiense Wilder Penfield, del Instituto de Neurología de Montreal, inventó una manera de relacionar regiones del cerebro con las partes del cuerpo con las que están conectadas. Las conexiones del cerebro con los sentidos y con la actividad motriz se encuentran muy cerca de la superficie del órgano, en la corteza cerebral, por lo que es muy fácil hacer contacto con ellas. Estimulando algunas áreas del cerebro con pequeñas descargas eléctricas, Penfield se dio cuenta que la interacción le provocaba sensaciones al paciente.

• Penfield y otros localicionistas descubrieron que el lóbulo frontal aloja el sistema motor del cerebro, el cual inicia y coordina el movimiento de nuestros músculos. Los tres lóbulos que hay tras el frontal comprenden el sistema sensorial del cerebro, que procesa las señales enviadas por nuestros receptores sensoriales: ojos, oídos, tacto.

¿Cerebro de roca?

• Los descubrimientos de Penfield hicieron creer durante mucho tiempo que el mapa del cerebro —la relación entre zonas cerebrales y funciones del organismo— era inmutable: el órgano venía cableado de fábrica y la configuración era permanente.

• En los años 50 Vernon Mountcastle, se dio cuenta de que se podía saber mucho de la estructura cerebral estudiando la actividad eléctrica de las neuronas por medio de una nueva técnica: los microelectrodos. Éstos eran tan delgados que se podían insertar en el cerebro para estudiar una sola neurona.

• Michael Merzenich, usó la nueva técnica para cartografiar detalladamente el área del cerebro de un mono que procesa las sensaciones de una mano, cortó un pedacito del cráneo del animal y dejó al descubierto un área de entre uno y dos milímetros cuadrados del cerebro, insertó un microelectrodo en una de las neuronas sensoriales. Después probó a estimular las distintas partes de la mano hasta que una de ellas, la punta de un dedo, hizo que el microelectrodo registrara actividad neuronal. Merzenich extrajo el microelectrodo y lo fue reinsertando en otras neuronas adyacentes hasta obtener un mapa de la zona neuronal que controlaba toda la mano.

• En los años 60, al mismo tiempo que Merzenich y sus colegas llevaban a cabo su laborioso trabajo, David Hubel y Torsten Wiesel, que trabajaban también en la Escuela de Medicina Johns Hopkins con Vernon Mountcastle, hicieron lo mismo, pero con la región de la corteza cerebral que procesa la información visual en animales jóvenes.

• Así, las distintas áreas neuronales del cerebro necesitaban los estímulos ambientales para desarrollarse y formar las conexiones importantes durante cierto periodo. Por ejemplo, el periodo crítico de desarrollo del lenguaje es la infancia, y se termina entre los ocho años y la pubertad. Aprender otro idioma después de esa edad es más difícil.

• En 1968, Michael Merzenich fue a realizar un posdoctorado con Clinton Woolsey, en ese entonces pensaba que el sistema nervioso central (el cerebro y la médula espinal, que controla y dirige todo el sistema nervioso) era inmutable. Pero se sabía desde hacía bastante que el sistema nervioso periférico (el que conduce los mensajes desde los receptores sensoriales al cerebro y a la médula espinal, y también lleva los mensajes de allí a los músculos y a los órganos) se podía regenerar a sí mismo; en otras palabras, tenía plasticidad.

Neuronas tripartitas

Las dendritas que tienen forma de ramas y envían y reciben señales de otras neuronas. Estas dendritas conducen al cuerpo celular, que contiene los genes de la neurona. Finalmente el axón es una especie de cable viviente, y puede tener longitudes muy variadas. Los axones de las neuronas del cerebro son microscópicos, en cambio los que van a lo largo de las piernas hasta los pies pueden llegar a medir 1.83 metros. Los axones se consideran cables vivientes porque transmiten los impulsos eléctricos de las neuronas hacia las dendritas de las neuronas vecinas. Los impulsos pueden viajar a velocidades que van de un par de metros por segundo a 320 metros por segundo. Una neurona puede recibir dos clases de señales: una que la activa y otra que la inhibe. Si una neurona recibe de otras neuronas suficientes señales que la activan, emitirá su propia señal. Cuando recibe suficientes señales que la inhiben, se volverá menos propensa a emitir señales. Los axones no tocan las dendritas vecinas. Están separados de ellas por un espacio microscópico llamado sinapsis. Una vez que el impulso eléctrico alcanza el extremo del axón, éste libera sustancias llamadas neurotransmisores. El mensajero químico flota sobre la dendrita de la neurona adyacente, excitándola o inhibiéndola. Las sinapsis pueden alterarse de tal manera que aumente o disminuya el número de conexiones entre dos neuronas.

• En 1912 los científicos británicos Graham Brown y Charles Sherrington (quien obtuvo el Premio Nobel de fisiología o medicina en 1932) habían demostrado que, estimulando eléctricamente un punto de la corteza motora de un animal, podían causar que éste doblara una pata y estirara otra.

• En 1923 el estadounidense Kart Lashley estimuló una parte de la corteza motora de un mono una vez y éste hizo un movimiento, pero al volver a estimular la misma parte al poco rato, el mono hizo un movimiento muy distinto.

• Para ayudar a entender este proceso, Merzenich se apoyó en las ideas del canadiense Donald O. Hebb, psicólogo del comportamiento. Hebb propuso que cuando dos neuronas se activan al mismo tiempo en forma repetida, el vínculo que las une se refuerza. Para Hebb ése era el mecanismo por medio del cual la experiencia y nuestras acciones —por ejemplo, practicar en un instrumento musical— podían alterar la estructura del cerebro.

• A finales de los años 80, Merzenich mapeó la zona cerebral de la mano normal de un mono; después le cosió dos dedos de manera que éstos actuaran siempre juntos. Al cabo de varios meses, el neurocientífico volvió a trazar el mapa cerebral de los dedos cosidos. Las zonas de ambos, antes separadas, se habían fusionado.

• La llegada de William Jenkins al laboratorio de Merzenich dio lugar a una nueva etapa de investigaciones. Jenkins ayudó a Merzenich a desarrollar aplicaciones para sus descubrimientos y ambos exploraron la posibilidad de entrenar a las neuronas para realizar tareas específicas con más eficiencia.

La vida de un cerebro.

De la gestación a la senectud

Se dice que el cerebro humano es capaz de tener más ideas que el número de átomos que hay en el Universo. Cierto o no, el hecho es que este órgano es de una complejidad pasmosa y experimenta muchos cambios a lo largo de la vida.

• En 1664 un científico y filósofo del grupo conocido como Círculo de Oxford, Thomas Willis, fue el primero en atribuir a las estructuras cerebrales funciones cognitivas específicas. Con esto rompió el paradigma que los filósofos naturalistas arrastraban desde 300 años antes de nuestra era.

• "tazón de cuajada" está constituido por una intrincada red de unos 100 000 millones de neuronas —células nerviosas— en constante comunicación.

Dentro del útero materno

• Durante la gestación, la ingeniería celular que se encarga de la construcción del cerebro está principalmente dirigida por genes. No obstante, para que la obra final funcione adecuadamente habrá que satisfacer algunos requerimientos nutricionales específicos y el feto deberá estar protegido contra un entorno tóxico.

• Cuatro semanas después de la concepción, una de las tres capas embrionarias se enrolla para formar el tubo neural a partir del cual se erigirá la construcción de ingeniería celular que será el cerebro

• La carencia de ciertas sustancias en la dieta de la madre puede provocar daños irreparables al construir los cimientos del cerebro de su hijo.

• Las proteínas y los ácidos grasos insaturados no deben faltar en la dieta de la mujer embarazada, pues la carencia de las primeras detiene el crecimiento de las neuronas del feto y las conexiones entre ellas, mientras que los ácidos grasos se necesitan para formar la membrana

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