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lunes, 15 de febrero de 2010

A por el alma

Este artículo mío salió en El Cultural de El Mundo el 12 de febrero de 2010. La imagen está tomada de la Revista PLoS Biology, y muestra el "sistema por defecto humano" (human default system)



Los proyectos Conectoma Humano y Blue Brain buscan las conexiones cerebrales
Tanto el proyecto Conectoma Humano como el Blue Rain trabajan en estos momentos para desentrañar los más profundos misterios del cerebro. Manuel Martín-Loeches, investigador del centro UCM-ISCIII de Evolución y Comportamiento Humano, analiza sus objetivos.


Decir que el cerebro humano es todavía uno de los grandes enigmas a los que se enfrenta la ciencia no es decir nada nuevo. Sin embargo, decir que probablemente dejará de serlo en unas décadas ya puede parecer más sorprendente. Todo está listo, parece que ya tenemos los medios, y ha llegado el momento de enfrentarse de una vez por todas al que, junto con el Universo y su origen, es uno de los más candentes retos científicos del momento.

Dos son los proyectos actualmente en marcha cuyo fin es desentrañar los más profundos misterios del cerebro. El año 2005 marcó un antes y un después en ambos proyectos. En aquel año se inició, con el apoyo de IBM, el llamado Blue Brain Project (Proyecto Cerebro Azul), de la mano de la Escuela Politécnica Federal de Lausana (Suiza). Su objetivo: crear un modelo computacional completo del cerebro de un mamífero. Para su desarrollo se han marcado metas muy concretas, objetivos que necesitarán tremendos esfuerzos humanos, tecnológicos y, cómo no, económicos.

En el mismo año, Olaf Sporns, Giulio Tononi y Rolf Kötter publicaron un artículo en la revista PLoS Computational Biology titulado “El conectoma humano: una descripción estructural del cerebro humano”. En dicho artículo, los autores aseguraban que uno de los grandes defectos de la neurociencia actual es la ausencia de una descripción anatómica precisa del cerebro humano. Y llevaban razón. Han pasado ya muchos años desde que Korbinian Brodmann publicara su mapa citoarquitectónico (en los años 20) pero, a pesar de los avances de las últimas décadas, sigue siendo la referencia para todos los trabajos de investigación sobre el cerebro humano.

Las 52 áreas del cerebro
El mapa divide la corteza cerebral humana en 52 áreas en función de la distinta densidad de tipos de neuronas que Brodmann vio al microscopio. Pero el mapa de Brodmann es un mapa eminentemente localizacionista. Hasta el día de hoy, el dogma ha venido siendo que las distintas áreas histológicas (citoarquitectónicas) de la corteza cerebral, como las propuestas por Brodmann, venían a corresponder a distintas áreas funcionales. Es decir, que en cada una de esas 52 áreas tendría su “sede” una función distinta. Y es verdad que esto es así, al menos de una manera aproximada, pero los datos de los últimos años están poniendo en evidencia lo limitado de esta concepción localizacionista. Lo importante para la función cerebral ya no es el lugar que ocupa una determinada zona cerebral, sino sus conexiones. La zona que me permite ver los objetos del mundo realiza esa función no porque esté en el lóbulo occipital, sino porque recibe impulsos que vienen del ojo. Es un cambio de planteamiento, aunque los datos sean básicamente los mismos. Pero ha sido un cambio necesario. Y la razón es muy sencilla. Temas complejos para la psicología y la neurociencia en general, como el cerebro social, la neurociencia de la moral o la ética, las bases neurofisiológicas de la religión, de la consciencia, de la voluntad, y tantos otros, se están abordando directamente gracias a las modernas técnicas de neuroimagen.

El área 10 de Brodmann
Una de las más curiosas conclusiones que estos trabajos están sacando a la luz es que áreas cerebrales que en su momento se han llegado a considerar incluso como áreas “silentes” (es decir, sin función alguna) resultan estar implicadas en muchos de los procesos cognitivos del más alto nivel.

Pongamos por caso el área 10 de Brodmann, en el polo frontal de nuestra corteza, que está implicada en la personalidad, en la memoria operativa, en la inteligencia, en la secuencia de tareas, en la toma de decisiones, en el lenguaje y en una larga lista de funciones. Entonces, ¿cuál es la función del área 10? Como dice el neurofisiólogo Sean Spence, de la Universidad de Sheffield (Reino Unido), el modo de funcionar de ésta y otras áreas del cerebro “es tan abstracto, tan supra-ordinal dentro de nuestros sistemas neurológicos jerárquicos, que tendremos serias dificultades para comprender qué es lo que hacen”. La respuesta para entender las funciones de una región cerebral está, dicen ahora los neurocientíficos, en las otras áreas con las que se conecta una zona cerebral. Y es que las distintas facetas en las que se ha visto involucrada el área 10 han venido acompañadas de activaciones de circuitos cerebrales diferentes.

Conexiones únicas
Por eso es tan necesario conocer en profundidad y detalle las conexiones de cada una de las partes de nuestro cerebro. Esto es lo que persigue el Proyecto Conectoma Humano. Fruto de la propuesta de Spors, Tononi y Kötter, recientemente se ha puesto en marcha oficialmente dicho proyecto, auspiciado por el Instituto Nacional de la Salud norteamericano. El nombre de conectoma, propuesto por estos tres autores, nos da una idea no sólo de que su objetivo son las conexiones del cerebro humano, sino que el proyecto se hace inspirado en el del genoma humano. A este respecto hay que destacar, como dijeron los tres científicos en su artículo, que los efectos de variaciones o anomalías del desarrollo, del daño cerebral, o de enfermedades neurodegenerativas, pueden entenderse como variantes específicas del conectoma humano. Y es que, al igual que hay un genoma común a todos los seres humanos, pero cada uno tenemos una combinación personal, única, de información genética, las conexiones de nuestro cerebro y, por tanto, lo que definiría sus funciones, serían a la vez únicas de la especie humana y únicas en el individuo. Numerosos avances en las técnicas de neuroimagen están permitiendo descubrir cada una de las inmensas redes que conectan unas zonas con otras, y con resultados asombrosos.

Autopistas, al detalle
Desarrollos recientes de la imagen por resonancia magnética, como la tractografía cerebral, están permitiendo conocer al detalle las diversas autopistas de la comunicación dentro del cerebro humano, algo prácticamente imposible con un microscopio. Es más, lo estamos haciendo en cerebro vivos, en pleno funcionamiento, de manera que podemos ver no sólo las conexiones del cerebro humano, sino cuáles de ellas se utilizan según qué circunstancias. Uno de los más sorprendentes hallazgos en este sentido ha sido la constatación de que las regiones parietales de nuestro cerebro son el lugar donde confluyen más vías de comunicación procedentes del resto del cerebro, siendo además estas regiones las más activas durante condiciones de reposo (es decir, las de “no hacer nada”). Por eso ahora se conoce a esta región y sus comunicaciones como el “sistema humano por defecto”. ¿Qué hay en nuestra mente entonces cuando dentro de un escáner nos ordenan que “no hagamos nada”?

El Proyecto Conectoma Humano es quizá menos ambicioso que el Proyecto Cerebro Azul. No sólo no pretende llegar al detalle de cada neurona individual, sino que además, la inversión total es de sólo 30 millones de dólares (apenas una quinta parte de lo invertido hasta ahora en el Proyecto Cerebro Azul) y se ha previsto que su finalización sea dentro de cinco años. Pero es sin duda una estación necesaria en nuestro camino para desvelar los misterios del cerebro humano.