Las incógnitas sobre el cerebro humano que quedaron pendientes para la próxima década

Los investigadores aseguran que 2020 será la década de la neurociencia, gracias a la innovación tecnológica que permitirá mejorar el estudio no invasivo del cerebro. (Getty Images)
Los investigadores aseguran que 2020 será la década de la neurociencia, gracias a la innovación tecnológica que permitirá mejorar el estudio no invasivo del cerebro. (Getty Images)

La neurociencia ha tenido progresos inimaginables en la última década y los pacientes han ganado en calidad de vida con cada pequeño hallazgo en la comprensión y tratamiento de los tumores cerebrales, la migraña, la enfermedad de Parkinson y el Alzheimer.

Pero aún falta mucho para que los científicos logren resolver los enigmas de las 90.000 millones de neuronas que realizan 100 billones de conexiones neuronales que nos permiten a los humanos pensar, recordar y emocionarse como no lo hace ningún otro ser vivo del planeta.

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El reto es tan colosal que las universidades estatales de Berkeley, San Francisco y Washington se aliaron en una red de innovación investigativa que se llama Weil Neurohub, que arrancará sus actividades gracias a la donación de 106 millones de dólares de la Fundación de la Familia Weill.

La idea es que los neurocientíficos unan esfuerzos con ingenieros, computistas, físicos, químicos y matemáticos para desarrollar el desarrollo de terapias de las enfermedades que afectan al cerebro y al sistema nervioso central.

Cualquier avería en esa torre de control biológica que regula toda nuestra vida afecta nuestro desempeño y tiene un impacto cuantificable que la economía. Según un estudio de la Fundación para la Información, Tecnología e Innovación realizado en 2016, las dolencias como la ansiedad, la depresión, las lesiones cerebrales y de la espina dorsal, la esclerosis múltiple cuestan 1,5 billones de dólares anuales a la economía tan sólo en Estados Unidos, lo que representa casi un 9 por ciento del Producto Interno Bruto.

Entre los proyectos más inmediatos de la alianza se encuentran diseñar y construir un escáner cerebral de alta resolución que permita comprender más a fondo la estructura del cerebro, diseñar neuroterapias específicas para pacientes con enfermedades hereditarias raras y trastornos oculares que causen ceguera, terapias miniaturas no invasivas para tratar lesiones espinales, aplicaciones para detectar diminutas pero potencialmente mortales derrames cerebrales.

La creatividad humana para resolver los desafíos es tan vasta como el cerebro mismo. Y por ello los miembros del Weil Neurohub presagian que la década el 2020 será la era de la neurociencia.

Aquí presentamos algunas de las interrogantes que quedaron sin respuesta en los primeros 20 años del siglo XXI y que pretenden comprender la naturaleza básica del ser humano.

¿Cómo las neuronas codifican la información?

Ilustración de la sinapsis o conexión para transmitir de información entre dos neuronas (Getty Images)
Ilustración de la sinapsis o conexión para transmitir de información entre dos neuronas (Getty Images)

El funcionamiento del cerebro con frecuencia es comparado al de una computadora, al que llegan información eléctrica que es procesada y luego liberada. El problema con esta analogía es que sabemos que los ordenadores codifican la información con combinaciones de ceros y unos conocidos como sistema binario pero conocemos poco sobre la forma cómo las neuronas codifican la información.

Lo que sí conocemos es que las neuronas conducen los impulsos eléctricos a través de una extensión especializada que se llama axón y luego liberan una señal química a las neuronas vecinas en unas conexiones que se llaman sinapsis. Esas señales eléctricas y químicas son las que transmiten la información de todo lo que percibimos a través de los sentidos.

Pero el comportamiento humano es mucho más complejo y apenas comenzamos a comprender cómo entidades como la motivación, la curiosidad, la ansiedad y la confianza son codificadas por neuronas específicas en ciertas áreas del cerebro.

La buena noticia es que el profesor Adam Kepecs, del Laboratorio Cold Spring Harbor anunció importantes avances en la comprensión del funcionamiento neuronal en la más reciente publicación de Nature, lo que podría incidir en el mediano plazo en un mejor tratamiento de las personas con enfermedades psiquiátricas.

¿Cómo regulamos las emociones?

Las emociones nos envuelven. No hay un sólo día en que no respondamos emocionalmente ante la sonrisa de nuestros hijos, un accidente aparatoso, un encuentro inesperado.

En el Libro de los Ritos, publicado en el siglo I de nuestra era, los chinos ya habían identificado que los siete sentimientos humanos eran la alegría, la rabia, la tristeza, el miedo, el amor, el agrado y el desagrado.

El psicólogo estadounidense Paul Ekman estudió las expresiones faciales de distintas culturas en la década de 1960 y determinó que existían seis emociones básicas: la rabia, el temor la felicidad, la tristeza y la sorpresa. Luego el investigador Robert Plutchik agrupo las emociones en 4 pares de opuestos: alegría-tristeza, rabia-miedo, confianza-desconfianza, sorpresa-anticipación.

Lo que la ciencia no ha logrado dilucidar es lo que ocurre en el cerebro cuando una de esas emociones toma el control de nuestro comportamiento. Los investigadores han desarrollado medicamentos para corregir los desequilibrios emocionales pero aún no saben con certeza qué ocasiona los arrebatos emocionales, las depresiones, los delirios.

¿Cómo percibimos el dolor?

Si te sientas por descuido sobre una aguja seguramente tu reacción instintiva será ponerte de pie de inmediato. Hasta allí sabemos lo que ocurre: los receptores de dolor se activaron cuando el metal afilado penetró en la piel. Esa información viajó por la médula espinal hasta llegar a las zonas del cerebro que procesan la percepción del dolor.

Pero todo parece indicar que esa experiencia del dolor es subjetiva porque no es experimentada con la misma intensidad por todas las personas. Hay personas que no parpadean al recibir una inyección, mientras que otras gritan con un intenso dolor.

El investigador canadiense Ronald Melzack sugiere que las señales de dolor pueden ser modificadas mientras se encuentran en la médula espinal. Es decir, pueden ser amplificadas, disminuidas o bloqueadas antes de entrar al cerebro y eso explicaría por qué las personas heridas en el campo de batalla, practicando deporte o durante un accidente de tránsito sienten el dolor mucho después.

 

¿Por qué dormimos y soñamos?

Ya han pasado 120 años desde que el psiquiatra austríaco Sigmund Freud publicó La Interpretación de los Sueños, que postula que las emociones que quedan atrapadas en el subconsciente emergen a la conciencia en forma de imágenes oníricas que pueden ser interpretadas mediante el psicoanálisis.

Desde entonces, cientos de científicos han dedicado su vida a estudiar los aspectos neurológicos y psicológicos del dormir y el soñar sin que hayan desarrollado una teoría unificada que explique por qué pasamos un tercio de nuestras vida durmiendo.

La hipótesis más aceptada es que el sueño tiene propiedades restauradoras y que permite al organismo recuperar la energía perdida durante la vigilia. Pero la intensa actividad neuronal mientras soñamos indican que el cerebro hace mucho más que descansar. Los investigadores creen que el sueño juega un papel importante en el aprendizaje y la consolidación de recuerdos. Eso explicaría por qué los bebés y los niños pequeños pasan más de la mitad del día durmiendo.

En los adultos, existen cada vez más evidencias que vinculan los trastornos del sueño con problemas de razonamiento y enfermedades como la demencia en los adultos mayores.

Muchas respuestas sobre la percepción, la cognición, el aprendizaje, el control de emociones pudieran ser reveladas si la ciencia descubre el secreto de los sueños.

 

 

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