Qué sabemos del cerebro
El premio Nobel de Fisiología lo recibieron este año tres investigadores del cerebro. El Dr. Arvid Carson de Suecia descubrió que la dopamina es un neurotransmisor. Los doctores Paul Greengard y Eric Kandel, ambos de Nueva York, dieron pasos cruciales para el entendimiento de los sinapses y los procesos de aprendizaje y memoria. Gracias a ellos, y muchos otros, hoy el estudio del cerebro ha entrado en una nueva etapa.
Aunque hoy nos parezca evidente, recién en el siglo II el cerebro fue identificado -por Galeno- como el órgano del pensamiento. Pasaron 14 siglos hasta que Thomas Willis publico la "Anatomía del Cerebro", un tratado ilustrado por Christopher Wren, considero el primero de su índole. Casi 130 años más tarde, Luigi Galvani, experimentando con patas de rana, demostró la relación entre la electricidad y la acción de los nervios. A principios del siglo XIX se planteó que diversas regiones del cerebro desempeñan funciones específicas. En el año 1898, cerca de Vermont, en el noreste de los EE.UU., un joven capataz del ferrocarril, Phineas Gage, sufrió un accidente: una barra de acero le atravesó la cabeza perforándole el cerebro de lado a lado. La barra fue extraída y Gage sobrevivió, aparentemente ileso, pero cambió totalmente de personalidad. De ser una persona afable con gran sentido de responsabilidad, sin perder sus facultades intelectuales, se volvió irresponsable y violento. El caso de Gage fue estudiado por los científicos más eminentes de su época y dio lugar a una serie de especulaciones en cuanto a las funciones del cerebro.
No había duda de que el cerebro está íntimamente ligado a la conducta y al conocimiento, pero no había indicios sobre cómo funcionaba. Recién a principios de este siglo el genial anatomista español Santiago Ramón y Cajal abrió el camino al conocimiento del cerebro. Ramón y Cajal identificó células individuales del cerebro, que llamó neuronas, capaces de enviar mensajes a través de uniones llamadas sinapses, con lo que dio inicio a la neurología moderna.
También a principios de siglo se descubrió que las neuronas tienen potencial eléctrico, el que se altera por el paso de iones (átomos con carga eléctrica) de potasio, sodio y cloro. Esta serie de descubrimientos dieron a los neurólogos la esperanza de eventualmente entender cómo opera el cerebro a nivel celular. En los años 40 se pudo explicar el movimiento de los iones a través de las membranas celulares, pero la transmisión de mensajes entre neuronas también tiene un componente químico, lo que fue demostrado recién en los años 50. En las siguientes dos décadas los investigadores identificaron que son los neurotransmisores los responsables de los mensajes interneuronales. Durante esos años fueron identificados diversos aminoácidos y otras moléculas como transmisores químicos. Además de la acetilcolina, se descubrió la glicina, serotonina, glutamato, GABA, dopamina y la norepinefrina. Hoy se conocen unas 100 moléculas que actúan como neurotransmisores. También se descubrió que no todas actúan directamente, que algunos neurotransmisores modifican la acción de otros y en ciertos casos el mensaje final es eléctrico.
Otro aspecto del cerebro, basado en el descubrimiento de Ramón y Cajal y que había quedado sin respuesta, era la forma en que las neuronas desarrollan sus conexiones. Miles de millones de conexiones cumplen funciones específicas y no son producto de un crecimiento casual. La primera idea de esto proceso la obtuvieron los científicos en los años 40 estudiando el sistema visual de ranas y salamandras. Descubrieron que los nervios del ojo, cuando son cortados, se regeneran y los axones (brazos de las neuronas) encuentran sus conexiones originales.
Mientras los biólogos moleculares iban descifrando la actividad electroquímica de las neuronas, los neurólogos trataban de ubicar las funciones del cerebro. A partir del accidente de Phineas Gage, y el estudio de otros pacientes con lesiones cerebrales, se llegó a la conclusión de que ciertas funciones mentales están ubicadas en zonas específicas del cerebro. En 1957, un paciente identificado con las iniciales H.M. permitió a la Dra. Brenda Milner ubicar ciertas funciones de la memoria en el lóbulo temporal. Al año siguiente neurólogos suecos descubrieron que la enfermedad de Parkinson está ligada a la dopamina y ubicaron su origen en una región determinada del cerebro.
Una serie de experimentos con monos, gatos y ratones permitieron asociar directamente zonas específicas del cerebro con la percepción visual. Para sorpresa de los neurólogos se descubrió que la visión está dividida en funciones, y que diversas formas se registran en lugares especificos del cerebro. Los electroencefalogramas ayudaron a ubicar regiones de la actividad cerebral, pero recién en 1990 cuando Segi Ogawa logró crear imágenes de la actividad mental por resonancia magnética (PET), pudo estudiar el cerebro en actividad sin invadirlo. A partir de entonces se aceleró la identificación de las funciones de diversas regiones del cerebro.
El conjunto de estos descubrimientos, principalmente en la segunda mitad de este siglo, nos ha dado una visión del cerebro que nadie soñó alcanzar en la época de Ramón y Cajal. Paralelamente, los genetistas han descubierto la causa de ciertas enfermedades neurológicas en los genes defectuosos, como en la enfermedad de Huntington.
Al acabar el siglo XX, los neurólogos cuentan con un mapa parcial de las funciones cerebrales y con conocimientos de biología molecular sobre el funcionamiento de su inmensa red de conexiones. Sin embargo, a medida que se descubren nuevas funciones y mecanismos, resulta evidente la asombrosa complejidad del sistema. Tal vez el aspecto menos conocido y más importante es la capacidad del cerebro de modificarse, adquiriendo información, guardándola en la memoria para luego recabarla y darle uso. Este es el proceso de aprendizaje y alteración de la conducta de acuerdo a las circunstancias, que distingue a los seres pensantes y que estamos aún muy lejos de entender.
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