Por década cerebral

1992/03/01 Jauregi, Joseba Iturria: Elhuyar aldizkaria

• Osasuna

El Congreso de los Estados Unidos ha tomado la decisión de designar la década del cerebro para esta década de los 90. Se quiere hacer constar que: En la línea que la evolución de la ciencia ha abordado ampliando el conocimiento humano, una de las lagunas más preocupantes que aparece en la actualidad es el funcionamiento de este pequeño kilómetro y medio escondido en nuestra mente.

Además, la denominación de década cerebral muestra la esperanza de que el desarrollo de los nuevos caminos y técnicas realizadas hasta el momento permita que en los próximos años todos los esfuerzos realizados hasta la fecha se destapen en el misterio que ha resultado insuficiente. Por último, este tipo de reconocimiento institucional tendrá consecuencias para obtener el dinero necesario para impulsar estas investigaciones y en breve podremos ver cómo se multiplican los congresos, reuniones y publicaciones sobre el tema.

Ante esta situación, nos parece oportuno, como ya se ha dicho, ampliar al menos una supervisión a este campo de conocimiento en la pila: el cerebro y su función.

Perspectiva histórica

Podría pensarse que, desde que el hombre llegó a tener conciencia de sí mismo, se daría cuenta de la extraordinaria importancia que tenía el cerebro en su forma de ser. El estilo de vida que llevaban en tiempos prehistóricos provocó traumatismos craneales y sus consecuencias no podían ocultarse, podían verse y preguntarse a sí mismos. Es más, en los yacimientos se ha descubierto que varios cráneos dominaban la técnica de la trepanación desde tiempos remotos.

El primer conocido genio sobre este tema es egipcio y a. C. Parece realizada hacia el año 3000. En ella se describe una serie de heridas en la cabeza y sus síntomas, apareciendo parálisis de piernas y brazos, convulsiones o alteraciones de la personalidad. Sin embargo, los egipcios no parecen entender bien la importancia del cerebro. Para ellos, al igual que para los mesopotámicos, hebranos y primos griegos, el corazón era la fuente de la vida, el lugar de la mente y los sentimientos.

Los presocráticos se acercaron a los planteamientos actuales en una amplia y profunda reflexión sobre el mundo. Por un lado, las áreas físicas y psíquicas se unieron a la misma sustancia: primero en tierra, aire, agua y fuego, y después en los átomos de Leucipo y Demócrito. Por otro lado, diferenciando las diferentes funciones afectivas e intelectuales, situando cada una de ellas en una determinada parte del cuerpo.

Para los demócritos, por ejemplo, el cerebro es el guardián del pensamiento y la mente y él tiene los principales lazos del alma, aunque la reina del cólera y la nodriza sean el corazón y la casa del deseo. Estas tesis se desarrollaron con Platón. Para él la principal función era la inteligencia que se encuentra en el cerebro, que era inmortal y estaba asociada a las otras dos mediante la médula espinal. La tesis cefalocentrista quedó fundada.

Aristóteles, maestro en varias cosas, no acertó en ello e impulsó tesis cardiocentristas. El papel que le atribuía al cerebro es curioso: estaba formado por tierra y agua, y sería para enfriar el cuerpo. Por la fuerza de su filosofía, este error persistió en el pensamiento oficial. Sin embargo, los médicos griegos, siguiendo la línea de Hipócrates y sin prestar mucha atención al cardiocentrismo, comenzaron a estudiar tomando conciencia de la importancia del cerebro y comenzaron a realizar disecciones prohibidas hasta entonces en Alejandría, relevada de Atenas.

Distinguieron entre cerebro, cerebro y médula y ventrículos intracraneales. Posteriormente, Galeno, experimentando con el sistema nervioso animal, demostró que el control del cuerpo y todo el aspecto de la mente se encuentran en el cerebro y que su origen debe buscarse en la misma sustancia cerebral. Aunque parece que estas aclaraciones deberían poner el límite definitivo al cardientrismo, no fue así y de la mano de la escolástica medieval XVIII. Las ideas aristotélicas permanecieron, de alguna manera, hasta el siglo XIX.

Galeno tiene otras dos aportaciones importantes. Por un lado, dividir el alma o la mente en diferentes funciones. Movilidad, sensibilidad y razón, y en este alma razonable, las funciones eran la imaginación, la razón y la memoria. Por otro lado, nos habla de la sustancia de estas funciones. Él se llama neum psíquico y circulando por los nervios une el cerebro, el movimiento y las vísceras de las sensaciones.

En la Edad Media no se avanzó mucho, salvo que los filósofos de la Iglesia, Nemesio y Agustín, sobre todo, situaran las tres facultades de la razón en los tres ventrículos del cerebro. Durante el Renacimiento, las disecciones animales y corporales se multiplicaron y, al menos en lo que respecta a la estructura macroscópica, llegaron a conocer el cerebro anatómicamente completamente. Las hermosas láminas que hizo el mismo Leonardo no tienen vergüenza respecto a las que se podían hacer en la actualidad. Se conocía, por tanto, cómo era el cerebro, pero poco de los procesos de ejecución de sus capacidades.

A las fuerzas que entonces atravesaban las estructuras nerviosas se les llamaba espíritu animal y se desencadenó la polémica que ha perdurado hasta hoy: ¿Hay algo que, aparte del cerebro, guíe nuestras ganas (el alma, que depende de las características físicas de la materia) o nuestras funciones psíquicas más altas pueden entenderse sin necesidad de buscar información metafísica sobre la mera función del cerebro? Los seguidores de la primera idea (dualistas) y de la segunda (monistas) han ejercido una intensa competencia ideológica y su valentía también ha sido pagada.

Descartes fue dualista. Para él el cuerpo es una máquina, pero a diferencia de los animales, el hombre tiene alma, única, inmortal y sin materia. El problema es dónde y cómo se ha unido ese alma y la máquina del cuerpo. Su solución fue situar este vínculo en la epífisis, argumentando que es la única estructura simple del cerebro (como el alma también es simple). Otros distinguirían otros lugares del cerebro. Finalmente, los monistas reivindicaron la falta de alma para entender las funciones psíquicas y un Cabanis, por ejemplo, escribió: El cerebro fluye el pensamiento, como el hígado la bilis.

XIX. A principios de siglo, con la laicización de la ciencia y la libertad de pensamiento que se abrió tras la revolución francesa, vino la nueva teoría de la mente de gran prestigio: Frenología de Galls. Este anatomista destacó la importancia de la corteza cerebral. Distinguiendo entre el tema gris y el blanco, descubrió la unidad anatómica de la materia gris superficial y su categoría superior. Gall era monista, materialista, y en esa superficie quiso situar las capacidades morales e intelectuales del hombre.

Separó 27 de ellos e intentó encontrar un lugar en la corteza. Como método, midiendo cráneos de sabios, delincuentes y enfermos de manía, propuso la relación entre continente (cráneo) y contenido (corteza). La craneoscopia se extendió por todo el oeste, convirtiéndose en un fenómeno social y provocando un abuso considerable. Este mal partido ha ocultado las intuiciones directas de Galls para el futuro, las que tuvo la función de situar en el cortex.

Las fluctuaciones de localización acabaron en 1861 gracias a Broca. En aquel año, este neurólogo francés demostró claramente que la afasia o pérdida de idioma a través de lo descubierto en la autopsia era consecuencia de una lesión del lóbulo frontal, por lo que esta función superior, el lenguaje, se situaba en un lugar de la superficie del cerebro. A partir de ahí se dieron a conocer otras localizaciones a través de los recursos clínicos y, finalmente, en 1908, Brod-mann realizó el mapa de corteza que se acepta actualmente.

Para la realización de este mapa, Brodmann tuvo en cuenta la estructura microscópica del cortex. De hecho, años antes, los problemas técnicos que impedían el estudio del tejido nervioso encontraron una solución gracias a las formas de teñido de Golgi. Aunque su morfología macroscópica estaba descrita desde hace mucho tiempo, la estructura interna del cerebro era desconocida, por un lado por el escaso desarrollo de la microscopía y por otro por la falta de dominio de las técnicas de endurecimiento y teñido del tejido.

XIX. A finales del siglo XX, superando estos obstáculos, se descubrió que el tejido nervioso, al igual que el resto, estaba formado por células. Se inicia la anatomía microscópica del cerebro y aquí hay que citar a Ramón y Cajal. Sus trabajos demostraron la existencia de diferentes tipos de células en el tejido cerebral, entre las que destacan las neuronas, sencillas y en contacto. No fue el primero en identificar las células, lo había hecho Deiters en 1865, pero sí en sus descripciones y recibió el premio Nobel en 1906 junto a Golgam.

Puesto de manifiesto la estructura interna del cerebro y todo el tejido nervioso, como ha ocurrido en otras vísceras, podría pensarse que estaban cerca de comprender su funcionamiento. No ha sido así por varias razones. El neum de Galeno esperaría hasta que desarrollara la física y la electricidad dentro de ella. Galvani sería, en 1786, el que relacionara por primera vez la fuerza eléctrica con la contracción muscular de la rana. Su propuesta es que los espíritus animales son en definitiva electricidad.

Tras numerosas discusiones se comprobó esta identificación en 1870, cuando los alemanes Fritsch y Hitzig demostraron que las corrientes eléctricas aplicadas en el cerebro del perro generaban movimientos en el animal y cinco años después el inglés Catón realizó el primer registro electrofisiológico a través de los electrodos situados en la superficie del cerebro del conejo. Las células que forman el cerebro, por tanto, generan electricidad y a través de ella se comunican las diferentes partes.

Este modelo dejaba sin respuesta algunas preguntas. Por ejemplo, lo que ocurría cuando terminaban los nervios para influir sobre los músculos, por ejemplo. Pronto se dieron cuenta de que en estos lugares la terminación nerviosa segregaba sustancias químicas y bien empotradas en nuestro siglo, hemos visto que estas sustancias químicas especiales, los neurotransmisores, constituyen la comunicación entre las neuronas a través del puente de la fuerza eléctrica.

Tras un largo y variado camino se ha podido conocer, por un lado, la unidad morfológica y funcional que constituye la estructura interna del cerebro (célula nerviosa o neurona) y por otro, el tipo de energía que es la raíz de la dinámica fisiológica del cerebro: la electroquímica. Para llegar a esto han tenido que ser desarrolladas por diferentes disciplinas: neuroanatomía, electrofisiología, clínicas neurológicas y psiquiátricas, neuroquímica, psicología experimental, etc.

Conscientes de la necesidad de la colaboración de estas ramas, en la actualidad se utiliza el nuevo nombre para expresar la unidad de todos: la neurociencia. Y estos tienen cada vez más relación con otros tipos de conocimiento, como la filosofía, la lingüística o la inteligencia artificial.

Evolución de las neurociencias

Dos son las vías a seguir por las neurociencias para avanzar. Uno hacia abajo, de la neurona a las moléculas; sólo se podrá resolver comprendiendo las interacciones físico-químicas entre las moléculas que forman el propio funcionamiento de la célula nerviosa. El otro hacia arriba, desde una sola neurona hacia las entidades psíquicas que se forman de grupos, circuitos, redes y grupos neuronales. ¿Qué son y cómo el cerebro realiza sensaciones, movimientos, recuerdos, sueños, pensamientos, lenguaje, voluntad, amor, odio o conciencia personal? Y por último, cuando alguna de estas funciones enferma, ¿cómo enferma y cuál sería su remedio?

De la neurona a la molécula

Dos son los factores que hacen posible avanzar en este camino: por un lado, el desarrollo de técnicas físico-químicas y por otro, la búsqueda o creación de modelos biológicos adecuados. Este camino no plantea problemas epistemológicos. Es difícil porque los recursos a nivel molecular requieren una gran sofisticación técnica, pero en los últimos años se ha avanzado mucho y las razones para ser optimistas del futuro son sólidas.

Hemos mencionado los modelos biológicos, entre los que se encuentra la presencia de peces de órgano eléctrico, una gran neurona del chipirón o una liebre marina llamada aplysis. Utilizando nuestras técnicas en estos modelos que nos ha ofrecido la naturaleza hemos podido conocer muchas cosas. Por ejemplo, la electricidad de las neuronas se produce por la diferente concentración de electrolitos que hay entre las partes internas y externas de la célula, mientras que los iones de sodio, potasio, calcio magnesio y otros iones entran y salen en la neurona en función de la apertura de canales en la membrana. La electrofisiología, desde aquel registro común de Latón, ha llegado a medir y analizar lo que ocurre dentro de la membrana de la neurona en apenas cien años.

La naturaleza, sobre todo el mundo vegetal, nos ofrece sustancias que afectan a la química cerebral (drogas psicotropas) y el hombre ha sintetizado en el laboratorio durante las últimas décadas. Analizando su modo de acción se han conocido los neurotransmisores cerebrales, sus vías de síntesis, su metabolismo, sus receptores, etc. Estas sustancias pasan información entre las dos neuronas y el lugar donde se produce es la sinapsis.

Desde la acetilcolina que se aisló a principios de siglo hasta los péptidos que se han encontrado en los últimos años, conocemos un montón de neurotransmisores que probablemente aparecerán más en los próximos años. Se comprenderá mejor el funcionamiento de todos. Para tomar conciencia de la importancia de esto, basta pensar que casi todos los psicofármacos que tenemos en la actualidad actúan actuando sobre uno u otro neurotransmisor.

Pero tanto en el caso de los fenómenos eléctricos de la membrana como en el estudio del metabolismo de los neurotransmisores, las miradas se están profundizando en la actualidad. Los canales iónicos proteicos al enorme desarrollo de la biología molecular, las enzimas para la sisntesis de los neurotransmisores o sus receptores pueden ser investigados en un código genético que es una realidad pre-formal. A este nivel hay grandes expectativas de comprensión y curación de enfermedades.

De la neurona al psicología

Este camino tiene barreras lamáticas y problemas especiales. En primer lugar, y al menos en lo que se refiere a las funciones psíquicas de alto nivel que tiene el ser humano, la falta de modelo. Aunque nuestras neuronas del cerebro son similares a las de la liebre marina, las propiedades de una de ellas pueden ser investigadas en la otra, la lengua, el pensamiento o la autociencia que surge del conjunto de nuestras neuronas no se encuentra en ninguna otra parte y el único modelo bueno debería ser el hombre.

En consecuencia, y por razones éticas evidentes, no se puede utilizar ninguna técnica que no sea de ningún sitio y hasta hace poco no la conocíamos. Por ello, las fuentes de conocimiento han sido limitadas. Por un lado, desde que se estudiaba en los animales se hacían extrapolaciones y, por otro, en la clínica, se extraían consecuencias de las lesiones y enfermedades cerebrales que se producían inevitablemente. Al ser estas dos fuentes bastante áridas, se ha dado lugar a la especulación teórica, y de ahí han surgido propuestas o escuelas tan diversas como las que encontramos para entender el psiquismo.

Desde la reflexología de Pavlov hasta el conductismo o la metapsicología de Freud, estas mentalidades han hecho sus aportaciones para comprender el psiquismo normal y patológico y, de paso, han aliviado muchos sufrimientos. Pero no han elaborado una teoría contrastable del funcionamiento del aparato psíquico.

Entre estas escuelas hay quien califica como absurdo el camino que quieren seguir las neurociencias, los fenómenos electroquímicos que se producen en el cerebro y que entre nuestra voluntad no se puede alargar ningún puente. La ciencia no va a permitir poner límites a la razón, pero hay que reconocer que la postura del neurocientífico cuando está estudiando procesos psíquicos de alto nivel es realmente dos pájaros.

Cuando la razón quiere saber qué es la razón, el objeto y el sujeto se funden. Alguien ha comparado esta situación con alguien que quiere tirar de sus pantalones por la tierra. Sin embargo, decidir si el conocimiento tiene límites insalvables es un problema filosófico. Mientras el problema se soluciona, la ciencia se está alejando de esos límites y de paso ampliando el campo del conocimiento.

Si hay derecho a pensar que en los próximos años se van a dar avances decisivos en materia de neurociencia. Y esta esperanza se basa, entre otras cosas, en la preparación de técnicas para el estudio inocuo de la actividad psíquica del ser humano. Mencionaremos dos de ellos, los potenciales evocados y las denominadas cámaras positrón.

Los potenciales evocados tienen la misma base que la electroencefalografía: recibir la actividad eléctrica del cerebro mediante electrodos colocados en la superficie de la cabeza. No produce, por tanto, ningún daño. Cualquier estímulo al llegar al cerebro produce un pequeño cambio, aunque su observación es imposible en una EEG normal, ya que el ruido de fondo cubre las señales débiles. La técnica de los potenciales evocados permite que el ordenador, al tratar la información, presente estas pequeñas señales y muestre la onda causada por la estímulo, imputando todas las demás. Onda evocada, en la que una persona muy atenta puede ver dónde, cuándo y cómo aparece en cualquier acción psíquica.

La misma idea, es decir, conocer los cambios de estado del cerebro en un proceso mental, está en la base de la cámara de positrones. Pero la técnica es muy diferente y en lugar de medir la actividad eléctrica, percibe cambios metabólicos. Para ello se necesitan isótopos que liberan positrones.

Por su corta vida, pueden ser utilizados en humanos con total seguridad. Se pueden marcar sustancias fisiológicas, glucosa a.b., o psicofármacos con isótopos como lis de carbono. La cámara de positrones sigue la cinética y distribución del tema marcado y un ordenador coloca la radiactividad observada en las imágenes. De esta forma se puede medir el consumo de oxígeno o glucosa en una determinada parte del cerebro y sus cambios en las distintas actividades psíquicas. Se obtiene una imagen dinámica del cerebro mostrando diferentes niveles de actividad.

Estas dos técnicas no son las únicas que hemos mencionado, sino las que más expectativas generan en sus inicios. Los caminos existentes y, sin duda, los que se prepararán en los próximos años incidirán en la fisiología de los procesos psíquicos que hasta ahora se ha mantenido tan oscuro y en el funcionamiento del cerebro. Por lo tanto, los que nos interesamos por estas cosas tenemos que estar atentos durante esta década', en la década del cerebro.