¿Cómo funciona el cerebro humano?

Por: Manuel Alejandro Hernández Barrios

Fotos: Roberto Garaicoa

Emisión: 26/01/2017

El cerebro humano y los proyectos globales de investigación relacionados con el mismo fueron los temas analizados en el espacio informativo Mesa Redonda de este jueves 26 de enero con la que se actualizó el conocimiento respecto a esas temáticas.

Para introducir el tema, el coordinador del proyecto cubano de mapeo cerebral humano, Pedro A. Valdés Sosa, definió que “las investigaciones de las neurociencias tienen siglos de antigüedad. Se habla de proyectos globales del cerebro porque en los últimos años esas investigaciones han cobrado cada vez más fuerza tanto por el financiamiento como por su internacionalización”.

El también investigador y fundador del centro de neurociencias de Cuba añadió que “dos son los motivos de estas investigaciones: uno es responder el quiénes somos, qué pensamos, por qué tenemos ciertas emociones; y el otro es que nos hemos dado cuenta que las enfermedades del cerebro están tomando un tributo en sufrimiento y muerte que se acelera con el envejecimiento de la población humana”.

Sobre las iniciativas más importantes que se están desarrollando a nivel global en materia de investigaciones sobre el cerebro humano, la directora de Review Strategy de Cell Press, Katja Brose, considera que “el estudio de las neurociencias siempre ha sido una iniciática global, para ello se han hecho grandes inversiones a nivel internacional. Estos proyectos existen en Asia, Japón, Korea, China y en muchos otros lugares.

La editora de la revista Neurón, reflexionó sobre la necesidad de investigar el cerebro para poder entendernos a nosotros mismos. “Tenemos que entender qué nos hace humanos. Los problemas que afectan al cerebro ponen una gran presión en términos e salud a nivel internacional. En los últimos seis o siete años ha aumentado el número de personas con problemas de salud mental. La neurociencia puede dar una nueva perspectiva a esta situación.

“Algo notable en la actualidad y que no se podía hacer hace diez años es que ahora se puede analizar, estudiar y visualizar el comportamiento de las neuronas, además ahora se puede cambiarles el carácter o estimularlas para que puedan hacer cosas diferentes a las que hacen de manera natural”.

Respecto al carácter global de estas investigaciones añadió, “creo que las ciencias siempre han tenido un carácter global para poder ser exitosa. Puede haber ideas aisladas, pero las neurociencias no pueden venir de países pobres o ricos. Los esfuerzos fundamentales en cuanto a la iniciativa global es que se busca que sea más internacional y que permita que las investigaciones en los países no sigan siendo fronteras entre los científicos.

“La salud mental no es una situación de países ricos o pobres, ni de situaciones políticas, incluso hay distintas situaciones políticas que pueden aumentar los problemas cerebrales con consecuencias como el estrés, la tristeza o la depresión.

Al referirse a Cuba Katja Brose, refirió que “Cuba tiene una historia en las biociencias llena de aportes”. Por su parte, György Buzsaki, profesor de neurociencia, fisiología y neurología en el instituto de neurociencias de la universidad de Nueva York, agregó “lo diferente de la actualidad es que ya la gente sabe que son las neurociencias, y eso le ha otorgado un reconocimiento social mayor entre la comunidad científica. Se ha llegado a un punto en el que se ha generado mucha más información de la que se puede digerir, pero afortunadamente podemos poner grandes cantidades de datos en bases de datos. Cualquier persona en cualquier lugar del mundo, gracias a internet, puede buscar en esos datos y descubrir algo”.

Las rejillas celulares y el Alzheimer

May-Britt Moser, directora del Instituto Kavli de Neurociencia sistemática y del Centro de Computación Neural de Noruega, explicó que las células grillas son hermosas y que todos las tenemos, al menos los mamíferos. Si uno ve todos los campos, los closters que crean las células grillas, ellas hacen una especie de triangulación encima que cubren estos campos y uno puede cubrir el piso con estas células grillas. Ellas son la métrica del cerebro. Son de distintos tamaños y cuando se combinan se puede encontrar un lugar que cae en cascada en el cerebro hasta llegar al hipocampo.

“Si hay una lesión en el hipocampo uno puede ir por ese camino y buscar en los recuerdos y es muy similar a lo que ocurre con el Alzheimer. Se sabe que están estas células en la corteza. El Alzheimer da síntomas como la pérdida de memoria, la desorientación, y la no distinción de los colores. También sabemos que esta corteza dendrítica tiene que ver con los olores, y envían toda esta información en cuanto al espacio, los olores, al hipocampo para que el hipocampo pueda hacer estos recuerdos. Si estas células mueren, no podemos tener recuerdos, no nos podemos orientar.

“En 1957 se hizo este estudio en un paciente en el que partía los limones y al olerlos se preguntaba ¿por qué huele limón? Porque su sistema odorífero también estaba alterado.

La Premio Nobel 2014 de Fisiología y Medicina, May-Britt Moser, reveló que “las células grillas permitieron que obtuviéramos este premio porque vemos que está relacionado con este proceso y es importante para nosotros entender este proceso cuando queremos hacer ciencia básica pero que sea importante para que los humanos puedan entender su propio cerebro y que al final podamos ayudar a otros humanos y que las personas puedan a prender a partir de lo que hacemos y utilizar ese conocimiento para distintos diagnósticos y poner fin a esta terrible enfermedad.

“Al entender con mayor facilidad el cerebro humano se pueden entender las anomalías que puedan presentarse.

“Creo que en cuanto al Alzheimer se están dando algunos pasos pero se han hecho enormes investigaciones en cuanto a las distintas proteínas del cerebro de las personas con Alzheimer y se cree que esto es lo que está matando a las células, y quizás si eliminamos esto podemos eliminar los síntomas. Pero lo importante es pensaren qué está matando las células. Pero aún cuando no sabemos la causa hay medicamentos que ayudan en cuanto a la memoria pero no se puede detener la enfermedad”.

¿Cómo funciona el cerebro humano?

El profesor de neurociencia, fisiología y neurología en el instituto de neurociencias de la universidad de Nueva York, György Buzsaki, señaló que “es bueno que los cubanos se interesen por estos temas del ritmo cerebral, porque los cubanos saben mucho del ritmo, el cerebro está lleno de ritmos, desde muy lentos hasta muy largos, hasta muy activos. Lo más importante en cuanto al cerebro es poder predecir antes de tiempo.

“Esas ondulaciones pueden ser a corto plazo y entonces existe una correlación. Por tanto, ¿por qué necesitamos estas correlaciones? En este mismo espacio estamos hablando cinco idiomas y nos entendemos no porque haya traductores sino por algo más y es porque hay generación de esas ondulaciones para poder recibir este idioma y cada idioma tiene una ondulación determinada y cuando hablamos lo que hacemos es recibir el mensaje, la información. En ese momento cada sistema de información tiene que hacer una especie de paquete de información y convertirla en unidades mayores. Y se puede hacer porque hay toda una maquinaria en el cerebro que se llama sistema de inhibición que permite que la ciencia determine la longitud del mensaje. Lo mismo pasa con el lenguaje.

Respecto a las células grillas el profesor György Buzsaki, comentó que “las células grillas se conectan con otras. Hay que tener en cuenta que el cerebro se formó para interactuar con el entorno, pero eso no es lo que está ocurriendo en esta Mesa. Estoy hablando de lo que está ocurriendo en mi cerebro que es que un grupo de neuronas se han reunido y traen información en mi memoria y lo llevan a un grupo nuevo de neuronas y esto a otro y por estas asociaciones de neuronas podemos hablar.

“En el cerebro podemos registrar el pasado, nos hace pensar en el futuro, a eso lo llamamos navegación mental. Cuando el cerebro muere, se desconecta del entorno. El cerebro mira a su propia computación, a lo que está pasando dentro del mismo. El mismo determina si responder de manera correcta o diferente, sin medir las consecuencias. Eso se llama cognición. Todo esto se debe a las células grillas, que determinan que nos conectemos y nos organicemos y se le llama sistema de organización celular.

“El cerebro piensa qué información dejar, y cuál borrar. Funciona como las fotos polaroides, en las que al principio no se ve la imagen y con el tiempo se vuelve más nítida la imagen.

“En los sueños se repiten pequeños tramos de las conversaciones que sostienes durante el día. Elementos que se tornan repetitivos. El cerebro durante el descanso lo que hace es repetir y repetir, y determina si esas informaciones sirven para la supervivencia o para lo que decida. Esa es la forma maravillosa en la que las ondulaciones contribuyen a nuevos descubrimientos.

“Lo primero que sucede con un paciente con Alzheimer es que se siente perdido. Su sistema de navegación, que se llama memoria, se siente desorientado. Y a eso es a lo primero que hay que ver para pensar alguna posible cura.

“El sueño es un patrón como el de las sinfonías. Uno no pasa ocho horas inconscientes en la cama, sino que hay patrones insecuenciales. De modo que el estado de sueño es solo un 20 % de la noche. La otra parte de la noche es el 80 % en el que no existe el sueño, en el que el cerebro está soñando, se hace de una manera inconsciente.

“En la depresión lo primero es que no se puede dormir. Todos los medicamentos que usamos en siquiatría afectan nuestro sueño. Es importante entender por qué el cerebro utiliza el 20 % de nuestro tiempo en hacer nada.

Entonces, ¿podemos recordar el futuro?, a esta pregunta el profesor György Buzsaki respondió que “así como existen las predicciones también existe la pos dicción. Las personas han pensado que las personas que partes del cerebro se usan para imaginar y que partes son útiles para los recuerdos. Las mismas estructuras que son usadas para la memoria son las mismas que son usadas para predecir el futuro. El cerebro mira a las informaciones de nuestras vidas para decidir qué vamos a hacer en el futuro.

Cuba y el desarrollo de las neurociencias

En otro momento de la Mesa Redonda el coordinador del proyecto cubano de mapeo cerebral humano, Pedro A. Valdés Sosa, informó que el profesor de neurociencia, fisiología y neurología en el instituto de neurociencias de la universidad de Nueva York, György Buzsaki, donó un equipo a Cuba para poder registrar las células grillas.

Más conocido por Peter Valdés, el coordinador del proyecto cubano de mapeo cerebral humano, aclaró que no se puede entender que la ciencia toda tenga una aplicación inmediata. “Eso es un error estratégico. La ciencia tiene su lógica interna que es responder a preguntas del mundo”.

Respecto a Cuba, Peter Valdés comenta que “los científicos cubanos creemos en la unidad indisoluble de la ciencia básica y su aplicación. Somos de un país en desarrollo. En la década de los ochenta iniciamos en Cuba el primer proyecto cubano de mapeo cerebral. En 2004 el segundo, que tuvo como característica estudiar cómo es el desarrollo del cerebro normal y caracterizarlo. Y para eso estudiamos la actividad eléctrica, la estructura y funcionamiento del cerebro mediante la resonancia magnética y fundamentalmente el estudio matemático de los ritmos cerebrales, y con ellos desarrollar mecanismo que nos permitan hacer algún tipo de aplicación o diagnostico.

“En Cuba hemos encontrado que si uno estudia los ritmos del cerebro, el ritmo Teta en exceso predice cuál es la cantidad de lesiones de sustancia blanca hay en el cerebro. Eso nos plantea como hipótesis de trabajo, hacer mediciones que nos puedan servir para hacer pesquisas masivas.

“Ese proyecto de Mapeo cerebral lo hemos ampliado y ahora tenemos una Red Latinoamericana de Mapeo Cerebral Humano (LABMAN) que tiene como objetivo enlazarnos con los proyectos internacionales más interesantes, porque todos tenemos el enfoque en común de querer buscar la prevención de la enfermedad.

“Estamos constituyendo una alianza del LABMAN y de Cuba, con China y Canadá. Pero eso se inserta dentro de los proyectos globales. En la propia revista NEURON se habla de estos proyectos. Ahora todos hablamos del consorcio de la neuronube, que no es más que la computación en la nube. Eso es que los datos que se recolectan en todo el mundo se depositan en servidores a los que uno puede acceder sin costo. Y la idea es que se pueda acceder a esos datos para integrar la información en todo el mundo.

“En la actualidad tenemos un proyecto conjunto entre Cuba, la Universidad de Harvard y Barbados que tendrá implicaciones globales. En los años 60 hubo un año de hambruna en barbados y un grupo de niños sufrieron una mal nutrición severa. Se ha podido seguir un grupo de niños que han sufrido la mal nutrición y un grupo de niños que no. En los setenta registramos la actividad eléctrica de los niños de Barbados, y ahora estamos estudiando los efectos en el envejecimiento de ese episodio de mal nutrición. De hecho con el estudio de los ritmos cerebrales y la medición de cantidades de unidad teta podemos distinguir quién sufrió mal nutrición y quién no.

El profesor concluye que el deber de los neuro-científicos es que todas sus investigaciones sean de utilidad para todos los países del mundo. Y aseveró que “hemos demostrado desde la década de los ochenta que hay un solo cerebro, no hay uno cubano, uno norteamericano, uno suizo o incluso uno mexicano. Sí hay diferencias si la población tiende a la malnutrición, a las desventajas. Pero el resto del cerebro es uno”.