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4 de Mayo, 2006

Paisajes en el cerebro

Por philosophico - 4 de Mayo, 2006, 18:40, Categoría: General

http://www.elpais.es/articulo/futuro/Paisajes/cerebro/elpporsoc/20060503elpepifut_1/Tes/

Paisajes en el cerebro  

A los 100 años del premio Nobel de Cajal las neuronas revelan su complejidad

 XAVIER PUJOL GEBELLÍ  -  Barcelona
EL PAÍS - 03-05-2006
Imagen del hipocampo y córtex cerebral de un ratón genéticamente diseñado para resaltar los diferentes tipos de células nerviosas con proteínas fluorescentes, premiada en la exposición <i>Paisajes neuronales</i> de Cosmocaixa.
Imagen del hipocampo y córtex cerebral de un ratón genéticamente diseñado para resaltar los diferentes tipos de células nerviosas con proteínas fluorescentes, premiada en la exposición Paisajes neuronales de Cosmocaixa. (UNIVERSIDAD DE HARVARD)
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La plasticidad y la estabilidad de la corteza permiten la memoria y el aprendizaje
El lenguaje neuronal consiste en pulsos eléctricos de un centenar de milivoltios

En el estudio del cerebro, a los 100 años de que Santiago Ramón y Cajal recibiera el Premio Nobel por su teoría neuronal, todavía hay muchas más preguntas que respuestas. Tal vez, como señala Pasko Rakic, de la Universidad de Yale, porque "es tan complejo como el universo" y el conocimiento acumulado, aunque "enorme", está demasiado fragmentado. Sea como fuere, como se vio la semana pasada en la Conferencia sobre Corteza Cerebral del Centenario Cajal en Cosmocaixa de Barcelona, lo que se sabe es más que suficiente para retratar dónde y cómo ocurren algunos de los procesos fundamentales de la actividad cerebral. En particular, los que se dan en la corteza, la estructura "más humana", como define Javier de Felipe, investigador del Instituto Cajal (CSIC) y codirector del encuentro, organizado por el área de Ciencia y Medio Ambiente de la Fundación La Caixa. Las imágenes que se obtienen de esta actividad, señala este neurocientífico, ilustran la belleza de los paisajes del cerebro.

¿Qué se ve en esos paisajes? A grandes rasgos, como coincide la mayoría de neurocientíficos, plasticidad y estabilidad. Ambas características en las dosis suficientes como para que el aprendizaje y la memoria, dos de los procesos que más diferencian a los humanos del mundo animal, queden anclados en la corteza cerebral. Pero hay más: complejidad y sobre todo conectividad, además de neuronas que dependen de la influencia de los genes y del ambiente. La combinación permite visualizar, aunque que sea intuitivamente, cómo se almacena el conocimiento, cómo se genera el pensamiento superior o qué mecanismos participan de las emociones o del movimiento. Es decir, casi todo lo que es capaz de hacer nuestro cerebro salvo una cosa: de dónde emana la conciencia.

"Nuestro cerebro es la historia de nuestra vida", resume De Felipe. "Funcionamos gracias a la existencia de circuitos formados por miles de neuronas que interactúan entre ellas", continúa. Esos circuitos se modifican por influencia del entorno, lo que determina cambios constantes, aunque a escala microscópica, en la estructura del cerebro y en unos niveles de actividad que pueden medirse mediante registros eléctricos.

Por tanto, el cerebro es "plástico y moldeable", insiste el neurocientífico español. Pero, como matiza Idan Segev, neurobiólogo de la Universidad Hebrea de Jerusalén, está formado por unidades funcionales igualmente complejas en su funcionamiento pero con cierto "carácter universal". Son las neuronas. Las hay en cualquier animal, desde un insecto a un mamífero. Segev, experto en modelización y uno de los pocos científicos con acceso al supercomputador BlueGene de Lausana dedicado al estudio del cerebro, equipara esta unidad básica a un microprocesador. De esa equivalencia ha tratado de extraer algo parecido al lenguaje eléctrico de las neuronas. Lo define como la suma de pulsos eléctricos, cada uno de ellos de un centenar de milivoltios y una duración de milisegundos, que forman algo parecido a un código de barras. A través de este lenguaje el cerebro "representa un rostro, una letra o una emoción", asegura.

No es el único código que existe, dice Segev. Cada subconjunto de células especializadas tiene el suyo propio. Más que la neurona individual, lo que cuenta es el circuito. "Cuando me enamoro hay una región específica del cerebro que se activa", dice. La activación no provoca el nacimiento de nuevas neuronas, pero sí el establecimiento de nuevas conexiones en la corteza de acuerdo con la intensidad de los estímulos recibidos. Los circuitos y sus conexiones pueden ser temporales o, por el contrario, permanentes. Así se definirían, según Segev, los distintos tipos de memoria (a corto o largo plazo), el peso del aprendizaje y, por encima de todo, cambios físicos "evidentes" no sólo en la corteza cerebral sino incluso en las propias neuronas, algo que se está viendo desde hace apenas cinco años. "En la corteza hay partes de la neurona que se mueven en una dirección u otra y producen nuevas ramas con las que hacer conexiones", explica. Estos mecanismos guardan relación con el conocimiento y la memoria.

Se está viendo cómo se activan partes específicas del cerebro, y en particular de la corteza cerebral, en respuesta a estímulos externos fundamentales, como el movimiento, pero también internos, como los modulados por el sistema hormonal.Las respuestas deben de estar sincronizados y para ello tiene que existir una ruta que lleve la información de un punto a otro, dice Wolf Singer, del Instituto Max Planck en Francfort. "El cerebro es un sistema muy distribuido en el que ocurren muchas cosas de forma paralela", afirma. "La representación de los contenidos, la percepción de las ideas, los planes, todo debe de estar distribuido porque hay diferentes pautas y una dimensión temporal". La clave, asegura, es saber cómo se coordinan en la corteza cerebral para que funcionen en conjunto.

Singer lo cuenta con un ejemplo simple: ante una percepción se desata una emoción. En cualquier caso, si la ruta es errónea o no existe, aparece algún tipo de trastorno o alteración mental. Repararlo con el reemplazo de neuronas dañadas por otras sanas es "una idea prometedora", en su opinión, pero pocos son los que piensan que sea factible a corto plazo. Como se pregunta Rakic, ¿qué circuitos establecerán, cómo repararán la funcionalidad perdida? Nadie, por el momento, tiene respuesta para estas cuestiones.

Los genes, la conciencia y Dios

Cualquier neurocientífico que se precie en el cerebro ve células, conexiones y circuitos que forman una tupida red que va moldeándose con el tiempo por el ambiente a partir de la expresión inicial de un paquete de genes. Pasko Rakic, uno de los investigadores más reputados en desarrollo cerebral, ha ido más allá y ha visualizado cómo las neuronas migran literalmente desde las capas internas del cerebro para ocupar un sitio preciso en la corteza. La orden de migrar la dan los genes, asegura, pero las conexiones y su complejidad dependen del ambiente. Robert Bishop, ingeniero informático, busca equivalencia entre neuronas y circuitos mediante el uso de ordenadores para imitar la inteligencia y la conciencia. Sobre el desarrollo de la primera entiende que es sólo cuestión de tiempo. "En 30 años tendremos una potencia de cálculo mil millones de veces superior a la actual". Otra cosa es que pueda conseguirse una "conciencia artificial" equivalente. "No entendemos la conciencia, por lo que imitarla es problemático", pero podría generarse "sumando silicio y carbono", dice, algo así como circuitos mezclados con materia viva. "Nos acercaríamos así a la conciencia artificial", opina.

¿Y en ese híbrido habría espacio para Dios? Rakic se muestra ajeno a este debate. "Dios no tiene nada que ver con la ciencia", dice tajante. "En el cerebro veremos genes y evolución, pero no a Dios". "Hoy por hoy Dios es poco más que un circuito neuronal", remacha Javier De Felipe. Idan Segev pone el punto intermedio: "Dios es una invención del cerebro. Si yo fuera capaz de construir un robot con un cerebro tan complejo como el mío, seguro que creería en Dios". Rakic responde: "Muy probablemente, el robot pensará que su constructor es Dios".

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La fórmula de la felicidad en el cerebro

Por philosophico - 4 de Mayo, 2006, 18:36, Categoría: General

http://news.bbc.co.uk/hi/spanish/science/newsid_4970000/4970448.stm

La fórmula de la felicidad, en el cerebro

Imagen del cerebro humano
Los neurólogos comienzan a realizar mediciones científicas de la felicidad en el cerebro.

Después de miles de años en busca de la fórmula mágica, un equipo de neurólogos afirma que la felicidad es el resultado directo de la actividad cerebral, susceptible de ser observada y medida.

"La neurociencia de la felicidad y el bienestar está dando sus primeros pasos", dice el doctor Morten Krigelbach, colaborador de la BBC en la serie "La fórmula de la felicidad", que se transmite por uno de los canales de televisión de la BBC en el Reino Unido.

Según Krigelbach, la búsqueda de la felicidad ha sido una preocupación para los seres humanos desde los comienzos de la historia.

"Sin embargo, son pocos los que alcanzan este estado deseado, e incluso cuando lo hacen, sólo se dan cuenta más tarde", apunta el científico.

Hasta el momento, el foco de la investigación neuronal de la felicidad se centra en dos aspectos: el placer y el deseo.

"La noción de recompensa es un elemento central en estos dos estados de ánimo, y así lo confirman los estudios con animales realizados por psicólogos conductistas desde el siglo XX", señala Krigelbach.

El centro del placer

Durante los años cincuenta, los psicólogos canadienses James Olds y Peter Milner, de la Universidad McGill, descubrieron que las ratas se acostumbraban a tocar una palanca que generaba una pequeña descarga eléctrica, a través de microelectrodos implantados en sus cerebros.

Experimentos neurocientíficos con ratas
Los científicos experimentaron con ratas para crear estados de felicidad artificial.
Cuando la corriente estimulaba ciertas zonas cerebrales, los roedores repetían la maniobra para recibir nuevos estímulos eléctricos. Y lo hacían hasta 2000 veces por hora, dejando de lado otras rutinas habituales, como la actividad sexual o la alimentación.

Estos datos hicieron que Olds y Milner anunciaran que habían encontrado el centro del placer en el cerebro, que se ubica en la misma región que resulta afectada por el mal de Parkinson.

Más tarde, una serie de estudios con seres humanos, dirigidos por Robert Heath, de la Universidad de Tulane, se basó en estas nociones para intentar comprender enfermedades mentales.

En una línea de investigación éticamente cuestionable, estos científicos llegaron a implantar electrodos en los pacientes para tratar de curar la homosexualidad.

Buscando el deseo

Más allá de la repetición observable y compulsiva de conductas, no quedaba claro en los reportes de estos ensayos tempranos que los pacientes efectivamente experimentaran placer a través de los electrodos.

En cambio, un estudio reciente de la Universidad de Michigan indica que los electrodos podrían activar las regiones anatómicas vinculadas con el deseo, más que con el placer.

El científico Kent Berridge, director de este proyecto, reveló que los animales con los que experimentaron tenían una expresión facial particular cuando consumían alimentos sabrosos y dulces, y otra muy diferente cuando se les suministraba algo con sabor desagradable o amargo.

Doctor Morten Krigelbach
El placer y el deseo son emociones complejas en el hombre, así que todavía tenemos muchas cosas interesantes por aprender en este campo
Morten Krigelbach, científico
Cuando manipularon directamente los niveles de dopamina en el organismo de las ratas, encontraron que sus expresiones no se alteraban.

Así, Berridge estableció una diferencia entre deseo y placer, o entre "querer y gustar", observable tanto en términos de la actividad cerebral como por las sustancias neuroquímicas liberadas.

El sistema de emisión de dopamina parece estar así relacionado con el deseo, mientras que el sistema opioideo, que maneja compuestos químicos naturales similares a la morfina, está más vinculado con el placer.

Queda claro, sin embargo, que las ratas son diferentes de los seres humanos.

"El placer y el deseo son emociones complejas en el hombre, así que todavía tenemos muchas cosas interesantes por aprender en este campo", señala Krigelbach.

Las investigaciones neurocientíficas se concentran en estos días en el estudio de la zona del cerebro conocida como córtex orbitofrontal: es la porción que muestra un desarrollo evolutivo más reciente en los humanos, y tiene conexiones con el sistema de dopamina y con el opioideo.

"Usando imágenes neurológicas, encontramos que tiene áreas relacionadas con estados de placer verificables, según nuestros experimentos", señala Krigelbach.

¿Qué nos dicen, en definitiva, estas investigaciones sobre la felicidad?

"¿Podríamos definir la felicidad como un estado de placer sin deseo, un estado de satisfacción e indiferencia?", se pregunta Krigelbach.

Y responde: "Si es así, entonces es posible que los neurocientíficos encuentren algún día la receta para alcanzar este estado". Es decir, la fórmula para inducir la felicidad.

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