Vivimos ligeramente en el pasado: Lo que nuestro cerebro interpreta como “ahora” pasó hace unos 80 milisegundos debido a que los procesos mentales toman un tiempo. Por tanto, todo nos llega con unos 80 ms de retraso…así es que siempre vivimos ligeramente en el pasado…
Nuestro cerebro es aún un gran misterio. Sabemos mucho de él pero aún nos falta mucho por averiguar. Por ejemplo, sabemos que nuestro cerebro es vestigio directo de nuestra evolución. El cerebro humano ha evolucionado por capas: la más interna es la del cerebro reptil (el denominado “Complejo R”); le rodea la capa del cerebro mamífero antiguo (o “sistema límbico); y la más externa y evolucionada, es su superficie: el córtex cerebral (neocortex).
Mirando hacia el futuro, empresas como “Neuralink” trabajan para “añadir” una “capa artificial” al cerebro, una capa que nos pudiera conectar directamente a la red…El objetivo final sería contribuir a crear una inteligencia artificial que formara parte de nosotros. Así, proclama el fundador de la compañía, Elon Musk, emprendedor ávido en otros sectores como el aeroespacial (SpaceX), el de la mobilidad eléctrica (Tesla) o el de los paneles solares (SolarCity): “ esa inteligencia artificial que creáramos no nos autodestruiría, porque formaría parte de nuestro organismo”.
Pero antes de llegar allí…mucho antes….emprendamos un humilde viaje por el cerebro. Entre nuestro cráneo y el cerebro propiamente, nuestro cerebro está protegido por tres finas capas: las meninges, cuyo nombre nos puede sonar ya que su inflamación por infección produce la conocida enfermedad de la meningitis.
En concreto, tenemos que traspasar tres capas antes de llegar al cerebro: la más externa es la dura mater (“madre dura” en latín); el cerebro en sí no puede doler, pero esta capa sí: es de hecho tan sensible como la piel de nuestra cara y presiones o contusiones aquí pueden provocar fuertes dolores de cabeza.
Bajo la dura, está la “arachnoid mater” (“madre araña”), cuyo nombre procede de su aspecto: es una capa de piel que crea como fibras y cavidades. Las fibras estabilizan el cerebro en posición de modo que no pueda moverse mucho mientras que las cavidades están llenas de liquido espinal, de modo que el cerebro está suspendido en un ambiente líquido, para amortiguarlo de golpes – como los fetos en las mujeres embarazadas-.
Y finalmente encontramos la “pia mater” (“madre delicada”), que es una capa de piel muy fina y delicada que está fusionada con el propio cerebro. De hecho, si recordais la imagen típica de un cerebro rosado cubierto por vasos sanguíneos…pues bien: esos vasos sanguíneos no están de hecho en el cerebro, sino que es esta fina capa, la “pia mater”, la que suministra el riego sanguíneo.
La consistencia del cerebro humano es parecida a la de la gelatina y además, si lo sacáramos de su cráneo y lo posáramos sobre una mesa, el cerebro se deformaría un poco, caería un poco aplastándose muy ligeramente.
Y lo que alberga el cerebro humano, la pieza clave de su funcionamiento son las neuronas, las células nerviosas. La conexión entre ellas hacen posible que pensemos, que imaginemos, que amemos o que actuemos por impulso para sobrevivir.
El cerebro humano posee unos 86.000 millones de neuronas, de muy diferente forma, y aproximadamente ese mismo número multiplicado por 10.000 de conexiones neuronales.
Resulta también curioso que el cerebro humano en conjunto posee casi tantas neuronas como otro tipo de células menos conocidas, las “células gliales” cuya función principal es dar apoyo a las neuronas las cuales son las protagonistas, las principales responsables, de la función nerviosa. La palabra “glia” deriva del griego bizantino y significa “liga, unión, pegamento”, designación muy descriptiva para la función de estas células gliales que se disponen formando una especie de matriz de apoyo: las células gliales controlan principalmente el “ecosistema” celular manteniendo óptimos los niveles entre otros de iones, de neurotransmisores, o de factores de crecimiento, intervieniendo con ello también activamente en la actividad del cerebro.
La proporción de células gliales con respecto a las neuronas en el cerebro humano varía en función de la parte del cerebro que consideremos. Por ejemplo, según un estudio que data del 2009 de la neurofisióloga Suzana Herculano-Houzel, del Instituto de Ciencias Biomédicas de la Universidad Federal de Río de Janeiro, y sus colegas, quienes establecen un nuevo método altamente eficaz para el recuento de las células nerviosas del cerebro, en el córtex residen más células gliales que neuronas (unos 61 mil millones de gliales frente a unos 16 mil millones de neuronas arrojando un ratio glia/neurona en el córtex de 3,76 a 1).Mientras que en el cerebelo, por ejemplo, la proporción se invierte (más neuronas allí que gliales: unos 69 mil millones de neuronas frente a unos 16 mil millones de gliales – ratio aproximado de 4,3 neuronas por cada célula glial en esta región). El cerebelo por ejemplo es el responsable de hacer que mantengamos el equilibrio, de la coordinación de nuestros movimientos, puede intervenir en la regulación de las emociones (por su conexión con el sistema límbico, el centro neurálgico de este control emocional), y podría desempeñar un papel – debido a su densidad de neuronas y a su conexión con amplias zonas de la corteza cerebral – con los preocesos cognitivos como la memoria, aunque este último punto está aún en debate.
Proseguimos nuestro viaje por el cerebro y nos situamos ahora en el “córtex” cerebral, su parte más externa, y la que está más desarrollada en primates y humanos respecto al resto de animales. Si pudiéramos extender el córtex del cerebro, veríamos que ocupa más o menos la extensión de una servilleta de restaurante – unos 48cmx48cm con un grosor de unos 2 mm-.
Así es que en una superficie similar a la de una servilleta de restaurante, es dónde ocurre la mayor parte de nuestra actividad cerebral avanzada…
De poco servirían las neuronas si trabajaran aisladamente. La clave de su trabajo reside en que lo hacen en grupo, creando redes de conexión: Cada neurona está en contacto con muchas otras y lo hace en ciertos puntos de contacto que denominados “sinapsis”. Y la actividad cerebral es tan frenética que nuestro cerebro consume hasta el 20% de la aportación de oxígeno del cuerpo y hasta el 60% de la aportación de glucosa.
Deseo aprovechar este punto para recordar la figura de Santiago Ramón y Cajal, científico español que compartió el premio Nobel de Medicina en 1906 con Camillo Golgi, en reconocimiento a su trabajo sobre la estructura del sistema nervioso y las conexiones de las células nerviosas. Es curioso pero fue su padre el que animó a estudiar medicina al joven Santiago que andaba muy interesado en el dibujo y en la gimnasia…¿y sabéis cómo lo convenció? Le dijo que si estudiaba medicina, le apuntaría a uno de los mejores cursos de dibujo…y así lo hizo.
Distamos aún mucho de conocer por completo el funcionamiento del cerebro, pero sí sabemos algunas cosas, y las sabemos, entre otros, gracias a Santiago Ramón y Cajal. Y entre lo que sabemos, sabemos por ejemplo que las neuronas se conectan entre ellas, como hemos dicho.
Por ejemplo, sabemos cómo se transmite el impulso eléctrico en nuestro cerebro: una neurona genera un impulso eléctrico que se transmite a lo largo de todo su filamento (denominado axón) hasta los puntos de conexiones: las sinapsis. Allí, el impulso eléctrico hace que se liberen unas moléculas, los neurotransmisores, que, al llegar al punto de conexión de otra neurona, generan un impulso eléctrico en ésta. Así, el impulso eléctrico se va propagando de neurona en neurona.
Se sabe también que a veces el impulso eléctrico se trasmite directamente entre neuronas, sin activar la liberación de neurotransmisores; éstas se llaman sinapsis eléctricas, mientras que las que se median con neurotransmisores, se denominan sinapsis químicas. Los neurotransmisores además, pueden actuar activando, esto es, estimulando la conexión, o inhibiéndola.
El implulso nervioso puede propagarse a una velociadad de 400 Km/h, aunque otros impulsos nerviosos van más lentos. Puede parecer una velocidad muy alta, pero es relativamente moderada y lo podemos apreciar si aumentamos la escala: si una persona fuese un gigante del tamaño del planeta Tierra, con la cabeza en Baltimore (USA) y los dedos de los pies en la costa de Sudáfrica, y recibiera un mordisco en el pie –pongamos de un tiburón por ejemplo – digamos que un lunes, no sentiría dolor hasta el miércoles y no reaccionaría apartando el pie…¡hasta el domingo !.
Lo realmente fundamental en nuestro cerebro es este patrón de conexiones entre las neuronas: que la neurona “Juan” esté conectada con la neurona “Ana” y “Pedro”, pero no con la neurona “Elisa” y “Alberto”. Esta geometría particular de conexión tiene como consecuencia que pensemos A pero no B.
El conjunto de conexiones de nuestro cerebro en global recibe el nombre de “conectoma”. Muchos neurocientíficos trabajan con la hipótesis –es algo no comprobado aún – de que lo que somos nosotros, nuestros recuerdos, cómo pensamos, nuestra personalidad… no está en las neuronas en sí, sino en estos mapas de conexiones.
Así es que, según esta hipótesis, tú podrías ser tu conectoma.
También sabemos que nuestra personalidad cambia: no somos iguales cuando somos pequeños, a como somos en nuestra adolescencia o ya en la madurez…¿Por qué si nuestras neuronas son las mismas?…La respuesta podría ser que somos diferentes a lo largo de nuestra vida porque nuestro conectoma cambia, nuestro patrón de conexiones cambia.
Las neuronas pueden perder ramas de conexión, y crear otras; e incluso los puntos de conexión (las sinapsis) pueden hacerse más extensos o más pequeños. Y esos cambios son producidos por nuestras experiencias: las experiencias refuerzan o debilitan determinadas rutas neuronales – hacen que te conectes más con la neurona Juan que con la neurona Ana, por ejemplo – y por eso cambiamos a lo largo de la vida, y por eso también tiene base la idea de que se aprende de la experiencia.
De modo que cada conectoma es único: sería como una huella dactilar con la diferencia de que es cambiante a lo largo de nuestra vida: único para cada persona pero diferente de un instante a otro de nuestra vida, porque depende no sólo de nuestra genética, sino también de nuestras experiencias.
Así es que…en ese intrincado mapa de conexiones en nuestro cerebro; en esas rutas caprichosas que deciden las neuronas… residirías tu: tus pasiones, tus miedos, tus sueños, lo que recuerdas, lo que piensas, y tus planes de futuro…Tú podrías ser tu conectoma.
Gloria García-Cuadrado
Físico Teórico
