Cartografía de la mente humana

Había una vez, en el siglo XIX, un médico francés llamado Paul Broca que conservaba cientos de cerebros humanos en jarros de formol. Él suponía que, si conseguía relacionar el comportamiento de una persona con la anatomía de su cerebro (analizado postmortem), podría explicar los fisicalismos de la mente. De hecho, Broca demostró en sus estudios que en el cerebro hay áreas que están especializadas en tareas concretas, y por eso se le recuerda hoy en día. A principios del siglo XX, Santiago Ramón y Cajal y sus discípulos describieron que el sistema nervioso, incluido el cerebro, está compuesto de unas entidades que acabarían llamándose neuronas; y años después, la biología molecular demostró que esas neuronas tienen propiedades fisiológicas y componentes moleculares asociados con sus funciones. Actualmente, nuestros conocimientos en neurociencia son infinitamente más amplios, ya que las técnicas de neuroimagen y electrofisiología están permitiendo observar la actividad cerebral a tiempo real y sin que se necesiten jarros de formol.

Ahora bien, el cerebro humano es quizás la estructura biológica más complicada del universo conocido, y tal como apunta el neurobiólogo español Rafael Yuste,«nuestro desconocimiento es tan grande que estamos todavía en párvulos». De momento, solo se conoce una mínima parte sobre cómo funciona o deja de funcionar este órgano, tanto en condiciones sanas como cuando padece enfermedades.

Una de las mayores apuestas en neurociencia del siglo XXI es la iniciativa BRAIN (Brain Research through Advancing Innovative Neurotechnologies), un proyecto científico a gran escala que lanzó el gobierno de los Estados Unidos en 2013, con un presupuesto de más de 400 millones de dólares. Su principal objetivo es mejorar nuestra comprensión del cerebro humano. Para conseguirlo quieren desarrollar nuevas tecnologías capaces de crear imágenes superprecisas sobre cómo las células y los circuitos neuronales interactúan a la velocidad del pensamiento, entre las que se incluye la resonancia magnética funcional (fMRI) y la optogenética. Estas tecnologías podrían abrir nuevas puertas para explorar cómo el cerebro registra, procesa, utiliza, almacena y recupera grandes cantidades de información, y podría ayudarnos a entender los vínculos entre la función cerebral y el comportamiento humano. Asimismo, los descubrimientos se aplicarán para tratar las enfermedades relacionadas con el cerebro, como el alzhéimer, parkinson, epilepsia y los trastornos psicológicos.

Explorar cómo el cerebro registra, procesa, utiliza, almacena y recupera grandes cantidades de información

BRAIN está inspirado en el Proyecto Genoma Humano, una iniciativa internacional de los años 90 que, sin tecnicismo, quiso comprender la química del ADN y cartografiar todos los genes humanos. Además, fue y sigue siendo el proyecto biológico colaborativo más grande del mundo. En unos años, BRAIN podría superarla, dado el creciente interés público de esta rama de la investigación y por la implicación de organizaciones como el NIH, la Fundación Nacional de Ciencias (NSF) y la Agencia de Proyectos de Investigación Avanzada de Defensa (DARPA), todas ellas de Estados Unidos, así como fundaciones privadas e instituciones de investigación. Por otro lado, la iniciativa BRAIN presume de tener un enfoque interdisciplinar, motivo por el cual abarca una amplia gama de áreas de investigación, como la neuroimagen, electrofisiología, biología molecular y neurociencia computacional. Esto implica colaboraciones entre neurocientíficos, ingenieros, informáticos y físicos (entre muchos otros) para desarrollar nuevos métodos para registrar y manipular la actividad cerebral.

Hoy por hoy, ya hay más de 500 publicaciones científicas asociadas a este proyecto, con las que se han logrado avances particularmente significativos en la investigación básica sobre tipos de células, circuitos neuronales, y en el desarrollo de la neurociencia computacional. Por ejemplo, un estudio reciente explora el rol de las drogas psicodélicas para tratar la depresión, e intenta descubrir qué drogas y cuáles no se asocian con un receptor específico de serotonina (5-HT2A) que, según estudios anteriores, podría favorecer la neuroplasticidad.

El resultado es un mapa del cerebro con un nivel de detalle nunca visto

Otro estudio innovador –aunque pequeño, solo con un par de pacientes– descubrió una nueva posible terapia para personas con parálisis en los brazos o manos mediante impulsos eléctricos en la columna vertebral. Este describe que, cuando se estimulan los circuitos neuronales de la médula espinal, se mejora la amplitud de movimiento y la fuerza tanto en el brazo como en la mano en pacientes con parálisis. De forma similar, un grupo de científicos de todo el mundo, el Cell Census Network, ha creado un mapa celular, genético y estructural del cerebro humano y del de un primate. Durante varios años han analizado más de un millón de células de más de 100 regiones cerebrales. También han identificado más de 3.000 tipos distintos de células cerebrales. El resultado es un mapa del cerebro con un nivel de detalle nunca visto.

Todo este esfuerzo, para responder una gran pregunta: ¿cómo funciona la actividad química y eléctrica en los circuitos anatómicos cerebrales para crear lo que conocemos como cognición y el comportamiento humano? Algunos reconocen que jamás seremos capaces de saberlo. Otros, más optimistas, dicen que estamos más cerca que nunca de comprender estos procesos. Sea como sea, solo el tiempo y los cartógrafos de la mente humana traerán una respuesta.