Neurocientíficos en busca de la conciencia

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Un grupo de neurocientíficos, armados con tomógrafos y microscopios de última generación, están logrando fotografiar la zona más recóndita del cerebro. La recompensa sería enorme: saber cómo funciona la conciencia.

por Johan Von Grolle

El vuelo rasante nos lleva por un laberinto de fibras grisáceas. La mirada del piloto se dirige hacia una especie de túnel. Su misión: internarse en él. Se trata de un vuelo a través de una región nunca recorrida, pero aquí, en el Instituto Max Planck, se está haciendo realidad: viajar a través de la materia cerebral.

Cada uno de los túneles o cables pertenece a neuronas reales: las pequeñas juntas que las conectan, las capas de grasa que envuelven las fibras nerviosas, las diminutas pompas que son los neurotransmisores… Todo, de verdad; reflejo de un tejido que existe en la realidad.

El investigador del Instituto Max Planck de Múnich Moritz Helmstädter ha cortado una brizna de sustancia cerebral, del tamaño de un grano de azúcar, en miles de secciones, luego ha fotografiado cada una de ellas con el microscopio electrónico y ha reunido las imágenes con el ordenador. El resultado: ahora puede volar a su antojo a través de la sustancia de la que están formados los deseos, las esperanzas y los sueños. Un chisporroteo eléctrico en algún rincón de esa tupida malla neuronal es lo que nos hace sentir tristeza o sonreír, lo que controla el movimiento de nuestras manos, lo que nos hace recordar noches de amor y resolver problemas matemáticos.

Helmstädter forma parte de un grupo de científicos rebeldes que se han propuesto revolucionar la neurología. Su credo es que esta disciplina se encuentra en un callejón sin salida y que solo con una aproximación nueva y radical es posible avanzar en las investigaciones.

Lo cierto es que, aunque los neurocientíficos proliferan, el balance de sus progresos es desalentador. Desde que Descartes formulara su famoso «pienso, luego existo», los investigadores se han afanado en comprender el funcionamiento de la mente. Pero nadie ha logrado explicar cómo un kilo y medio de proteínas y grasa produce un flujo inmaterial al que llamamos ‘pensamiento’. Es decir: sigue sin saberse cómo de la materia pueden surgir las ideas. Por otro lado, los neurocientíficos tampoco han conseguido grandes resultados prácticos. Da igual que hablemos de autismo, esquizofrenia o depresión, la ciencia no ha identificado las causas de estos trastornos. No saben qué falla en el cerebro.

Helmstädter y sus colegas creen conocer la razón del fracaso: han pasado por alto la propiedad esencial del cerebro, esto es, que se trata de una red altamente interconectada. Apenas se sabe nada sobre la conexión de los cien mil millones de neuronas que hay en nuestras cabezas. Sí se han estudiado neuronas aisladas: sus canales, sinapsis… Pero de todos esos datos no es posible derivar la comprensión de los procesos mentales. «No se puede entender el bosque a partir del estudio de un par de árboles», confirma el neurocientífico Sebastian Seung, del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT). «Una única célula nunca podrá realizar acciones inteligentes», explica. Solo al estar conectada con las demás surge una mente, una personalidad, un yo pensante, sensible.

La palabra clave es ‘conectoma’. Describe el conjunto de todas las conexiones del cerebro. «Solo hay que cartografiarlas», añade Winfried Denk, investigador de Heidelberg especializado en topografía cerebral. Denk plantea un proyecto de dimensiones épicas: hasta el momento, los científicos solo han conseguido explorar el conectoma de un organismo, el Caenorhabditis elegans, un gusano de un milímetro con solo 302 neuronas. Tardaron doce años en hacerlo. ¡Qué difícil será afrontar esta misma tarea con el Homo sapiens! Unos cinco millones de kilómetros es la longitud conjunta de todas las fibras nerviosas reunidas bajo el cráneo humano. ¿Cómo se podrá seguir la trayectoria de cada una de ellas a lo largo del laberinto neuronal?

Los científicos plantean dos formas de alcanzar este objetivo. Por un lado, el Gobierno de Estados Unidos destinó hace dos años 40 millones de dólares para el Human connectome project. Su meta es realizar, con ayuda de un moderno tomógrafo, un atlas del sistema nervioso central, una especie de plano general de las conexiones del cerebro humano. Pero con este método solo se podrán cartografiar las principales vías nerviosas. Incluso la resolución del mejor tomógrafo es demasiado baja hasta para estudiar células aisladas. Por ese motivo, estos científicos optan por ir un paso más allá: quieren registrar las conexiones de todas y cada una de las neuronas con ayuda de microscopios electrónicos. El suyo es un plan casi descabellado. Pero el esfuerzo merece la pena: cartografiado el conectoma, será posible descifrar el enigma de la conciencia y hallar la clave de las enfermedades mentales.

La sede del proyecto estadounidense es el Martinos Center, en Boston. Aquí se estudian cerebros con tomógrafos de resonancia magnética nuclear y de emisión de positrones, con estimulación magnética y electroencefalogramas. Obligan a voluntarios a leer y cantar, a reír y escuchar, a calcular y rezar, mientras los científicos analizan sus cerebros. Pero la máquina más avanzada, la joya de la corona, es un tomógrafo de difusión capaz de fotografiar a escala atómica. El procesamiento de los datos acaba de comenzar, pero Van Wedeen, el director de radiología, está entusiasmado: «¡Hemos hecho visibles las fibras nerviosas!». Wedeen se está adentrando en un terreno que para los científicos sigue siendo terra incognita: la sustancia blanca.

Las proverbiales células grises recubren todas las bóvedas y surcos del cerebro en seis capas, de un total de entre dos y cuatro milímetros de grosor. Por su parte, la materia blanca parecía carecer de estructura. Por aquí circulan las fibras que interconectan las distintas regiones cerebrales. Aquí es donde los órganos de los sentidos intercambian su información, aquí se conectan los recuerdos y sentimientos. Aquí, en otras palabras, se encuentra el control central de la conciencia.

La máquina de Wedeen está produciendo docenas de imágenes que no se habían visto nunca. «La gente siempre ha pensado que las fibras nerviosas estaban enmarañadas como espaguetis cocidos. ¡Pero hasta el último rincón está perfectamente ordenado». Para Wedeen, esto es lógico: «Imagínese: hay cien mil millones de células nerviosas interconectadas en el cerebro, y cada una de ellas forma unas mil sinapsis. ¿Cómo podría funcionar todo esto controlado solo por un par de miles de genes?». Únicamente si se desarrollara de acuerdo a reglas muy sencillas. Wedeen quiere comparar las estructuras neuronales de batracios, simios y seres humanos para seguir los pasos de la evolución. Además, le encantaría tener acceso a algún cadáver y ya está buscando donantes de cerebro. A diferencia de lo que ocurre con los vivos, los muertos podrían exponerse durante días al escáner y las imágenes tendrían hasta diez veces más detalle.

Su colega Sebastian Seung asegura que el modelo del conectoma permitirá responder a muchas preguntas: ¿se crean nuevas conexiones neuronales durante cada conversación, cada experiencia, cada página leída? ¿Cómo se almacenan los recuerdos? ¿Qué pasaría si se cartografía el conjunto de las conexiones cerebrales y se ‘vuelca’ a un ordenador? ¿Este cerebro digitalizado adquiriría una conciencia propia? ¿Sería capaz de sentir? En otras palabras: ¿es posible crear una copia de la mente humana?

La tesis de Seung es que el secreto de la individualidad humana se esconde en el conjunto de las conexiones neuronales. Todos los recuerdos, sensaciones, miedos y deseos están almacenados ahí. «Tú eres tu conectoma». Seung confía en que, algún día, los científicos conseguirán sacar a la luz hasta el último recuerdo infantil almacenado en las células nerviosas. El connectome de los ratones estará listo en diez años, cree. Y para entonces ya se podrá intentar con el ser humano. Y, cuando se consiga, podrá descargarse en un ordenador… como si fuera una copia de seguridad almacenada para la eternidad. Uno de sus colegas, cuenta Seung, se dedica a este campo por ese motivo: «Quiere conseguir la inmortalidad».

Fuente: http://www.finanzas.com/xl-semanal/magazine/20130127/cerebro-humano-desnudo-4617.html