La ciencia desafía al cerebro

La ciencia desafía al cerebro

Descifrar las claves del razonamiento, trasladar la estructura del pensamiento o del aprendizaje humanos a un ordenador, curar enfermedades mentales o neurológicas. Son retos a los que abren la puerta los dos programas científicos que han lanzado este año la Unión Europea (UE) y Estados Unidos (EE.UU.) con el fin de conocer los mecanismos del cerebro. Este órgano es un sistema biológico que no se conoce por entero, la máquina más compleja que ha visto el ser humano. Y descubrir cómo funciona es un objetivo de efectos casi insondables.

"Las personas nos definimos como especie por lo mental, por una serie de rasgos que se basan en el cerebro: lo emocional, el lenguaje, lo cultural, lo que llamamos nuestra esencia y nos diferencia de los animales. Y sin embargo, no sabemos cómo funciona este órgano en muchos aspectos; cuando lo averigüemos, sabremos cómo se piensa, por qué se piensa o se actúa de determinada forma... Por primera vez, la humanidad se va a conocer a sí misma. Lo que se descubra puede cambiar al ser humano de hoy, determinar el del siglo XXI", reflexiona Rafael Yuste, director de un instituto de investigación cerebral y profesor en la Universidad de Columbia (EE.UU.). Es un enorme desafío humano y tecnológico. Mayor no lo podía encontrar la Comisión Europea, que buscaba un proyecto bandera, un campo científico con futuro y que liderar en los próximos diez años.

En enero aprobó el Human Brain Project (HBP) o proyecto cerebro humano -junto a la investigación del material del futuro, el grafeno-. Apenas tres meses después, EE.UU. presentaba también su apuesta por el cerebro, la Brain Initiative (brain por cerebro y como acrónimo de investigación cerebral mediante iniciativas neurotecnológicas avanzadas), igualmente a diez años vista.

Ahora se trata de dar otro gran salto científico, coinciden tanto Rafael Yuste como Javier de Felipe, investigador del cerebro que dirige el laboratorio Cajal de la Universidad Politécnica de Madrid Centro Superior de Investigaciones Científicas (CSIC). Si Yuste, madrileño afincado en Estados Unidos, es uno de los 22 científicos que impulsaron la iniciativa americana y convencieron a colegas, inversores y al mismo Obama, De Felipe ha trabajado en lo que ha sido el embrión del programa europeo y dirigirá una de sus áreas.

Ambos científicos explican que en 10 años de investigación se pueden obtener avances enormes, aunque hoy imposibles de concretar. El cerebro es el único órgano del cuerpo que nos hace ser lo que somos; si te trasplantan el hígado o el corazón, sigues siendo tú; si se pudiera trasplantar el cerebro... serías otro", remarca De Felipe. Así, conocer todos los circuitos cerebrales podría cambiar el concepto de razonamiento, de emociones, los impulsos, el aprendizaje de lenguas, la creatividad, problemas de aprendizaje, de memoria... Multitud de visiones, desde la ética hasta aspectos culturales.

La iniciativa estadounidense se propone hacer mapas de la actividad neuronal de circuitos enteros del cerebro (de animales y de humanos) y desarrollar técnicas para usar esos datos, influir en la actividad neuronal y obtener nuevos tratamientos para enfermedades. El plan europeo pretende descifrar la estructura del cerebro y hacer modelos informáticos para simulaciones que sirvan para estudiar y tratar mejor las patologías. "

El deseo es combatir de manera más eficaz las muchas enfermedades relacionadas con el cerebro -afectan a mil millones de personas en el mundo-, desde el Alzheimer, el Parkinson, la epilepsia o el autismo hasta la depresión o la esquizofrenia, alteraciones y limitaciones derivadas de daños en el cerebro (congénitos o por lesiones) o saber más del estado de inconsciencia.

Las técnicas de diagnóstico por la imagen, como la resonancia magnética funcional, han revolucionado la investigación al permitir ver la actividad neuronal (aunque no de manera suficiente); se han descubierto mecanismos cerebrales (de recompensa, de deseo, de la memoria...); se ha avanzado en conocer el deterioro cerebral que causan enfermedades como el Alzheimer, se ha hecho estudios del cerebro en 3D... Pero, pese a los avances, aún queda mucho por saber. Casi sorprende que, como dijo Obama, la ciencia permita hoy explorar el universo o los átomos, pero no haya desvelado los secretos "de la materia que tenemos entre las orejas".

De Felipe lo corrobora: "Hay más de 500 regiones identificadas, pero no tenemos concretado en cada una el número de neuronas –se estima que el cerebro humano tiene 100.000 millones, y cada una, al menos mil conexiones con otras–. Numerosos científicos estudian el cerebro, pero no se aprovecha bien la investigación, mucha información y buena, que no se puede utilizar después porque la metodología varía". Un objetivo del proyecto europeo es cambiar esto; más de 300 científicos de un centenar de laboratorios trabajarán con métodos comunes y compartirán datos.

"Ahora ya se manipula la actividad mediante el aumento o la inhibición de un neurotransmisor, de la glucosa, el calcio, se ha visto que tiene unos efectos positivos ante ciertas patologías, pero nunca podremos conocer ni tratar bien ninguna enfermedad que afecte el cerebro sin conocer antes el cerebro", dice el investigador madrileño. "Yo soy médico -añade Yuste-. En mis inicios traté a enfermos esquizofrénicos y paranoicos. Me decía: es imposible saber qué pasa en sus mentes, magníficas, pero con algo desenfocado. Me pasé a psiquiatría y a la investigación por ellos; porque pensé que no se puede arreglar un coche si no sabes cómo funciona. No se puede curar una esquizofrenia -dolencia con una incidencia importante, afecta al 1% de población- sin saber qué se ha alterado en el cerebro y por qué. Yo creo que a este tipo de enfermos les podremos curar. No los curaré yo, pero estoy convencido que lo harán generaciones futuras. Lo mismo ocurre con la depresión, el autismo, enfermedades neurológicas como la epilepsia, que sufre otro 1% de población y un tercio de afectados no responde bien al tratamiento... A muchos enfermos de epilepsia se les extirpa un trozo de cerebro... Se les podrá tratar mejor".
Este científico es pionero en emplear técnicas ópticas (entre otras) para medir la actividad en la corteza cerebral y explica que en su laboratorio ya han ensayado una técnica en ratones para frenar los ataques epilépticos. Les aplican descargas de determinada luz mediante óptica láser para modular la actividad neuronal.

"El cerebro es supercomplejo, pero ¿por qué pensar que no se puede descifrar? Hay quien dice que es imposible. Yo creo que es complicado pero no imposible, cada día tenemos una tecnología más avanzada", señala De Felipe. Él ve accesible conocer el conectoma, aunque no por ahora el sinaptoma, es decir, tener un mapa de las neuronas, pero no de todas las conexiones entre ellas. "Es como si usas Google Maps -ejemplifica-: puedes ver el entramado de calles de una ciudad (equivaldría al conectoma), quizás hasta puedes saber quien vive en cada edificio, pero los movimientos que hace cada persona a cada momento (sería el sinaptoma) son millones de datos. Pero creemos que sí podríamos obtener una información predictiva, datos reales de una parte, y de allí deducir como trabaja el resto. Si muchos grupos y bien financiados trabajan juntos, se pueden hacer cosas estupendas".

¿Cuánto cuestan?

EE.UU. ha apostado por el cerebro amparándose en que el Proyecto Genoma Humano, de hace unos 15 años, fue muy rentable, científica y económicamente. Se ha estimado que por cada dólar que se invirtió en investigar los genes se han generado al menos 141 de actividad económica. Se espera que ocurra algo similar con el estudio del cerebro. EE.UU. invirtió 3.800 millones de dólares (2.845 millones de euros) en el genoma.

Cifras similares se prevén para el cerebro, procedentes de fondos públicos y privados. El Gobierno empezará por dedicar unos 100 millones en el 2014 a través de tres entes que administrarán el programa: la agencia de investigación del Departamento de Defensa (Darpa), el Instituto Nacional de Salud (NIH) y la Fundación Nacional de Ciencia.

La UE prevé invertir en una década 1.000 millones de euros (también espera contar con inversión privada). Una inyección en los maltrechos presupuestos científicos (aunque otros campos quizás se resientan). A ambos lados del Atlántico, la investigación del cerebro se impuso a unas 300 propuestas más: desde la NASA, para crear nuevos carburantes o energías limpias, hasta una de ángeles de la guarda robóticos para ayudar a personas en situaciones física o emocionalmente complejas.

Los dos macroplanes prevén que la investigación del cerebro alimente el avance tecnológico. Incluso que determine la tecnología del siglo XXI.

Fuente: http://www.levante-emv.com/