El cableado de la inteligencia

tractografia
Imagen de un cerebro humano, mediante tractografía, que muestra la curvatura en dos dimensiones de fibras neuronales paralelas que se cruzan formando un ángulo recto (Martinos Center for Biomedical Imaging, Massachusetts General Hospital, MGH-UCLA Human Connectome Project)

Se ha publicado recientemente en el diario El País un artículo de divulgación científica, de lectura fascinante, Una nueva tecnología permite trazar el mapa de las conexiones neuronales, en el que se afirma que “Tanto se ha hablado de la enorme complejidad del cerebro, y resulta que, al menos en cuanto a la arquitectura de sus conexiones, es “elegantemente simple”, dicen unos científicos que han logrado hacer un mapa de altísima resolución del cableado neuronal. Y esa estructura no es una maraña de fibras, como muchos pensaban. “Hemos descubierto que el cerebro está hecho de fibras paralelas y perpendiculares que se cruzan entre sí de forma ordenada”, afirma Van J. Wedeen, del Hospital General de Massachusetts (EE UU): “El hecho de encontrar una organización simple en el lóbulo frontal de los animales superiores ha sido completamente inesperado, no creo que nadie sospechase que el cerebro tendría este tipo de patrón geométrico omnipresente”, añade. El avance, dicen los científicos, es importante para poder trazar el atlas de las conexiones cerebrales, para conocer su desarrollo y perfilar mejor las teorías sobre cómo funciona este órgano y cómo ha evolucionado”.

El Dr. Van J. Vedeen, experto del Hospital General de Massachusetts (EEUU), trabaja desde hace años en la obtención de imágenes en 3D y en colores de las fibras nerviosas del cerebro humano, basada en la resonancia magnética y las técnicas de difusión (DSI, sus siglas en inglés), también conocidas como tractografía, explicando en qué consiste la técnica: “Nos basamos en la difusión del agua y el patrón que ésta sigue. Es nuestro trazador para conocer las características de las fibras cerebrales”, y su objetivo es “ver la verdadera anatomía del cerebro y no sólo su superficie” (1). En este Centro de referencia, han llevado a cabo experiencias con escáneres utilizando ratas, ratones, gatos, macacos y también humanos. “Hemos detectado que los roedores presentan un desarrollo muy importante de las áreas relacionadas con la memoria y el olfato. Algo similar ocurre con los gatos, pero en las localizaciones asociadas con el movimiento”. La tractografía se realiza mediante un escáner de resonancia magnética, denominado de imagen por difusión espectral, que revela en el cerebro la orientación de todas las fibras que cruzan por un punto concreto en una vía neuronal. El escáner detecta el movimiento del agua dentro de las fibras para localizarlas y, como puede ver la orientación de múltiples fibras individuales que se entrecruzan en un punto, permite desvelar la estructura de tejido al aplicar a los datos su nuevo sistema de análisis.

Se sabe que la inteligencia se aloja en “400 pequeños órganos neuronales, cada uno conectado con otros cinco o seis”. Por tanto, todas estas conexiones dentro de un órgano de tamaño relativamente reducido no pueden sino entrecruzarse. “En una misma área puedes encontrarte con 10 estructuras que ocupan el mismo nivel”.

La parte más delicada de la investigación es su proyección en cerebros humanos, porque trabajar con un cerebro de un mono recién fallecido permite escanearlo durante las 48 horas siguientes de su fallecimiento pero no así con cerebros humanos, porque su densidad todavía no la soportan los escáneres actuales, situación que en los próximos años se resolverá sin lugar a dudas, brindando la posibilidad científica de investigar las enfermedades mentales sobre las que todavía se sabe muy poco: esquizofrenia o esclerosis múltiple, por ejemplo. La tractografía permitirá “conocer cómo se desarrolla la mente con la edad; identificar las diferencias entre una persona zurda o diestra; establecer el daño provocado por un trauma cerebral; o, trazar las zonas afectadas por un tumor y ayudar en la cirugía”. Así lo corrobora Van J. Wedeen: “Nos encontramos ante un nivel de detalle estructural que nunca se había pensado. Lo principal es que nos permite detectar las ´huellas dactilares´ de las distintas formas cerebrales y visualizar su bella y característica geometría. Cada conexión es un órgano con una estructura que expresa su función”. Experiencias relacionadas con esta investigación se pueden visualizar en la revista de tecnología del MIT, technologie review, habiéndose obtenido sorprendentes imágenes del cerebro al descubierto.

El artículo de El País continua explicando con detalle el estado del arte actual: “El cerebro, está hecho de dos tipos de tejido: la materia gris de células nerviosas con funciones específicas, y la materia blanca hecha de largas fibras interconectadas o cables. Las trayectorias y las formas de estos cables, dónde y cómo se cruzan y conectan en sus recorridos se ha considerado siempre un asunto complejo y difícil de abordar. Pero estos investigadores muestran que el cableado cerebral está organizado geométricamente y es sorprendentemente simple. Todas las fibras forman un único tejido o rejilla tridimensional, como una tela formada por múltiples hilos y doblada. Esta estructura, además, no es exclusiva del cerebro humano, ya que los investigadores han observado el mismo patrón en sus experimentos con cuatro especies diferentes de primates no humanos, además de personas voluntarias”.

Más adelante se aborda un problema complejo, la evolución del cerebro: “La antigua idea de una maraña de miles de interconexiones del cableado cerebral no tiene sentido desde el punto de vista de la evolución. ¿Cómo podría la selección natural guiar cada uno de esos cables hacía una configuración más eficiente, más ventajosa? “La misma simplicidad de esta estructura de tejido es la razón por la que puede acomodar los cambios al azar, graduales, de la evolución”, explica Wedeen. “Para una estructura simple es más fácil el cambio y la adaptación. Esto tiene sentido desde el punto de vista da evolución y del desarrollo”, concluye”.

Las reflexiones anteriores me han sugerido traer a colación el contenido de un artículo reciente de Antonio Muñoz Molina, Ese chispazo, publicado en el suplemento Babelia, del diario El País, porque es indudable que el cableado de la inteligencia facilita reacciones memorables del cerebro, proyectadas mediante la inteligencia, por medio de chispazos inolvidables e inexplicables en muchas ocasiones: “Desde los griegos la inspiración inventiva se asoció a lo sobrenatural: en la etimología de la palabra entusiasmo está la idea de la posesión por un dios. Una de las maravillas de vivir en estos tiempos es la posibilidad de asistir a la confluencia entre la poesía y el conocimiento científico. Escáneres e imágenes magnéticas están favoreciendo una precisión cada vez mayor en el estudio de los procesos cerebrales, al mismo tiempo que la biología molecular permite conocer el sustento físico de la imaginación y la memoria. Jonah Lehrer, un divulgador de éxito especializado en la neurociencia, acaba de publicar Imagine: How Creativity Works, un libro sobre los descubrimientos en ese campo que parecía el más escurridizo y misterioso de todos: de dónde viene lo que parece surgido instantáneamente de la nada; lo intuido, lo medio soñado, lo que se escribe o se toca en un estado como de sonambulismo, la ocurrencia de un poema o de una melodía y también la de una de esas modestas invenciones que en seguida se vuelven obvias pero en las que nunca había pensado nadie: la cinta adhesiva, por ejemplo, el post-it, la canción Like a Rolling Stone de Bob Dylan, la mopa desechable, un poema de Auden, el eslogan I Love New York con el corazón rojo en el centro, el velcro, los primeros dramas históricos de Shakespeare; tantas de las cosas que implican el que según Lehrer es el más importante de nuestros talentos: la capacidad de imaginar lo que nunca antes ha existido”.

Cada vez vamos sabiendo más del porqué de estas situaciones, pero la verdad es que sabemos todavía muy poco del cableado del cerebro y, lógicamente, de la inteligencia. Todo un reto.

Sevilla, 22/IV/2012

(1) http://www.ibercampus.es/articulos.asp?idarticulo=8051

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