Neurociencias: historia, desviaciones y aciertos, lo mejor vendrá

Con el deseo de facilitar la comprensión de los logros obtenidos, y valorarlos, iniciemos la presentación abundando sobre el tema, y veamos las acciones que los humanos hemos llevado a cabo sobre el estudio del cerebro y el sistema nervioso.

Ilustración de las redes neuronales, tomada de Concepto.de.

Las suposiciones sobre la manera en que evolucionan y/o pueden lograrse maravillosos desarrollos en los cerebros humanos, logran novelas y películas que abren la mente a las alternativas propuestas, estando en el medio propicio para la especulación, sobre todo si no detenemos las limitantes que la ficción marca como necesarias para hacerla creíble.

La ficción, dice la experiencia humana: debe mantener la lógica para ser factible y por tanto creíble, y, por otro lado, la realidad tiene la ventaja de que no está obligada a conservar esa línea de credibilidad.

Ejemplos de ficción, plasmados recientemente.

Película "Sin Límites" del director Neil Burguer (2011), que esta basada en la novela "The Dark Fields" (2001) de Alan Glynn.

El personaje principal, es un escritor en apuros que descubre un medicamento de diseñador llamada "NZT-48", a través de un conocido. Después de probar el medicamento, maximiza el potencial de su cerebro: se vuelve más observador, puede recordar experiencias en gran profundidad, y aprende ideas complejas en un corto período de tiempo. Su primer hito fue publicar una novela, la mejor escritura que ha producido, en una sola noche. Su cerebro se descontrola. No se siente cansado, es extremadamente productivo, su atención al detalle está fuera de este mundo, y se vuelve agradable y carismático.

El "NZT-48" de "Sin límites", logra efectos en Edward "Eddie" Spinola que es un redactor en una pequeña editorial en la ciudad de Nueva York. Comienza a usar "MDT-48", un fármaco experimental que otorga mayores poderes intelectuales, creativos y de aprendizaje, y permite a su usuario ver patrones significativos en grandes cantidades de datos dispares. Utilizando ese intelecto recién adquirido, Edward amasa una pequeña fortuna vendiendo acciones de tecnología en corto. Sus aventuras comerciales no pasan desapercibidas, y el magnate multimillonario Carl Van Loon le ofrece un trabajo, como mediador de la fusión entre el gigante del entretenimiento "MCL Parnasis" y "Abraxis", el segundo proveedor de servicios de Internet más grande del país, un acuerdo que él ve concluido. Sin embargo, su uso indiscriminado de la droga provoca ataques de pánico y apagones. Se sospecha que Edward mató a golpes a Donatella Alvarez, la esposa de un destacado artista mexicano, durante un estado de fuga inducido por MDT-48. Además, descubre el alcance total de los efectos secundarios de su ex esposa Melissa, quien había incursionado en la sustancia y sufrió daños neurocognitivos permanentes, lo que lo llevó a suspender gradualmente el uso de la droga. Edward inicialmente reduce su ingesta a media pastilla al día, pero rápidamente resulta insuficiente para mantener el nivel de agudeza mental necesario para resolver los detalles de la fusión, y se ve obligado a aumentar la dosis. Al darse cuenta de que está en una rutina de adicción, Edward rastrea a otro usuario, de quien se entera de la existencia de una droga, fácilmente disponible sin receta, capaz de negar algunos de los efectos secundarios dañinos. Armado con este conocimiento, Edward vuelve a tomar MDT-48 y se llena de una renovada oleada de energía y motivación.

Al enfrentarse a una muerte inminente por abstinencia, Edward acepta sus propias acciones y viaja a Mahopac, Nueva York, donde busca la redención dejando una bolsa llena de dinero en efectivo en la puerta de su ex esposa. Luego continúa conduciendo sin rumbo fijo hacia el norte, y finalmente se registra en un motel remoto a lo largo de la carretera de Vermont, donde escribe su relato de los últimos meses de su vida y los eventos que lo llevaron a su caída final. Mientras se adentra en un estado semiconsciente, Edward observa cómo el presidente, visiblemente bajo la influencia del MDT-48, anuncia el despliegue de tropas estadounidenses en México en un discurso televisado a la nación.

Esto se basa básicamente en la creencia de que el cerebro solo utiliza el 20 % de su capacidad; sin embargo, como discutiremos en detalle más adelante, esto es en realidad un mito. El cerebro humano es muy eficiente, y no desperdicia ningún espacio o energía.

En este orden de ideas, viene a mi mente aquella película "Fenómeno", (1996) del director Jon Turteltaub: que narra la historia ocurrida en la pequeña y anodina "Harmon", lugar en el que  todo el mundo conoce al agradable George Malley, un buen mecánico de coches en el que se puede confiar. En el día de su 37 cumpleaños, George observa una luz en el cielo cuando sale de un bar, e inmediatamente sufre un desvanecimiento y cae al suelo. Al principio no le dará ninguna importancia, pero poco a poco descubrirá que algo ha pasado.  Se despierta en él un insaciable ansia por aprender. Comprueba cómo su inteligencia se ha desarrollado de manera anormal, y la utiliza para beneficiar a sus amigos y a la gente de su comunidad, ayudándolos de las maneras más insospechadas. Todo el mundo está interesado en saber qué es lo que le ha ocurrido, incluso el gobierno quiere enterarse para utilizar sus conocimientos en otros campos y aprovechar su enorme inteligencia y poderes. En la película hay escenas con notable presencia de equipos de radioaficionado y pueden verse las tarjetas que intercambian los precitados (llamadas qsl) de diferentes países en la pared de la habitación, aunque sin el menoscabo de otros hobbies menos inveterados como buggies y crawlers de radio control. El "fenómeno" es diagnosticado con un tumor cerebral, maligno, que al crecer produce una enorme serie de caminos neuronales, antes inexistentes y que explican la inteligencia adquirida, con el indeseable efecto de que dicho tumor terminará matando al protagonista, en un lapso muy corto.

La película "Lucy" (2014), del director Luc Bensson , plantea la premisa que establece que el ser humano normalmente sólo accede a un muy limitado porcentaje en el uso de su capacidad cerebral, de un ocho por ciento; y lo compara con la ejercida por las demás especies que pueblan el planeta. Todas con un porcentaje menor al utilizado por los humanos, a excepción de los delfines que se establece manejan el veinte por ciento, lo que los convierte en animales muy especiales, quizás aún incomprendidos. el "CPH4" es un medicamento de diseñador de una película de ficción llamada "Lucy". El medicamento permite al cerebro acceder al 100 % de su capacidad total, produciendo mejoras significativas en todas las formas de inteligencia. 

La historia establece la creación de una sustancia sintética "CPH4", que en forma natural, se dice en el filme, es generada en el desarrollo del feto y que realiza la función importante de lograr el rápido crecimiento de los huesos y músculos del bebé. La realidad de esto es que se sabe aún muy poco de los procesos bioquímicos, que se presentan en el desarrollo de un  humano, o de cualquier otro ser multicelular. Esto en consecuencia de que aún se buscan formas adecuadas de internarse en el estudio del proceso.

Ilustración de Neurociencias Creatividad e Innovacion. Tomada de perspectiva.practia.global

Los elementos con que actualmente la "Medicina" de los seres humanos y ciencias afinas  cuentan para realizar investigaciones son variadas, producto de la nueva tecnología aplicada a estos temas, además de los avances alcanzados en las ciencias biológicas entre las que se destacan las neurociencias. 

La Neurociencia es un campo de la ciencia que estudia el "Sistema Nervioso" en todos sus aspectos: por ejemplo, estructura, función, desarrollo ontogenético y filogenético, bioquímica, famacología y patología, y cómo sus diferentes elementos interactúan, dando lugar a las bases biológicas de la cognición y la conducta. Esta engloba una muy amplia gama de interrogantes acerca e como es que se organizan los sistemas nerviosos de los seres humanos y de otros animales, como es su desarrollo y como actuan para generar la conducta. Para solucionarlas se pueden utilizar las herramientas analíticas de la genética y la genómica, la biología molecular y celular, la anatomía y la fisiología de los aparatos y sistemas, la filosofía, la biología conductual y la psicología.

Además de la secuencia histórica asociada a las investigaciones de la neurona y a los conjuntos neuronales, es posible seguir la evolución de las neurociencias considerando la secuencia histórica de las teorías destinadas a establecer la función de cada sector del cerebro, o bien la consideración de que no existiría una locación concreta de las funciones cerebrales.

Luigi Galvani (1737 -1798) médico, fisiólogo y físico , en 1791, descubrió la existencia de actividad eléctrica en los animales. Había colgado la pata de una rana en un gancho de cobre suspendido de un balcón de hierro. La interacción entre los dos metales hacía que la pata se contrajera. Y le llamó a esta forma de producir energía «bioelectrogénesis». A través de numerosos y espectaculares experimentos —como electrocutar cadáveres humanos para hacerlos bailar la «danza de las convulsiones tónicas»—, llegó a la conclusión de que la electricidad necesaria no provenía del exterior, sino que era generada en el interior del propio organismo vivo que, una vez muerto, seguía conservando la capacidad de conducir el impulso y reaccionar a él consecuentemente.

Franz Joseph Gall (1758 -1828) anatomista y fisiólogo, fundador de la frenología (del griego: φρήν, fren, ‘mente’, y λόγος, logos, ‘conocimiento’), estaba convencido de que las funciones mentales residen en áreas específicas del cerebro y que esto determina el comportamiento, asumió que la superficie del cráneo refleja el desarrollo de estas zonas, ahora es considerada  una antigua teoría "pseudo-científica", sin ninguna validez, ya que afirmaba la posible determinación del carácter y los rasgos de la personalidad, así como las tendencias criminales, basándose en la forma del cráneo, cabeza y facciones.

El fisiólogo francés Marie Jean Pierre Flourens (1794 - 1867) biólogo fisiólogo experimental y médico, efectuaba la "ablación" de partes del cerebro de animales y estudiaba su conducta. De manera que, según lo que los animales dejaban de hacer, podía inferir las funciones de la parte extraída. Observó que, con el tiempo, se restablecía la función original, con independencia de la parte dañada.

Paul Broca (1824 - 1880) médico, neurólogo, anatomista y antropólogo, luego del fallecimiento de un paciente con trastornos del lenguaje, estudió su cerebro y encontró una lesión en el tercio posterior de la "Circunvolución Frontal Inferior" del hemisferio izquierdo. Posteriormente estudio a pacientes con problemas similares y encontró las mismas lesiones en la ahora denominada "Área de Broca". Este especialista llegó a afirmar: "Nosotros hablamos con el hemisferio izquierdo".

Hermann von Helmholtz (1821 -1894) descubrió que la generación de electricidad por parte de los axones de las células nerviosas no es un producto secundario de su actividad, sino un medio para transmitir mensajes de un extremo a otro. Logró medir, en 1859, la velocidad de propagación de tales mensajes, y llegó a la conclusión de que se propagan a 27 metros por segundo.

Julius Bernstein (1839 - 1917) fisiólogo, discípulo de Helmholtz, propuso en 1902 la hipótesis de la "membrana porosa" para describir el proceso de conducción eléctrica en las neuronas. Dedujo que hay una diferencia de potencial entre el interior y el exterior de la célula nerviosa, incluso cuando la célula está en reposo

Bartolomeo Camillo Emilio Golgi (1843- 1926) médico y citólogo, desarrolló un método de tinción con cromato de plata, que permite colorear una neurona entre muchas otras, supuso una revolución en los laboratorios de estudio de tejidos nerviosos. Con este método identifico una clase de célula nerviosa dotada de extensiones que se conectan a otras células nerviosas.

Carl Wernicke (1848- 1905) neurólogo y psiquiatra, descubrió la que ahora se denomina "Área de Wernicke", una zona del cerebro cuyas lesiones producen perturbaciones en la comprensión del habla. Sus descubrimientos, junto a los de Paul Broca, estimularon los estudios "localizacionistas" durante el siglo diecinueve.

Santiago Felipe Ramón y Cajal (1852 - 1934) médico y científico, especializado en histología y anatomía patológica. Compartió el Premio Nobel de Medicina en 1906 con Camillo Golgi «en reconocimiento de su trabajo sobre la estructura del sistema nervioso».​ En mayo del año 1888 publicó en la "Revista Trimestral de Histología Normal y Patológica" que los tejidos cerebrales no eran compuestos de conexiones continuas como se creía hasta esa fecha dadas las investigaciones del ya mencionado Golgi, que si bien permitían ver los nervios y los tejidos cerebrales su precisión no permitía evidenciar las neuronas. Otorgó a la célula nerviosa el nombre de "neurona", unidad elemental del sistema de señalización del sistema nervioso. Descubre que el "axón" de una neurona solo se comunica con las "dendritas" de otra en regiones especializadas: las "sinapsis". Además, una neurona determinada solo se comunica con ciertas células, y no con otras. En el interior de la neurona, las señales fluyen en una dirección única. Este principio permite determinar el flujo de la información en los circuitos neurales. Encontró que existen tres tipos principales de neuronas: sensorial, motora e interneurona. Su teoría fue aceptada en 1889 en el Congreso de la "Sociedad Anatómica Alemana", y su "esquema estructural del sistema nervioso como un aglomerado de unidades independientes y definidas" pasó a conocerse con el nombre de "Doctrina de la Neurona". También descubrió la "hendidura sinóptica", que es un espacio de entre 20 y 40 nanómetros que separa las neuronas; este espacio sugería la comunicación mediante mensajeros químicos que atravesaban la hendidura y permitían la comunicación entre las neuronas, iniciando el camino de los descubrimientos posteriores sobre los neurotransmisores.

Neuronas: Estimulantes, Circulación y Euforia. Tomada de tabakalera.eus

Charles Scott Sherrington (1857 - 1952)  médico y neurofisiólogo, estudió los fundamentos neurales del comportamiento reflejo. Descubrió que es posible inhibir las neuronas además de excitarlas, y que la integración de esas señales determina la acción del "Sistema Nervioso".

Henry Hallett Dale (1875 - 1968) fisiólogo y farmacólogo y Otto Loewi (1873 - 1961) médico y farmacólogo, ellos propusieron la teoría química de la transmisión sináptica. Descubrieron, en forma independiente, que cuando el "potencial de acción" de una neurona del "Sistema Nervioso Autónomo" llega a los terminales del "axón", causa la liberación de una sustancia química en la hendidura sináptica. Recibieron el Premio Nobel de Medicina en 1936, por sus descubrimientos sobre la transmisión química de los impulsos nerviosos. Dale descubrió en 1914, el primer neurotransmisor "acetilcolina" (que ayuda a la memoria y a la acción de algunos músculos), sentando así las bases para la comprensión del funcionamiento tanto del "Sistema Nervioso Central" como del "Sistema Nervioso Periférico", de la mayoría de las drogas existentes y de las que se desarrollaron con posterioridad.

Walter Rudolf Hess (1881 - 1973) fisiólogo y oftalmólogo, descubrió la organización funcional del "cerebro medio" como coordinador de las actividades de los órganos internos. Empleando estimulación eléctrica en ciertas zonas del "mesencéfalo", Hess pudo reproducir funciones autónomas espontáneas, modificaciones en la respiración o la circulación, entre otras respuestas.

Edgar Douglas Adrian (1889 - 1977) fisiólogo que ideó métodos para registrar los "potenciales de acción", que son las señales eléctricas utilizadas por las neuronas para la comunicación. Descubre que son señales de tipo todo o nada, es decir, o bien se presentan completas o bien no se presentan en absoluto. Compartió el Premio Nobel de Medicina en el año 1932 con Charles Sherrington.

Bernard Katz (1911 - 2003) biofísico, descubrió que cuando un potencial de acción ingresa en la terminal presináptica causa la apertura de los "canales de calcio", lo que permite la afluencia de este elemento químico al interior de la célula. La abundancia de calcio, a su vez, determina la liberación de los "neurotransmisores" en la hendidura sináptica. El neurotransmisor se une a los receptores superficiales de la "neurona postsináptica", y entonces las señales químicas se retraducen a señales eléctricas. Compartió el Premio Nobel de Medicina de 1970 con Ulf Svante von Euler (1905 - 1983) médico, farmacólogo y profesor universitario, y Julius Axelrod (1912 - 2004) bioquímico, por los estudios realizados sobre neurotransmisores.

Los estudios de Roger Wolcot Sperry (1913 - 1994) biólogo, neurocientífico y psicólogo, permitieron determinar que, aunque cada uno de los dos  hemisferios del cerebro (izquierdo y derecho) intercambia información con el otro a través del "cuerpo calloso" y de otras comisuras más pequeñas, existen notables diferencias en la forma de procesamiento de la información entre uno y otro.

Alan Lloyd Hodgkin (1914 -1998) fisiólogo y biofísico y Andrew Fielding Huxley (1917 - 2012) fisiólogo y biofísico, desarrollaron investigaciones sobre el "axón" gigante de las células nerviosas de los calamares  (consultar Otto Schmitt (1913 - 1998) ingeniero, inventor, biofísico, bioingeniero e ingeniero electrónico). Confirmaron la hipótesis de Julius Bernstein de que el potencial de membrana en reposo se genera por el desplazamiento de iones de potasio hacia el exterior de la célula y de iones de sodio hacia su interior. Compartieron el Primo Nobel de Medicina de 1963 con John Carew Eccles (1903 - 1997) neurofisiólogo trabajó en el mecanismo iónico de excitación e inhibición de las sinapsis cerebrales, por la investigación sobre las bases iónicas de la "transmisión nerviosa".

David H. Hubel (1926 - 2013) neurofisiólogo y Torsten Wiesel (3 junio 1924) Neurobiólogo, descubrieron las características del "Procesamiento de la Información Visual". Estudiando su desarrollo en gatos pequeños, detectaron la capacidad de las neuronas corticales para reorganizarse ante situaciones de privación sensorial y determinaron que la reorganización de las neuronas corticales ocurre solo en periodos determinados.

Edwin Furshpan y David Potter descubrieron, en una langosta de río, que también es posible  la transmisión eléctrica entre dos células nerviosas, si bien la mayoría de las "sinapsis" son de origen químico, suyo fue el descubrimiento en 1959 de las uniones comunicantes (gap-junctions: también conocidas como: uniones gap, uniones en hendidura, uniones comunicantes o nexus a cierta clase de conexiones que se observan a veces entre las células en tejidos animales), que mostró que, después de todo, las neuronas no son unidades tan individuales como lo propone la teoría neuronal y que para ciertas moléculas y en ciertas condiciones, pueden formar redes tanto anatómicas como funcionales.

Rodolfo Llinás Riascos (16 diciembre 1934) médico neurofisiólogo y profesor de reconocida trayectoria por sus aportes al campo de la Neurociencia,  cambió el dogma establecido desde que Santiago Ramón y Cajal enunció la "Ley de la polarización" sobre el aspecto funcional de las neuronas. Rodolfo Llinás presentó el nuevo punto de vista funcional sobre la neurona en su artículo «The Intrinsic Electrophysiological Properties of Mammalian Neurons: Insights into Central Nervous System Function» ("Las propiedades electrofisiológicas intrínsecas de las neuronas de los mamíferos: nuevas ideas sobre el funcionamiento del sistema nervioso central"). Hasta ese momento el dogma existente de la neurociencia dictaba que sólo las conexiones y los neurotransmisores liberados por las neuronas determinaban la función de una neurona. Las investigaciones realizadas sobre vertebrados pusieron de manifiesto que el dogma mantenido hasta entonces era erróneo. Con su equipo de colaboradores realizaron dichas investigaciones en la década de los años ochentas del siglo veinte, acerca del funcionamiento electro-fisiológico de las neuronas en los vertebrados, y descubrieron las propiedades electro-fisiológicas. Con anterioridad se habían observado propiedades intrínsecas en los invertebrados y se tenía la idea de que estas eran únicamente una situación relativa a esa línea, pero demostraron que las neuronas de los vertebrados poseen propiedades electro-fisiológicas intrínsecas. Este nuevo punto de vista es conocido como "Ley de Llinás". Que dice: Dada una "neurona" de un determinado tipo (e.g. una "neurona talámica") no puede ser funcionalmente reemplazada por una de otro tipo (e.g. una "neurona de la oliva inferior") incluso si su conectividad sinóptica y el tipo de "neurotransmisor" liberado son idénticos (la diferencia entre las neuronas talámicas y las neuronas de la oliva inferior es que las propiedades electrofisiologícas intrínsecas son extraordinariamente distintas).

El descubrimiento de cada sustancia química considerada mediadora de la intercomunicación neuronal aportaba nuevos elementos de conocimiento de la compleja red de conexiones entre células nerviosas y de sus correspondientes características funcionales.

Paul Greengard (1925 -2019) neurólogo y neurocientífico conocido por su trabajo en la función molecular y celular de las neuronas. Se le concedió el Nobel en consecuencia de demostrar como los neurotransmisores actúan en la célula y pueden activar una molécula central conocida como "DARPP-32". Continuó la línea de investigación abierta por Carlsson, en el estudio de las sustancias neurotransmisoras: dopamina, serotonina y noradrenalina en la "sinapsis neuronal".

Eric Kandel (7 noviembre 1929) doctor en medicina que se ha destacado como especialista en neurociencia y neurofisiología, recibiendo como reconocimiento a su labor un premio Nobel en el año 2000 conjuntamente con Carlsson y Greengard, debido a sus estudios científicos de la "Aplysia", que es una especie de caracol marino que tiene mecanismos neuronales que funcionan de manera parecida a los de los seres humanos. Esclareció el papel de los transmisores en el complejo proceso de la memoria y el aprendizaje, estableciendo que la memoria es evocada por cambios directos en los millones y millones de sinapsis que forman los puntos de contacto entre las neuronas.

Arvid Carlsson (1923 - 2018) médico, neurocientífico, farmacólogo, farmacéutico y profesor universitario, recibió el premio Nobel de medicina del año 2000, por sus investigaciones sobre la dopamina, que es un neurotransmisor producido en una amplia variedad de animales, incluidos tanto vertebrados  como invertebrados. Según su estructura química, la dopamina es una, feniletilamina, una catecolamina que cumple funciones de neurotransmisor en el "Sistema Nervioso Central", activando los cinco tipos de "receptores celulares" de dopamina: D1 (relacionado con un efecto activador), D2 (relacionado con un efecto inhibidor), D3, D4 y D5, y sus variantes. La dopamina se produce en muchas partes del sistema nervioso, especialmente en la"sustancia negra" (1). La dopamina es también una neurohormona (2) liberada por el hipotálamo, donde su función principal es inhibir la liberación de "prolactina" del lóbulo anterior de la hipófisis. Demostró en el año 1957 que la dopamina era un neurotransmisor cerebral y no solo el precursor de la "norepinefrina". Desarrolló un método para medir la acumulación de dopamina en los tejidos cerebrales. Encontró que los niveles de la dopamina en los "ganglios basales", una área cerebral importante para el movimiento, era muy alta. Demostró que cuando a los animales se les suministraba "reserpina" causaba una disminución en los niveles de concentración de la dopamina y una pérdida del control de los movimientos. Estos efectos fueron similares a los síntomas de la "enfermedad de Parkinson". La administración a estos animales de "L-Dopa" (Levodopa) que es un precursor de la dopamina, puede mejorar estos síntomas. Estos hallazgos encontrados por otros médicos, iniciaron tratamiento a pacientes con enfermedad de Parkinson mediante el uso de L-Dopa, encontrando que estos síntomas mejoraban en las etapa tempranas de la enfermedad. La L-Dopa es todavía la base de tratamiento común para tratamiento de la enfermedad de Parkinson.

Ilustración del Globo Palido. Tomada de Psicoactiva.com

(1) Algunas enfermedades y trastornos mentales como la la enfermedad de Parkinson, se relacionan con alteraciones en la transmisión de dopamina que depende de la región del encéfalo que conocemos como la llamada "sustancia negra" forma parte de los ganglios basales, un sistema cerebral compuesto por el neoestriado, el globo pálido y el núcleo subtalámico, además de por la sustancia negra. Esta región se considera parte del tronco cerebral y se relaciona con: el movimiento, la consciencia, la alerta, la visión y la audición. Se localiza en la parte del cerebro conocida como “mesencéfalo”. Esta región se considera parte del "tronco cerebral" y se relaciona con el movimiento, la consciencia, la alerta, la visión y la audición. En el cerebro humano encontramos sustancia negra a ambos lados de la línea media, lo que significa que hay una sustancia negra en cada hemisferio del encéfalo. La neuromelanina, un pigmento de las neuronas dopaminérgicas (abundantes en esta región), confiere su nombre a la sustancia negra ya que la dota de su característico tono oscuro; la sustancia negra se divide en dos secciones: la parte compacta y la parte reticulada. Cada una de ellas tiene sus propias funciones y conecta el mesencéfalo con distintas regiones del sistema nervioso. La parte compacta transmite señales al resto de ganglios basales. Proyecta neuronas dopaminérgicas al neoestriado, por lo cual tiene un papel fundamental en el inicio y en la regulación de la motricidad fina. La parte compacta es más oscura que la reticulada, puesto que como hemos dicho la neuromelanina se encuentra en las neuronas dopaminérgicas, más numerosas en la parte compacta que en la reticulada. La parte reticulada envía referencias de los ganglios basales a otras zonas del encéfalo, como el tálamo, un núcleo clave para el intercambio de información entre las estructuras subcorticales y la corteza cerebral. Esta sección se relaciona íntimamente con el globo pálido y sus neuronas utilizan el neurotransmisor "GABA" (ácido gamma-aminobutírico), que tiene una función inhibitoria en el sistema nervioso, incluyendo en la actividad dopaminérgica de la sustancia negra compacta. El rol del neurotransmisor "GABA" es inhibir o reducir la actividad neuronal, y juega un papel importante en el comportamiento, la cognición y la respuesta del cuerpo frente al estrés. Las investigaciones sugieren que el "GABA" ayuda a controlar el miedo y la ansiedad cuando las neuronas se sobreexcitan.

(2) Una neurohormona es cualquier hormona producida y liberada por las células neuroendocrinas a la sangre.​​ Por definición de ser hormonas, se secretan en la circulación para un efecto sistémico, pero también pueden tener una función de neurotransmisor u otras funciones como mensajero autocrino (es una señal química actúa sobre la propia célula o glándula que la secretó) o paracrino (es una molécula de señalización que induce cambios en las células cercanas, alterando el comportamiento o la diferenciación celular de esas células).​​ 

El Sistema Nervioso del ser humano produce tres grupos principales de neurohormonas: 1) las catecolaminas producidas por las neuronas modificadas de la medula suprarrenal, 2) Las hipotalámicas secretadas por la neurohipófisis (secreta vasopresina y oxitocina) y 3) Las hipotalámicas que controlan la liberación de hormonas de la adenohipófisis (secreta prolactina, tirotropina, adrenocorticotropina, hormona del crecimiento, foliculoestimulante, luteinizante).

Antonio Alcalá Malavé

Neurocientífico, experto en bioquímica cerebral, biología neuronal y ADN; pionero en la investigación de la neurociencia aplicada a lavisión y a las emociones (nacido en 1964). En el 2002,  descubrió que tres de las "Áreas cerebrales de Brodmann" identificadas como las: 17, 18 y 19 <<consultar Korbinian Brodmann (1868 - 1918) neurólogo, que describió la "corteza cerebral" en función de 52 regiones distintas de acuerdo con su "citoarquitectura"  (características histológicas). (1) >>, además de inducir el fenómeno físico y químico de la visión, sirven para informar del riesgo cardiovascular y algunas demencias. Ese "informe biológico" se traduce como fallo visual en la calidad, cantidad, color y contraste de las imágenes que llegaban al cerebro o que eran procesadas por el mismo aunque ya aberradas. Sus trabajos pueden verificarse mediante "campimetría computarizada" y "análisis computarizado cromático".

(1) Brodmann en 1909 dividió el cerebro en zonas delimitadas los unas de los otras. Cada una de ellas es lo que se conoce como área de Brodmann. Hay un total de 47 y cada una está especializada en cumplir con una función cognitiva y sensorial concreta, permitiendo orientarse en la topografía del cerebro y estableció los fundamentos del análisis actual sobre la relación entre estructura y función cerebral. Todavía hoy constituye la lengua franca de la cartografía cortical.

Ilustración sobre las Areas de Brodmann.Tomada de Psicoactiva.com

Roderick MacKinnon

Es medico y bioquímico y profesor universitario (19 de febrero de 1956), Especialista en oftalmología y neurología de la visión. Obtuvo en el 2004 la primera imagen tridimensional de los átomos que forman la "proteína" de los dos canales iónicos: un canal pasivo de potasio y un canal de potasio activado por voltaje. Recibió el premio Nobel de Química en el año 2003 junto con Peter Agre (enero 1949) biólogo y profesor universitario. Ambos científicos fueron premiados por los descubrimientos referentes a los canales en membranas celulares, si bien MacKinnon por los estudios estructurales y mecánicos de los canales iónicos y Agre lo fue especialmente por el descubrimiento del método del "canal de agua".

Nobel de medicina del 2014 compartido por: Edvard Moser,  May-Britt Moser y John O'Keefe.

El matrimonio formado por los psicólogos y neurocientíficos noruegos Moser y Britt se hizo acreedor al premio Nobel de Medicina del año 2014, por sus estudios sobre las células de lugar del hipocampo: una clase de neuronas que codifican la ubicación espacial de mamíferos como las ratas y los seres humanos y que les permiten orientarse en el espacio. Ciertos grupos de neuronas  "hipocampales" se activan o no, dependiendo del lugar de una habitación en el que nos encontremos en un momento determinado. En resumen, por descubrir las células que componen el sistema de posicionamiento en el cerebro humano. La carrera de los tres científicos ganadores está centrada en la investigación del cerebro, lo que les permitió descubrir el "GPS interno" que posibilita la orientación en el espacio.

May-Britt Moser (4 enero 1963)  neurocientífica, psicóloga; estudió Psicología de la Universidad de Oslo y posteriormente obtuvo el Doctorado en Neurofisiología en el año 1995,  fue alumna de postdoctorado en la Universidad de Edimburgo y científica invitada en el University College de Londres, donde trabajó en el laboratorio de John O'Keefe, antes de trasladarse en 1996 a la Universidad Noruega de Ciencia y Tecnología en Trondheim. Lugar donde actualmente es profesora de neurociencia y directora del "Centro de Computación Neural" de dicha casa de estudios. 

Edvard Ingjald Mose (27 abril 1962) neurocientífico y psicólogo, concluyó tres licenciaturas de la Universidad de Oslo, la primera en "Matemáticas y Estadística" en 1985, la segunda en "Psicología" en 1990 y una tercera en "Neurobiología" en 1990. Posteriormente recibiría su doctorado en "Neurología" en la misma Universidad en 1995, bajo la supervisión del profesor Per Andersen. Finalmente realizó su formación postdoctoral con Richard G. Morris en el Centro para la Neurociencia, de la Universidad de Edimburgo entre 1994 y 1996, y fue becario postdoctoral visitante en el laboratorio de John O'Keefe en el University College, de Londres. De donde se trasladó en 1996 a la Universidad Noruega de Ciencia y Tecnología en Trondheim.

John O'Keefe (Nueva York, 18 de noviembre de 1939) es un neurocientífico y psicólogo. En 2014 fue galardonado con el Premio Nobel de Fisiología o Medicina, compartido con Edvard Moser y May Britt,​ «por sus descubrimientos de células que constituyen un sistema de posicionamiento en el cerebro».

Por otra parte conozcamos al científico, parte de la historia de la neurociencia, que influyó en la leyenda del uso limitado del cerebro por parte de los humanos.

William James (1842 - 1910)  médico que en sus andares llegó a ser neurólogo. Su amplia y profunda obra, tan variada a lo largo de su producción, suele ser enfocada desde una perspectiva diferente de acuerdo con los intereses del investigador. De ahí que analizar cualquier aspecto de sus trabajos, abre un dilatado abanico de posibilidades. Sin duda alguna, para los psicólogos, su obra cumbre ha sido, y sigue siendo, "Principios de Psicología" de 1890 [The Principles of Psychology], un clásico, y siempre merecedor de estudio. William es entonces el gran psicólogo, el padre de la psicología norteamericana. Sin embargo, es muy frecuente que la imagen de este se vaya desdibujando, ello en beneficio del James filósofo pragmático, del gran filósofo, que sin duda lo fue, aun cuando el desarrollo de su Empirismo radical hubiera quedado inconcluso en los años finales de su vida. En "Las variedades de la experiencia religiosa" de 1902 [The Varieties of Religious Experience], que es la obra que recoge  veinte conferencias dictadas por él, y que subtituló como "A Study in Human Nature", muchos autores ven como un enigma la evolución del pensamiento de James entre 1890 y 1902, desde Principios a Variedades. James durante todos estos años había ido madurando y ensanchando su campo visual de la psicología. Escribió en su libro "The energies of men" (1907) que hacemos “uso solamente de una pequeña parte de nuestros posibles recursos mentales y físicos”, lo que dio lugar a que autores posteriores redujesen esta frase a la leyenda de que tan solo usamos un pequeño porcentaje.

Él afirmó que usamos el 10 % de la energía mental latente de nuestro cerebro. Esto no sugiere que el 90 % de nuestros cerebros no esté haciendo nada. Significa que en su mayoría funcionamos en modo “inactivo”, y aceleramos el motor según lo necesitemos.

Esto fue citado erróneamente en un libro popular de Lowell Thomas, quien afirmó que la persona promedio “desarrolla solo el 10 por ciento de su capacidad mental latente”. Una simple cita errónea, pero una diferencia fundamental en el significado. Y Dale Carnegie, autor de uno de los primeros best-sellers de "Autoayuda" cuyo nombre es "How to Win Friends and Influence People" (1936) y en cuyo prólogo incluyó la mencionada cifra.

En tiempos más recientes, se observa que la neurociencia ha registrado un crecimiento notorio, sobre todo en los últimos cinco o seis decenios. Unos diez laboratorios repartidos por todo el mundo se dedican a la investigación del cerebro desde distintas escalas espacio-temporales en una amplia diversidad de especies animales. Y más de cincuenta mil expertos se ocupan de aspectos dispares. También están en marcha grandes proyectos cartográficos: el Mapa de Actividad Cerebral, el proyecto Conectoma Humano, el proyecto Cerebro Humano y el Atlas Allen del cerebro. Todos esos avances no hubieran sido posibles sin el advenimiento de novedosas técnicas de neuroimagen no invasivas cuyo desarrollo a lo largo de los últimos treinta y tantos años ha traído una edad de oro de la cartografía cerebral. Pero la búsqueda de subdivisiones cartográficas y funcionales del cerebro, y en particular de la corteza cerebral

Para el Dr. Pablo Irimia, neurólogo vocal de la Sociedad Española de Neurología (SEN), podría venir de un mal entendido respecto al número de células. “No todo el cerebro está formado por neuronas, que representan aproximadamente un 10%, también tenemos otros tipos de células que sirven de soporte para el buen funcionamiento de las neuronas y el cerebro. De ahí, que el porcentaje de neuronas haya podido ser confundido con la capacidad cerebral empleada”, afirma el experto. Gracias a la resonancia magnética funcional los neurocientíficos han podido tirar por tierra este mito y ver qué zonas del cerebro se activan en función de qué actividad realicemos.

Las zonas del Cerebro con sus nombres. Tomada de lavidacotidiana.es

Sin embargo, este tipo de métodos como la resonancia magnética también podrían haber alimentado más este mito, tal y como indica el Dr. Irimia. “Con los estudios de imagen de personas que están realizando tareas, se ve que unas áreas están más activadas que otras, pero eso no quiere decir que las que no aparezcan iluminadas no estén funcionando. Solo que, para determinadas tareas, hay áreas del cerebro que funcionan de una forma más activa”, señala el especialista.

Según la prestigiosa revista "Nature", acciones tan simples como abrir y cerrar el puño consumen más de la décima parte. Incluso cuando estamos en reposo y “sin hacer nada”, el cerebro regula funciones vitales tales como respirar o la frecuencia cardíaca. El cerebro siempre está activo. Y esto trae como consecuencia un gran gasto energético 

También se explica, tanto el posible origen de esta creencia popular, que incluso ha llegado hasta el ámbito científico, como su escaso fundamento. Y abunda en lo referente a cómo los científicos no entendieron durante mucho tiempo el propósito del abultado lóbulo frontal o de las amplias zonas del lóbulo parietal. Si se dañaban no había déficits motores o sensoriales por ello, concluyeron que no eran de utilidad.

Durante décadas estas partes se denominaron “zonas silenciosas” y su función era desconocida. Luego se supo que cumplen funciones ejecutivas y de integración, sin las cuales apenas seríamos humanos. Son cruciales para el razonamiento abstracto, la planificación, para la toma de decisiones y adaptarnos a las circunstancias.

La idea de que el 90% restante está ocioso resulta absurda, si calculamos el uso de energía del cerebro. Los cerebros de roedores y perros consumen el 5% de la energía total del cuerpo, mientras que el de un mono consume el 10% y el cerebro de un humano, que en un adulto representa solo el 2% de su masa corporal, consume el 20% de la glucosa diaria. 

En el caso de los niños, la cifra es el 50% y en el de los bebés un 60%. Esto es mucho más de lo esperado para el tamaño relativo de sus cerebros.

El cerebro humano pesa  en promedio 1.5 kilos, en comparación con uno de un elefante que llega a los 5 kilos. No obstante los humanos condensamos mayor número de neuronas que cualquier otra especie (un 40% más que los simios). Esta densidad es la que nos hace inteligentes, de la forma en que lo somos. 

Gracias a que comenzamos a cocinar los alimentos pudimos absorber de forma más fácil los nutrientes y aportar más energía a nuestros cerebros que terminaron por adaptarse y ser más eficientes.

Aún así a través de un proceso denominado “escasa codificación”, el cerebro utiliza la menor cantidad de energía posible para obtener la mayor información.

En la salud y la enfermedad 

Si la creencia de que usamos solo el 10% fuese cierta, nos podrían extirpar el 90% que “no funciona” y podríamos quedarnos “tan anchos”.

“Desde el punto de vista de las personas que presentan una lesión o problema cerebral, también es muy atractivo porquequiere decir que tenemos una gran capacidad de recuperación, pero por desgracia eso no es verdad”, asegura Irimia. 

De hecho, hay enfermedades que provocan daños menores al 10% y según el doctor “ya son suficientes para provocar una incapacidad a la persona”.

Aunque el doctor explica que hay zonas del cerebro que pueden suplir la función de otras áreas que han sufrido una lesión, en especial durante la infancia: “A este mecanismo se le conoce como “plasticidad cerebral”, un grupo de células pueden asumir otra función que en principio no les correspondía. En el cerebro adulto hay un cierto grado de plasticidad, pero es muy escaso”.

“Si no estuviésemos usando el 90% restante del cerebro, la capacidad de recuperación o de plasticidad sería muchísimo mayor”, continúa el experto.

Además asegura que todas las evidencias que existen “es de que el cerebro está funcionando en su totalidad para el correcto funcionamiento de los mecanismos de pensamiento o de movilidad… y por tanto, pensar que tenemos unas capacidades ocultas que podríamos potenciar para mejorar, no es real”.

“Es verdad, que como cualquier otro órgano, si potenciamos la actividad del cerebro mediante una actividad intelectual como la lectura, podemos incrementar el número de conexiones que tenemos en el cerebro y facilitar que nuestra capacidad para pensar cosas o el pensamiento lógico esté mucho más desarrollado”, concluye Irimia.

Por tanto, no es que aún queden “poderes y capacidades ocultas” del ser humano por descubrir, sino que todavía no se conoce del todo los secretos que entraña este fascinante órgano.

Los agentes externos para activar el cerebro.

La palabra "nootrópico" fue acuñada en 1972 por el Doctor Corneliu E. Giurgea (1923 - 1995) y deriva del griego: nous ‘mente’ y tropos ‘dirección’. Psicólogo y químico rumano, que en 1964, sintetizó Piracetam, que describió como un nootrópico. 

Los nootrópicos pueden hacer mucho por nosotros. Pueden mejorar la velocidad a la que nuestras neuronas envían señales, mejorar la capacidad del cerebro para resistir y recuperarse del sobreesfuerzo, e incluso mejorar la función neurotransmisora.

La mayoría de los nootrópicos nos dará un impulso cognitivo de una forma u otra, sin embargo, no hay medicamentos o complementos disponibles, en este momento, que realmente puedan aumentar nuestro coeficiente intelectual, y ciertamente no hay nada que nos pueda dar poderes telequinéticos.

Los nootrópicos son útiles para personas que busquen aumentar su rendimiento cognitivo durante el trabajo o el estudio, o simplemente apoyar la función cerebral saludable, diariamente.

De todos los nootrópicos en el mercado de hoy, el modafinilo es el NZT-48 o CPH4 más cercano en el mundo real. En realidad, el NZT-48 fue basado en el modafinilo mismo, solo con algunas exageraciones.

La mayoría de los nootrópicos tienen efectos sutiles sobre el rendimiento cognitivo, e incluso pueden pasar varios días de uso repetido antes de que se noten efectos reales.

Pese al escepticismo que existe entre la comunidad científica sobre su eficacia, estos “potenciadores cognitivos” son cada vez más usados en ambientes laborales competitivos en los que el intelecto prima sobre cualquier otra cualidad.

Bajo el paraguas de los nootrópicos se incluyen, por ejemplo, compuestos químicos de la familia de las "racetam" -como el piracetam o, su derivado, el pramiracetam- y sustancias como las vitaminas o los aminoácidos que se encuentran en numerosos alimentos y plantas, y pueden adquirirse en tiendas de suplementos nutricionales o herbolarios.

Algunos son fármacos usados para tratar a personas de edad avanzada que presentan una alteración en sus mecanismos cognitivos y que padecen enfermedades como la demencia o el Alzheimer.

Sus defensores aseguran que ayudan, por ejemplo, a mejorar la memoria, la capacidad de aprendizaje y la concentración.

Ilustración de tipos de TDAH. tomada de Psicologicamente.com

A menudo se incluyen medicamentos como el Adderall (anfetamina- dextro anfetamina), que se prescribe para tratar trastornos como la hiperactividad (TDAH, Trastorno por deficit de atención e hiperactividad) y la narcolepsia, pero que son utilizados también por los estudiantes como potenciadores cognitivos, pese a producir efectos secundarios como arritmia o ansiedad.

Lucien Thomson, profesor de neurociencia de la Universidad de Texas en Dallas, pone en duda la eficacia de muchos de los nootrópicos “ya que los estudios llevados a cabo no son concluyentes”. El es un egresado de la licenciatura de Psicología del Colegio Estatal de California (1981), con maestría en "Psicología Experimental" por la Universidad Estatal de California en San Bernardino (1983), doctor en Neurociencia por la Universidad de Virginia (1988) y estudios postdoctorales en Neurobiología por la Universidad de NorthWestern (1989).

Nos dice ante la pregunta que le fue realizada en una entrevista con la BBC Mundo: “Muchos de los sistemas de neurotransmisores que conocemos y que están involucrados en la memoria también participan en otros procesos, así que si se toma algo para mejorar la memoria se estarán afectando otras funciones cerebrales, con efectos impredecibles. Además, no se pueden controlar las cantidades de estas sustancias que la gente está tomando. (…) No contar con la supervisión adecuada y no tener en cuenta los posibles efectos secundarios puede tener consecuencias peligrosas. La mejor estrategia para mejorar las funciones cognitivas es mantener una buena salud física. Sabemos que la plasticidad del cerebro mejora con el ejercicio. La gente desafortunadamente lleva un estilo de vida sedentario y esperan solucionarlo con una pastilla, lo que es absurdo. Adicionalmente, hay que estar mentalmente activo -haciendo crucigramas por ejemplo- y mantener interacciones sociales -y no me refiero a las redes sociales- sino hablar con otras personas. Todo eso tiene beneficios para la memoria”.

Thomson no niega que haya algunos fármacos que puedan tener efectos positivos para la memoria, aunque señala que “la mayoría de los que se comercializan como nootrópicos no han mostrado efectos beneficiosos en los estudios que se han llevado a cabo”.

Esto forma parte de un terreno muy frágil, ello es patente también en lo que se refiere a la Neurociencia o neurociencias, lo que propicia que una gran cantidad de personas se escuden bajo estas condiciones para ofrecer, sus servicios y productos, a costa de altos precios, lo que propicia que haya una inseguridad en los efectos a lograr y que hace de los farsantes, personas cuyos argumentos, altamente esotéricos, sean escuchados y seguidos por mayorías.

Se descubrirán nuevas condiciones sobre el funcionamiento de nuestro organismo y su particular sistema nervioso, y seguiremos aprendiendo, pero, es claro que la meta esta muy lejos en estos momentos. Hoy en día el cerebro y el sistema nervioso continuan siendo en su mayor parte un secreto a descubrir. Deberemos seguir atentos a las investigaciones y los nuevos descubrimiento. Es un tema aún por desarrollar, en una sola entrega no se abarca lo suficiente, la Machincuepa Cuántica seguirá en el asunto.