Argumentos

Jean-Didier Vincent, Pierre-Marie Lledo, Cristina Zelich Martínez

• Editorial: Editorial Anagrama
• Año: 2013
• ISBN:
  9788433927644
• Categoría: Ciencias biológicas
• Categoría: Neurociencia

Nuestro cerebro no es un órgano que permanezca inalterable en cuanto alcanzamos la edad adulta. Evoluciona a lo largo de nuestra vida. Y esta plasticidad abre perspectivas para quienes sufren trastornos provocados por algún traumatismo o una enfermedad degenerativa. ¿Nos encaminamos hacia una medicina regeneradora? Junto a ese cerebro reparado, ¿no hay también un cerebro aumentado, o bien dopado, que se perfila gracias a programas de adiestramiento cognitivo, a los psicoestimulantes, a las moléculas «inteligentes» y a otros implantes? Memoria fortalecida, visión nocturna perfecta, control a distancia de robots: ¿qué nos preparan las nuevas neurociencias? ¿Y si la inmortalidad no fuera simplemente un sueño?

1. ÉRASE UNA VEZ UNA FORMA

Crear es también dar una forma al propio destino.

ALBERT CAMUS, El mito de Sísifo, 1942

Hablar de crear en relación con los orígenes del cerebro, esa forma admirable, es exponerse al creacionismo, eso que los científicos consideran odioso. El único creador cuya presencia de hecho sobre la Tierra (como hoy en los cielos) está probada es precisamente el cerebro del hombre, artesano genial de instrumentos, que van desde la simple piedra o un trozo de madera hasta el lenguaje articulado y que le permiten instrumentalizar el mundo para ponerlo a su disposición. Por otra parte, en lugar de hablar de origen, preferimos hablar de «principio» en el sentido utilizado por el apóstol Juan –al principio era el Verbo– o en el de Goethe –al principio era la Acción– y finalmente, por qué no, en el sentido de al principio era el Amor, que es el sentido que preferimos. Lo cual indigna a los racionalistas embebidos de rigor científico: eso sería espiritualismo, teología, aún peor, magia; un encantamiento del mundo con la sombra proyectada de la presencia de Dios. No existe nada que permita al científico negarla, como tampoco probarla. El gran físico Laplace no contestaba al emperador diciendo: «Dios no existe», sino: «No necesito a Dios para hacer lo que hago.» Éste es el verdadero rigor. Sin embargo es necesario insistir en el sentido que hay que dar a dicho rigor, ya que en la propia comunidad científica se establece una criba sobre este tema. A tenor de su disciplina, los científicos no lo consideran exactamente del mismo modo. Recientemente, uno de nosotros asistió a la intervención de una matemática que insistía en que hubiera matemáticas en el instituto. Y decía de las matemáticas: «¡Son mágicas!» Un físico, también presente, saltó de inmediato: «En ciencia, no hay magia. Hay causas. Cuando no sé, intento comprender, ¡busco leyes!» La matemática, que, sin embargo, se desenvuelve en el ámbito de la racionalidad absoluta, insistió: «Para mí, mi descubrimiento es producto de un encantamiento. ¡Hechizo al mundo con mis matemáticas y me hechizo con mis teoremas!»

Del mismo modo, al sugerir que «al principio era el Amor», nos referimos a los comienzos de la vida sobre la Tierra, hace más de mil millones de años, sin hacer que intervenga ni el más mínimo rastro de trascendencia. La vida aparece cuando el Amor alcanza la materia y desencadena el gran juego de reconocimientos entre moléculas orgánicas que se unen según afinidades electivas. Nada se crea sin energía. La vida extrae la energía del mundo, Tierra o Sol, y la utiliza para su propia construcción. La materia viva se nutre de la materia viva. Las moléculas se asocian para descubrir formas nuevas, las prueban, las adoptan o las abandonan bajo el dominio de la selección natural. Entonces comienza la evolución de los seres vivos... La forma de los organismos traduce la constancia y la estabilidad de las especies. Sin embargo, extraña paradoja, esta identidad singular está acompañada de un cambio permanente que conduce a la desaparición de especies antiguas que son sustituidas por otras nuevas.

Teniendo, por así decirlo, en mente el estudio del cerebro humano y de sus antecedentes en la historia evolutiva del reino animal, abordaremos en primer lugar las tierras fértiles de la embriología. Se tratará de describir en qué forma el cerebro emergió a partir de un conglomerado de células denominado mórula.¹ También veremos cómo la genética moderna, al revelar la existencia de un plan de construcción inscrito en una secuencia genética particular, ha reintroducido subrepticiamente la noción antigua de forma en el debate científico. Siguiendo los pasos de Demócrito, para el cual la forma designa la disposición de las partes de un todo,² denominaremos estructura a la organización anatómica de las entidades funcionales del cerebro. Invitaremos entonces al lector a visitar las principales estructuras del cerebro humano o regiones homólogas³ de otros vertebrados. La biología moderna, al descubrir la importancia de la expresión de los genes del desarrollo⁴ en la emergencia de las distintas formas y estructuras del sistema nervioso, incluido el encéfalo,⁵ ha hecho suya esta cuestión para recolocarla en el centro de los debates científicos contemporáneos.

Los genetistas nos dicen que existen genes que determinan el lugar relativo de los órganos, unos en relación con otros. Estos genes, denominados homeóticos,⁶ son capaces de organizar la estructuración precisa del cuerpo del embrión de atrás hacia delante. Desde los trabajos de Thomas Morgan,⁷ los descubrimientos fundamentales en genética sobre todo se han realizado a partir de las manipulaciones de un insecto, la mosca del vinagre, llamada también drosophila. Sin rebajar esta regla, durante la década de 1980, se descubrieron genes homeóticos en la drosophila. No sólo están presentes en la construcción del cerebro del embrión, sino que también están presentes cuando se trata de garantizar la conservación de la forma, como un molde que se conserva con mimo, sea cual sea la especie estudiada. En el curso evolutivo de las especies, los genes homeóticos han sido responsables de la aparición de entidades anatómicas muy distintas entre sí a lo largo de todo el cuerpo: una cabeza por encima de un tórax, que a su vez se sitúa sobre un abdomen. Estas entidades anatómicas están dotadas de propiedades funcionales que dependen tanto de su naturaleza como de su disposición en relación unas con otras en el organismo. Lo veremos con detalle más adelante, tanto los invertebrados como los vertebrados están construidos siguiendo un esquema general que respeta dicha disposición espacial ordenada por la acción de los genes homeóticos.

Gracias a la conservación de estos genes, un huevo de gallina dará invariablemente una gallinácea del género Gallus domesticus o el ovocito de la mujer fecundada por un espermatozoide humano producirá siempre, y sin sorpresas, una cría humana. Actualmente, las teorías modernas del desarrollo nos muestran que los genes homólogos que intervienen en las mismas regiones del genoma, en organismos tan distintos como la mosca y el hombre, son de algún modo caracteres topológicos invariables y, por lo tanto, comunes a todas las especies. La forma, siempre la forma.

Por supuesto, la idea de una invariabilidad de las estructuras anatómicas, de una especie a otra, no esperó la llegada de la biología molecular para surgir en la mente de los investigadores. La enunciación categórica de una conservación de la forma recuerda los preceptos defendidos antaño por Geoffroy Saint-Hilaire,⁸ para quien existía un plan único de organización de los seres vivos. A partir de 1796, enunció esta ley bajo la forma del «principio de unidad de composición orgánica», según el cual los órganos, que pueden variar de tamaño o función de una especie a otra, ocupan una posición relativa que permanece constante desde los insectos hasta los vertebrados.⁹ Esta concepción revolucionaria fue considerada radical en su época, ya que se oponía, sobre todo, a la posición central defendida por la Academia de Ciencias y en particular a la de Georges Cuvier.¹⁰

Si existe un ámbito de la vida animal en el que la perennidad de las formas es digna de mención, el ámbito de las estructuras nerviosas, que gestionan los deseos, las pasiones y los distintos aspectos de la afectividad, constituye la marca de todos los vertebrados.¹¹ La gran innovación introducida por éstos en la evolución de las especies no es tanto la vértebra como una cabeza de estilo nuevo,¹² de la que hablaremos en profundidad más adelante. Esta cabeza reúne en la parte delantera del cuerpo los órganos sensoriales (ojos, orejas, órganos olfativos), bien protegidos por una máscara ósea, para buscar y acercarse a las presas, en torno a una boca amplia que las atrapará, las matará y las tragará. Todas estas formas derivan de la misma estructura embrionaria, la cresta neural¹³ constituida por células en transformación¹⁴ que, tras migrar al cuerpo y a la cabeza, darán lugar, sobre todo, a los huesos y al tejido conjuntivo del rostro, con su boca voraz, y al sistema nervioso simpático que une el cerebro a los órganos vitales del cuerpo.

Esta organización de la cabeza les lleva a mirar el mundo desde delante y les proporciona capacidades de investigación sobre el mundo que podríamos denominar curiosidad. Estas nuevas capacidades están unidas al sistema nervioso de los vertebrados, así como al funcionamiento de los genes del desarrollo, irregular a lo largo del tiempo, que privilegia determinadas partes del cuerpo y conlleva una extraordinaria aptitud de relación con el medio. La contingencia se introduce en la construcción del individuo. Ese granito de contingencia suplementario viene acompañado de un deseo intenso, motor de la apertura del sujeto al mundo: una subjetividad actuante. Dicho de otro modo, sentimos la tentación de decir que el animal curioso observa el mundo y el porvenir. Por supuesto, en esto no existe ni finalidad ni intención.

Este destino notorio del cerebro de los vertebrados nos lleva al cerebro humano. Ha llegado el momento de levantar el telón y descubrir el taller del sastre que corta este cerebro a medida.

TRAS LA DIVERSIDAD DEL REINO ANIMAL, UN PLAN ÚNICO

¿Cómo no maravillarse ante la fabulosa diversidad de las especies animales? Tras ella se esconde en realidad un plan de base, un patrón como los que utilizan los modistos y sastres antes de introducir sus variaciones. Patrón que se conserva en el «patrimonio genético» de cada individuo. El conjunto de genes denominado genoma se encuentra repartido sobre los cromosomas en el seno del núcleo de la célula que es –se sabe desde hace dos siglos– la unidad de base de los seres vivos.

La función principal de determinados genes es informar a las células de su migración durante la embriogénesis, y después precisar su colocación final para contribuir a la formación de los órganos (etapa que se denomina organogénesis) en las tres dimensiones del espacio euclidiano: un eje dorsoventral, un eje anteroposterior y un eje lateromedial (o derecha-izquierda).¹⁵ Por ejemplo, en la drosophila, la única función de los genes homeóticos de la familia Hom-C es asegurar la especialización en el eje anteroposterior de los distintos segmentos del cuerpo de la mosca. Si un gen de esta familia muta, la mosca tendrá no una sino dos cabezas. En los vertebrados, dos grupos de genes participan en la constitución de los dos grandes ejes del embrión: se trata de los genes Hox¹⁶ y Pax¹⁷ que definen el posicionamiento celular a lo largo, respectivamente, del eje anteroposterior y del eje dorsoventral del sistema nervioso central.¹⁸

La idea relativamente antigua de un plan único de organización es actualmente el origen de un concepto central en embriología, el concepto del zootipo. Éste se corresponde con los patrones particulares de expresión de los genes que aportan informaciones posicionales precisas, en un estadio particular del desarrollo embrionario de un taxón.¹⁹ No obstante, la biología del desarrollo nos enseña que todos los metazoarios²⁰ tienen en común un periodo de desarrollo durante el cual todos los embriones de distintos filos se parecen. ¿Sabe el lector que, por ejemplo, en virtud de este principio, todos nosotros pasamos por un estado embrionario durante el cual esbozamos unas branquias al igual que nuestros predecesores acuáticos? También resulta sorprendente darse cuenta de que, al igual que los embriones de los peces, desarrollamos arcos branquiales, de forma transitoria y fugaz, que son el origen, en el embrión humano, de la aparición de seis saquitos de carne que cuelgan a ambos lados del cuello y contienen, cada uno, una excrecencia cartilaginosa. Lo mismo sucede con la notocorda, estructura efímera que fabricamos antes de desguazarla para reutilizar sus ladrillos de construcción en la fabricación de los discos situados entre las vértebras. Los constructores de iglesias y castillos antiguos actuaban del mismo modo.

El estadio particular del desarrollo en el que todos los embriones acaban pareciéndose se denomina estadio filotípico.²¹ La existencia de esta etapa forzosa, en la que todos los embriones adquieren la misma apariencia, se debe a la presencia de un complejo conservado de genes homeóticos²² que dirige la aplicación del plan de organización de todos los metazoarios. Se trata de los genes de los complejos homeóticos Hox que, probablemente, se encuentren entre los factores más estudiados para comprender la existencia de una filiación entre especies.

Cuando estos genes sufren mutaciones, aparecen «transformaciones homeóticas» que producen la sustitución de un órgano por otro. El ejemplo de la transformación de una antena de drosophila en pata es sin duda el caso más estudiado en la literatura científica.²³ Esta propiedad es la que nos hace considerar esta familia de genes como garante de la identidad de un organismo.²⁴ De este modo el descubrimiento de la existencia de un complejo de genes homeóticos común a insectos y mamíferos tuvo el efecto de un seísmo en el seno de la comunidad de los biólogos que consideraban, hasta la década de 1980, que estos animales tenían planes de organización muy distintos. Sabemos, por ejemplo, que el sistema nervioso central de los insectos, subdividido en tres partes –protocerebro, deutocerebro y tritocerebro–, está posicionado ventralmente,²⁵ mientras que el de...

Índice

• Portada
• INTRODUCCIÓN
• 1. ÉRASE UNA VEZ UNA FORMA
• 2. LA OBRA MAESTRA
• 3. EL TALLER DEL CEREBRO
• 4. EL CEREBRO REPARADO
• 5. EL CEREBRO AUMENTADO Y LAS FORMAS MÚLTIPLES DE COMPONER UN CEREBRO
• EPÍLOGO
• ANEXO I. EL «NEUROFEEDBACK»: LA NUEVA MUSCULACIÓN CEREBRAL
• ANEXO II. EL NACIMIENTO DE LOS PRIMEROS NANOELEMENTOS
• NOTAS
• AGRADECIMIENTOS
• Créditos