Si bien se ha concluido que el cerebro está compartimentado en regiones que realizan una serie de funciones y tareas definidas, esta idea podría tener un nuevo planteamiento.

Es habitual encontrar ilustraciones en libros que tratan sobre el cerebro, que establecen áreas relacionadas con la vista, el oído o las habilidades lingüísticas. También es común escuchar que ante ciertas lesiones o enfermedades neurodegenerativas, estas funciones o tareas se ven más o menos alteradas. Así, la circuitería cerebral, según el modelo que trata de ver a este órgano como una serie de redes neuronales semejante a un sistema computacional, sufre alteraciones de diversa índole.

Sin embargo, este paradigma ha encontrado una alternativa a través de los trabajos sobre plasticidad y reconfiguración cerebrales efectuados por el doctor Gabriel Gutiérrez Ospina, del Instituto de Investigaciones Biomédicas de la UNAM.

Algunos antecedentes

Durante la guerra entre Dinamarca y Prusia en 1864, el médico alemán Theodor Fritsch identificó que al tratar a soldados con heridas en la cabeza, en las que se llegaba a la exposición de la masa encefálica, había respuestas por medio de movimientos musculares cuando se tocaban ciertas áreas del cerebro.

Cuando llegó la paz, Fritsch y su colega Eduardo Hitzig diseñaron varios experimentos bastante rudimentarios, cabe decir, en los que anestesiaban a perros callejeros para estudiar las diferentes reacciones que ocasionaba la punción del cerebro.

Los trabajos de Fritsch y Hitzig permitieron identificar “la localización de las funciones motoras en la corteza del cerebro y la existencia de conexiones neuronales desde esa hasta los músculos”, como explica Herminia Pasantes en el libro De neuronas, emociones y motivaciones.

Investigaciones similares, como la de James Olds, encontraron el llamado “centro del placer” gracias a experimentos en ratas, apoyando aún más la idea de los compartimentos.

Una nueva manera de ver el cerebro

En contraste, el doctor Gutiérrez Ospina ha desarrollado una serie de investigaciones que apuntan hacia una nueva forma de ver el cerebro. “Los resultados que mostramos nosotros y otros grupos indican que hay áreas del cerebro, que aunque se les haya asignado una función específica, en condiciones de plasticidad pueden adquirir funciones diferentes”.

De esta forma, rebate la idea que se tenía de que las áreas sensoriales son unimodales. Queda entonces como un mito que las áreas sensoriales tengan un solo tipo o forma de funcionamiento. De acuerdo con Gutiérrez Ospina, en realidad tienden a desarrollar multisensorialidad, “tanto en condiciones fisiológicas, pero más notoriamente en condiciones en las que algún órgano o algunos órganos de los sentidos se dañan. Los datos que hemos obtenido rebaten este dogma”, recalca el investigador.

Para llegar a estas conclusiones, el equipo encabezado por el doctor Gutiérrez se ha valido de modelos experimentales centrados en el sentido de la vista, por considerar que así es más viable el abordaje de la eventual reconstitución de la circuitería cerebral ante la pérdida de la visión.

Explica que “hay una gran cantidad de métodos que te permiten limitar la visión. Los más radicales incluyen la extirpación quirúrgica de los ojos a distintas edades, situación que aunque suene un poco dramática, en realidad es un procedimiento que en la clínica humana se utiliza para combatir algunos males que tiene la retina, por ejemplo en el caso de un retinoblastoma, para el cual no hay otra forma de tratarlo más que enucleando, generalmente a los niños, quienes más frecuentemente padecen de este tumor, pero también hay enucleaciones por accidentes”, acota en cuanto al caso de las personas, aunque sus pesquisas se han desarrollado con animales de laboratorio.

El investigador de Biomédicas admite que aunque pareciera un procedimiento muy primitivo y extremo, en realidad tiene justificaciones clínicas y médicas muy claras. “Tienes este abordaje tan sencillo, como cosas más sofisticadas, como la ablación selectiva de células con láser. También puedes inhibir la actividad neuronal a través de la aplicación local de fármacos, como la tetradotoxina, lo que te permite hacer una gran cantidad de manipulaciones. Fue esa la razón por la que optamos por la vista. Entrarle al oído o a la somatosensación es un poco más complicado técnicamente”, argumenta.

Otras funciones

La investigación del doctor Gutiérrez Ospina ha arrojado datos que indican que en áreas de integración más altas ocurren fenómenos semejantes. “En las cortezas de asociación se ha visto también que estas cortezas tienen como subcompartimentos funcionales. Por ejemplo, volviendo al caso de los sistemas sensoriales, algunas de estas cortezas de asociación tienen subdivisiones que procesan información proveniente de distintos órganos sensoriales de manera segregada”.

Luego, intercaladas entre esas subáreas hay otras regiones que reciben información de varias modalidades sensoriales simultáneamente, de tal manera que cuando ocurren cambios en la circuitería como resultado, por ejemplo de la pérdida de la vista, estas áreas unimodales en las cortezas de asociación tienden a transformarse en multimodales también. Es un relevo siguiente al de las áreas unimodales primarias o sensoriales primarias que también expresan este tipo de reorganización. Y quizás ocurran a lo largo de todo el sistema nervioso, probablemente en áreas cognitivas, como la corteza frontal o la prefrontal, de acuerdo con lo que ha identificado Gutiérrez Ospina.

Posibilidades terapéuticas

El doctor Gutiérrez se muestra particularmente optimista por las opciones terapéuticas que presenta esta investigación. De entrada, señala que en el caso de las enfermedades neurodegenerativas, hay una posibilidad de mitigación.

“Pensamos que sí hay opciones de aplicación, particularmente en aquellos momentos en los que se requiere que haya una reorganización importante del cerebro. Por ejemplo, después de un accidente automovilístico, en los casos en los que la cabeza golpea contra el parabrisas, a veces se cae en estado de coma. Lo que la gente que trabaja en rehabilitación física tradicionalmente piensa es que a estas personas hay que estarlas estimulando constantemente para promover la re-fabricación de su circuitería neuronal”, expone.

Sin embargo, cuando se analiza la actividad eléctrica, incluso en el momento en que se están aplicando estímulos, no se advierte alguna respuesta. “Pensamos que lo que está pasando ahí es que el cerebro se “desconecta” de su entorno para priorizar la respuesta de reorganización, y una vez que el sistema se ha reorganizado hasta cierto punto, es que empieza a tener suficiente “atención” para poder procesar información que viene del exterior a través de los órganos de los sentidos. Da la impresión de que al principio el cerebro únicamente tiene un fenómeno como de introspección, en donde analiza sus opciones de reconexión. En ese lapso genera los cambios que se requieren, y una vez que estos se han establecido, entonces está listo para poder interaccionar con el ambiente, pero antes no”, reseña el doctor Gutiérrez.

El cerebro pasaría por una hibernación activa en la que se estaría reconfigurando. El investigador agrega que se debe tomar en cuenta que el crecimiento y la reestructuración son muy costosos, tanto como el mecanismo relacionado con el procesamiento de la información sensorial.

“El ejemplo que te puedo dar en apoyo a lo que digo es lo que ocurre cuando se va ensamblando el cerebro durante la infancia. Hay meses enteros en los que los niños duermen más de lo que interactúan con su ambiente y es justamente en esos meses durante los cuales el cerebro está creciendo de manera exponencial. Una vez que el cerebro alcanza, más o menos una talla que si bien no sea igual, pero sí cercana a la de la madurez, entonces es cuando los niños pueden interaccionar y tomar información del ambiente. Mientras tanto, en tiempos anteriores prácticamente la energía total del cerebro se dedica a crecer. Eso te indica que los dos fenómenos, el procesamiento abundante de información en los circuitos neurales y el crecimiento simultáneo son esencialmente incompatibles”, expone.

De vuelta con los casos de cerebros que se encuentran en estado de coma, una vez que estos ajustes se han establecido, el cerebro podría ya estar listo para interaccionar con el ambiente. En este contexto, solamente cuando el sistema indica que está preparado, es cuando vale la pena empezar con la rehabilitación, y no antes. De hecho, hay indicios experimentales que sugerirían que empezar tempranamente a estimular al cerebro, produciría una limitación en la respuesta de reorganización que muy probablemente conduzca a secuelas.

Atención a enfermedades neurodegenerativas

Finalmente, de acuerdo con Gutiérrez Ospina, uno de los grandes problemas que hay en las hipótesis que tratan de explicar la neurodegeneración es que muy pocas de ellas, y de una manera muy tangencial las que sí lo hacen, tocan el punto de la plasticidad neuronal en la fisiopatología de la enfermedad neurodegenerativa.

La plasticidad, en su naturaleza más extrema, podría ser visualizada como el resultado de la necesidad de las neuronas por sobrevivir, intentando obtener la mayor cantidad de conexiones que les permita garantizar su supervivencia.

“Si las neuronas mueren durante una enfermedad neurodegenerativa, las células que quedan tienen la necesidad de incrementar su conectividad para sobrevivir, suplementar o sustituir aquellas conexiones que se están perdiendo. En este sentido, la enfermedad  neurodegenerativa podría ser el resultado de una plasticidad mal adaptativa, por llamarla de alguna manera”, concluye el investigador, quien recalca que estamos a las puertas de un campo que puede ofrecer resultados fructíferos. Para alcanzar este fin tenemos la opción del ejercicio físico, acota el doctor Gutiérrez: “Se sabe que si haces ejercicio rutinariamente después de los 60 años, aumenta la capacidad del cerebro para producir proteínas promotoras de la supervivencia neuronal, de la neuroconectividad, de la plasticidad”.

En general, añade el investigador, se trata de cerebros que se mantienen sanos durante mucho más tiempo y con datos de neurodegeneración disminuidos. De todas maneras ocurren, pero disminuyen de manera significativa. Y tanto es así que desde hace al menos unos diez años, las personas con diagnóstico temprano de enfermedad neurodegenerativa, una vez que se ponen a hacer ejercicio, sea cual sea el tipo de enfermedad, los datos que se han obtenido apuntan a que este es capaz de ralentizar la progresión de las enfermedades.

Por Yassir Zárate Méndez