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2012 ha sido un año prolijo en la investigación del cerebro. Algunas experiencias han tenido gran resonancia, pero la mayoría de ellas sigue el curso pausado de la investigación con mucho trabajo y pocos titulares periodísticos. A continuación están algunos de los hechos más sobresalientes publicados este año. Están agrupados en 4 áreas: Genética y evolución, Brain Computer Interface (BCI), Investigación y Simulación Cerebral.

Cerebro humano

Cerebro humano

Genética y evolución

La genética no se aplica solo al estudio del cerebro y la inteligencia, pero muchos descubrimientos genéticos tiene que ver con el sistema nervioso. Así mismo, los estudios evolutivos con animales tienen una incidencia muy notable en nuestra comprensión del cerebro humano.

El acontecimiento más importante en genética ha sido la publicación de datos del proyecto ENCODE. El secuenciamiento del genoma humano en 2001 nos enseñó la secuencia de todas las 3 mil millones de letras (bases nitrogenadas) que componen nuestro genoma. Teníamos el libro pero no sabíamos que significaba. ENCODE ha estado trabajando para comprender su significado, es decir, qué hacen estas secuencias de ADN, qué importancia tienen para el organismo.

Una novedosa técnica de ingeniería genética es la optogenética. Manipulando genéticamente algunas neuronas, introducimos en ella un gen que se excita al recibir un pulso de luz. Aplicado a un gusano transparente, podemos controlar su conducta con la luz.

Para conocer lo que somos ayuda conocer cómo son nuestros parientes más próximos, los grandes simios. Ya habíamos secuenciado el genoma del chimpancé y el orangután y este año 2012 les ha tocado el turno al gorila y al bonobo. Compartimos el 97% del genoma del gorila y sabemos que nos separamos de los orangutanes hace 14 millones de años, de los gorilas hace 10 y de los chimpancés hace 6 millones de años. Del bonobo, el simio más promíscuo, sabemos que su genoma solo se distingue un 0,4% del chimpancé.

También hemos encontrado un gen, miR-941 que es único en la especie humana. Ninguno de nuestros primos simios lo tiene y es uno de los que podría explicar nuestras características distintas. De hecho parece involucrado en el lenguaje y la toma de decisiones, dos áreas excepcionales en los humanos.

Todo ello nos lleva a pensar si nuestros primos más cercanos, esta vez ya homo, los Neanderthales, son la misma especie que los humanos. Mucho queda por decir al respecto. Lo que si sabemos es que los hombres mayores son responsables de la mayoría de las mutaciones de nuestra especie: a más edad del padre, más mutaciones en los hijos. Y puestos a imaginar, ¿es posible la inmortalidad? Bueno, a día de hoy parece un disparate, pero un billonario ruso se ha propuesto convencer a las fortunas del mundo para conseguirlo.

Gorila

Gorila

Investigación

La mayoría de las investigaciones básicas en neurociencia no son muy populares. Algunas de ellas, sin embargo, llegan al gran público, como las que exponemos a continuación.

Desde un punto de vista global, el área más prometedora es el Conectoma, el mapa total de todas las conexiones del cerebro. Un viaje al cerebro del ratón nos puede dar una idea del cerebro. Para ver cómo se conectan las neuronas hace falta un trabajo muy minucioso. Un robot que explore el comportamiento simultáneo de varias neuronas puede ser de gran ayuda.

Las neuronas se crean al principio del desarrollo. Después, su destino único es morir: no se regeneran. Sin embargo diversas investigaciones están tratando de usar otros tejidos para crear nuevas neuronas. Es el caso de las células madre de las que el cordón umbilical está lleno. Un equipo logró crear neuronas a partir del cordón umbilical. Aunque la traducción a mejoras como el tratamiento del párkinson o el Alzheimer queda muy lejos, es una clara línea de investigación.

Un sentido primordial para los humanos es la vista. Además, la retina es compleja y constituye un pequeño cerebro de modo que es un área preferida de investigación. Una parte del Conectoma ha comenzado con la retina, el llamado proyecto Eyewire. Es complejo porque va paso a paso, neurona a neurona.

Nos separamos de la línea evolutiva de los macacos hace 30 millones de años. Sin embargo, nuestros sistemas visuales son muy parecidos. Nuestro área de reconocimiento de caras es similar y ahora hemos descubierto en ellos las neuronas responsables de un comportamiento muy importante: el contacto visual. Sin salir de la vista, los científicos han conseguido trasplantar fotorreceptores sanos en ratones que carecían de ellos, restaurando parcialmente la visión. Y no solo eso, sino que también han regenerado parcialmente el nervio óptico que une la retina con el cerebro. Y ya fuera de la vista, unos investigadores realizaron un bypass nervioso que restituyó parcialmente el movimiento de la mano en un paciente con lesión en la médula espinal.

El tiempo es vital en nuestras vidas. ¿Cómo consigue el cerebro sincronizar cientos de miles de millones de neuronas? Lo ignoramos, pero la conclusión es clara: un segundo en el cerebro es muy largo. Y si hablamos de neuronas gigantescas, ¿cuánto tarda la información en llegar desde la cola al cerebro de un dinosaurio?

Ojo

Ojo

Brain Computer Interface BCI

Es el área más espectacular y la que salta a los medios de forma permanente. El hombre biónico, la conexión hombre máquina, la tecnología BCI.

Oscar Pistorius ha sido capaz de participar en los Juegos Olímpicos de Londres pese a tener las dos piernas amputadas, gracias dos prótesis. Pero no es una conexión neurona ordenador.

Mover una silla de ruedas con la mente ya se había hecho, pero avanzamos muy rápido en este objetivo.

Un mono con implantes cerebrales ha sido capaz de mover una mano robótica con la mente. Mejor aún, dos personas con parálisis han podido hacer lo mismo.

Si los implantes cocleares son una realidad que ha cambiado el mundo de los sordos, algo de esto parece que puede pasar con la vista. Las retinas artificiales están comenzando su camino. es el caso de dos pacientes ciegos que han recibido esta prótesis y han recuperado parcialmente la visión.

Simulación

Si queremos entender bien el cerebro hay que realizar un buen modelo. La simulación del cerebro es ideal para formular y comprobar hipótesis. Es un área deslumbrante en la que se mezcla supercomputación y neurociencia. El año 2012 ha sido espléndido en noticias de simulación cerebral.

IBM realizó la mayor simulación del historia. 500 mil millones de neuronas y 100 billones de sinapsis. Una cifra escalofriante. Para ello usó el segundo superordenador más grande, Sequoia, con un millón y medio de procesadores. Aunque el reto era más computacional que neurocientífico: la simulación no realiza funciones humanas.

Pero un simple gusano, Caenorhabditis elegans (C. elegans) pone en jaque a la comunidad científica. Sabemos mucho de él y no podemos simularlo pese a tener solo 302 neuronas. Un equipo llamado OpenWorm pretende construir la primera forma de vida artificial.

Un intento muy interesante ha sido el de Spaun, un simulador que sí realiza funciones cerebrales. Sí hace algo humano. Simula 2,5 millones de neuronas de distintas áreas cerebrales y copia un dibujo, reconoce los números, los ordena, los cuenta, e incluso completa una lista (2,3,4...).

Aunque parezca complicado, el pensamiento está más cerca de ser simulado que el movimiento. Los robots humanoides son simpáticos pero muy torpes ya que el movimiento humano es muy complejo. ¿Qué fecha darías para formar un equipo de fútbol robótico? Los expertos hablan de 2050.

OpenWorm Browser

OpenWorm Browser

2012 ha sido un excelente año de investigación cerebral. Y resulta claro que lo mejor está por llegar.