¿Podemos diseñar un cerebro?

Esta reflexión está especialmente dedicada a Valeria Galván

Todo está en nuestro cerebro, cuando digo todo me refiero a ¡todo!, nuestros sueños, nuestro talento, nuestro futuro, nuestras ideas, nuestra percepción de amor, el dolor y la forma en que aprendemos. El cerebro es el único elemento compartido por cualquier ser humano en este planeta, no importa el color de nuestra piel, condición socio-económica, cultura o edad; la forma en que caminamos, entendemos el mundo, escribimos, cómo aprendemos, son procesos infinitos regulados por impulsos eléctro-químicos, efecto de las hormonas, genes y proteínas.

Con eso en contexto, mientras que algunas investigaciones están enfocadas en curar y prevención enfermedades del cerebro como el Parkinson, Alzheimer o entender el proceso de desarrollo neurológico, otros están buscando la forma de construir un cerebro, por ejemplo el proyecto cerebro humano y el proyecto Blue Brain liderado por Henry Markham, profesor de neurociencia cuyo laboratorio se encuentra en el Instituto Federal Suizo de Lausana, que gastará  1 billón de Euros tratando de descubrir los secretos de la conciencia, mediante el uso de datos para rastrear las señales electrónicas entre las neuronas (Honigsbaum, 2013).

Uno de los muchos objetivos de este proyecto es la construcción de un modelo funcional del cerebro humano, bajo el postulado fundamental de la neurociencia conocida como regla de Hebb: "las neuronas que se encuentran en un espacio conjunto, Disparan juntas", sin embargo la pregunta es ¿por qué? ¿por qué algunas neuronas aunque disparan juntas, disipan la información? 

Sin embargo las cosas no son tan fáciles. Nuestro cerebro aprende y consolida información de una manera desconocida, por ello  muchas investigaciones tratan de responder a preguntas comunes como: ¿por qué pueden entender algunos niños números o ciencia?, ¿por qué algunos niños son cantantes maravillosos?, ¿cuál es la diferencia entre el talento y la pasión por aprender?

Estas preguntas  llevan a la neurociencia a un camino largo y desafiante llamado evolución. Si bien algunos investigadores creen que nuestros cerebros son la versión actual de prototipos naturales, la realidad es que  entre más tiempo que pasamos en este planeta, nuevas necesidades deben ser resueltas, y por ende, no es un modelo no hay planes de una versión final; por ejemplo, para leer estas líneas, tuvieron que surgir los ojos y los oídos, dos engranajes maravillosos de la exquisita evolución. 

El proceso de lectura es una combinación de la identificación de un sonido (los sonidos del alfabeto) e imágenes (cada letra tiene una forma distinta, pensemos que la mayoría de los alfabetos tienen capital y minúsculas). Este proceso útil es una conquista de la plasticidad no solo neuronal, sino genética y por supuesto a nivel proteínico.

El sistema auditivo, por ejemplo, es una combinación de impulsos mecánicos y neuronales; el prototipo actual  se basa en la perfecta relación entre huesos y células pilosas  capaces de enviar información a un nervio y  de ahí al cerebro. Hemos aprendido a distinguir entre los sonidos en el medio ambiente, la música y la lengua, pero no sólo eso, somos eficientes para determinar el lugar del objeto de la emisión, intensidad y decidir si es un sonido peligroso o no. ¿Por qué?, porque como especie, durante mucho tiempo los humanos intentaron sobrevivir de los depredadores.

Pensemos por un momento, escuchar no es suficiente para sobrevivir en medio de la noche con todo tipo de criaturas del hambre, necesitábamos ojos. Mantengamos en mente que durante muchos años, no éramos seres humanos, nos encontrábamos en el océano, no hay suficiente luz para ver, así que el ojo comenzó  su diseño sólo con sistemas para ver en la oscuridad, mismos que aún empleamos para ver durante la noche, esas células se denominan bastones. 

Eventualmente, esos ojos primitivos tuvieron que adaptarse a la luz, porque salimos del agua y comenzamos a ver el sol, entonces esos ojos necesitaron nuevas células y proteínas, empezamos a ver diferentes intensidades energía luminosa que permitió al ojo ver colores, y se adaptó tanto tanto que actualmente podemos ver colores entre 400 a 650 nanómetros y esa sorprendente diferencia tal vez necesitó algunos cientos de miles de años para conquistarse (Nilsson y Pelger, 1994), pero no fue la única, ya que cuando se descubrió el fuego, tuvimos que adaptar a una amplia gama de colores, añadimos amarillo y rojo a nuestra paleta, y esto significó la capacidad de distinguir los frutos verdes de los frutos maduros.

Estos dos sistemas, el oído y la vista, aprendieron a trabajar juntos, así que cuando escuchamos un ruido nuestros ojos buscan ese ruido...!pero hacía falta algo más!, necesitábamos un cuello para apoyar ese movimiento. El movimiento es otro proceso complejo increíble, porque las especies tuvieron pudieron trasladarse para sobrevivir, algunos mamíferos como las ardillas o conejos tienen que moverse rápido evitar para ser la cena de alguien, pero los seres humanos tuvieron que trasladarse a encontrar un lugar mejor para vivir, encontrar comida y cuidado de los bebés. Vamos a agregar a todas las habilidades de la necesidad de mover los ojos para enfocar un objeto.

Un paso más era necesario ser capaz de leer, tal vez debería decir otro gran paso: después de crear un lenguaje, basado en sonidos, tuvimos que aprender a reconocer esos sonidos, como un bebé y después de eso, los seres humanos crearon alfabetos, esto significa que podríamos ver esos sonidos. Sin embargo cabe mencionar que la coordinación entre el aprendizaje de los sonidos y la vista, no es natural que nuestro cerebro, porque ésta es una nueva habilidad para nuestra especie, y aun cuando ha existido desde hace miles de años, no todas las personas tenían acceso a la lectura y la escritura, esto ha sido una adición reciente a la  neo corteza. Por esta razón muchas personas, incluso en la Universidad tienen problemas con la ortografía. ¿Quién no tiene un error de ortografía de vez en cuando?, esto es porque nosotros debemos coordinar dos sistemas, escribimos como escuchamos, pero palabras no siempre pueden escribirse siguiendo el sonido.

Por supuesto, construir un cerebro es increíblemente complejo. Sin duda Henry Markham pasará más de una década tratando de construir un cerebro, si creemos que la naturaleza ha necesitado miles de años, quizá millones, 10 años es una agenda muy optimista, especialmente con un sistema que nunca deja de adaptarse al ambientes. hace 45 años solamente pocos tenían acceso a las computadoras, y continuamos añadiendo características, cada 2 o 3 años que nos sorprende otra actualización. La naturaleza tiene mucho más actualizaciones, ahora podemos caminar por una calle sin morir en el intento, evitando los coches, a otras personas y checar  Facebook al mismo tiempo. Mientras que algunos nosotros no crean un sistema coordinado lo suficientemente rápido, y otros los siguen intentando e insisten en que es una buena idea cruzar la calle mientras cuidan del bebé y el perro al mismo tiempo que pueden resolver los 10 mil pendientes del trabajo.

¿Podemos crear nuestros cerebros? Personalmente invertiría todo mi tiempo y poco dinero en esa dirección, enriqueciendo nuestros entornos para generar nuevos conocimientos, porque al final, nuestro cerebro fue diseñado para responder al medio ambiente adaptar, crear estrategias nuevas y más sofisticadas, como el simple acto de la lectura.

Referencias:

Blue Brain Project EPFL. Available at: http://bluebrain.epfl.ch/

Dzib Goodin, A. (2013a) La arquitectura cerebral como responsible del proceso de aprendizaje.  Revista Mexicana de Neurociencia. 14(2): 81-85.

Dzib Goodin, A.  (2013b) La evolución del aprendizaje: más allás de las redes neuronales. Revista Chilena de Neuropsicología. 8(1): 20-25.

Honisgbaum, M. (2013) Human Brain Project: Henry Markram plans to spend €1bn building a perfect model of the human brain.

Human Brain Project. Available at: https://www.humanbrainproject.eu/

Lamb, TD. (2011) Evolution of eye. Scientific American. Available at: http://www.scientificamerican.com/article/evolution-of-the-eye/

Masaki, T., and Shigeru, K. (2010) History of studies on mammalian middle ear evolution: A comparative morphological and developmental biology perspective. Journal of Experimental Zoology Part B: Molecular and Developmental Evolution. 314b(6): 417-433.

Mallo, M. (2001) Formation of the middle ear: Recent progress on the developmental and molecular mechanisms. Developmental Biology. 213(2) 410-419.

Nilsson DE., Pelger, S. (1994) A pessimistic estimate of the time required for an eye to evolve. Proceedings of the Royal Society Biological Science .256(1345)53-58.