?scar Mar¨ªn, neurocient¨ªfico: ¡°Variando peque?as piezas de la corteza cerebral se generan capacidades de superh¨¦roe¡±

El padre de la neurociencia mundial, el espa?ol Santiago Ram¨®n y Cajal, inventaba preciosas met¨¢foras para divulgar lo que ¨¦l mismo descubr¨ªa a finales del siglo XIX con su microscopio, en animales o en cad¨¢veres de ni?os. Cajal escrib¨ªa que las neuronas, las c¨¦lulas protagonistas del cerebro, eran ¡°las misteriosas mariposas del alma¡±, que se comunicaban unas con otras a trav¨¦s de ¡°besos¡±. M¨¢s de un siglo despu¨¦s, el neurocient¨ªfico ?scar Mar¨ªn pone cifras en la poes¨ªa: 100.000 millones de neuronas en cada cr¨¢neo, con un promedio de 1.000 conexiones cada una. Es una cantidad de besos de mariposa inconcebible. El cerebro humano es tan complejo que es incapaz de imaginarse a s¨ª mismo.

Mar¨ªn, nacido en Madrid hace 51 a?os, dirige el Centro de Trastornos del Neurodesarrollo en el King¡¯s College de Londres. El pr¨®ximo 15 de julio ingresar¨¢ en la Royal Society del Reino Unido, una reputad¨ªsima instituci¨®n fundada en 1660 a la que pertenecieron genios como el naturalista Charles Darwin, el f¨ªsico Albert Einstein, la neur¨®loga Rita Levi-Montalcini y el propio Cajal. Los descubrimientos de Mar¨ªn han iluminado el funcionamiento de la corteza cerebral, esa sustancia gris en la que se concentran las caracter¨ªsticas m¨¢s humanas, como la imaginaci¨®n y el pensamiento. Su objetivo so?ado es revelar las causas de ¡°algunos de los trastornos psiqui¨¢tricos m¨¢s devastadores, como el autismo y la esquizofrenia¡±.

Pregunta. El artista ingl¨¦s Stephen Wiltshire, diagnosticado con autismo y s¨ªndrome del sabio, sobrevol¨® Madrid en helic¨®ptero en 2008 y luego dibuj¨® la ciudad entera de memoria. ?Qu¨¦ pasa en esos cerebros?

Respuesta. La respuesta correcta es que no lo s¨¦. El desarrollo de un ¨®rgano tan complejo como nuestro cerebro permite ese rango de variabilidades. Hay una receta para generar cerebros y existen muchas desviaciones de la misma que son compatibles con la vida. En algunos casos producen cerebros que reconocemos como patol¨®gicos y en otros casos, como este, cerebros que adquieren estas supercapacidades. Mi intuici¨®n, y esto es absolutamente especulativo, es que esos cerebros no son muy diferentes a los cerebros neurot¨ªpicos [sin trastornos del espectro autista], pero han adquirido durante el desarrollo alg¨²n tipo de capacidad, en este caso la capacidad de fijar patrones de forma muy r¨ªgida.

P. Hay otras personas con s¨ªndrome del sabio que escuchan una canci¨®n una vez y ya la pueden tocar de memoria.

R. S¨ª, es el o¨ªdo absoluto, esa capacidad de recrear notas musicales sin ning¨²n tipo de problema. Yo creo que esa corteza cerebral no es muy diferente de la tuya o de la m¨ªa. Es realmente fascinante que nuestro genoma codifique una variabilidad tan enorme de comportamientos, simplemente variando peque?as piezas de ese puzle incre¨ªble de nuestra corteza cerebral. A partir de cambios en no m¨¢s de unas decenas de genes, se genera una estructura pr¨¢cticamente id¨¦ntica desde el punto de vista morfol¨®gico, pero con una capacidad de superh¨¦roe, por as¨ª decirlo.

Existe la idea generalizada de que el cerebro es como un ordenador y se pueden reponer piezas, pero en el desarrollo cerebral nada funciona as¨ª

P. A usted le han elegido miembro de la Royal Society por sus descubrimientos sobre las migraciones y las conexiones de las neuronas en la corteza cerebral, especialmente las inhibidoras.

R. S¨ª, hay dos tipos de neuronas, las excitadoras y las inhibidoras, que son como el yin y el yang. Tiene que existir un balance muy preciso para que funcione la corteza cerebral. Se supon¨ªa que todas estas neuronas nac¨ªan en el mismo sitio, que se formaban in situ, pero descubrimos que las neuronas inhibidoras no nacen donde la mayor¨ªa de las neuronas de la corteza, que son las excitadoras, sino que nacen en otra regi¨®n del cerebro embrionario y migran una distancia muy larga para llegar hasta la corteza.

P. ?Cu¨¢nto dura este viaje?

R. En humanos tardan semanas en llegar a su destino final. O sea que la corteza tiene una especie de poblaci¨®n de c¨¦lulas residentes ¡ªlas aut¨®ctonas de la corteza cerebral, por as¨ª decirlo, que son las excitadoras¡ª y una poblaci¨®n muy grande de c¨¦lulas inhibidoras que inmigran y terminan colonizando esta zona. Hay aproximadamente cuatro neuronas excitadoras por cada una de las inhibidoras. La mayor parte de la computaci¨®n la hacen las c¨¦lulas piramidales, que son las excitadoras. Las inhibidoras son como un director de orquesta: se encargan de controlar el flujo de informaci¨®n entre las c¨¦lulas piramidales, que ser¨ªan los instrumentos. Coordinan que suenen cuando deben sonar y tambi¨¦n controlan su volumen: la cantidad de informaci¨®n que transmiten. Cuando las inhibidoras no funcionan, hay una actividad descontrolada en la corteza y epilepsia.

P. Y ese director de orquesta llega migrando desde fuera de la corteza.

R. Exactamente

P. Es como el director venezolano Gustavo Dudamel.

P. Como Dudamel en la Filarm¨®nica de Los ?ngeles, efectivamente. Es una forma muy bonita de generar una estructura nueva en el cerebro. Tienes dos estructuras que est¨¢n funcionando de manera independiente, y de repente, a partir de una mutaci¨®n, una poblaci¨®n de c¨¦lulas se convierte en migradora y se incorpora a la otra estructura. Y eso genera oportunidades en la manera de gestionar la informaci¨®n, oportunidades que no exist¨ªan cuando la poblaci¨®n era mucho m¨¢s homog¨¦nea.

P. ?Qu¨¦ tipo de oportunidades?

R. Debe representar una ventaja evolutiva suficientemente grande como para que un sistema tan complicado se haya conservado durante millones de a?os de evoluci¨®n. Porque, cuanto m¨¢s grande es el cerebro, m¨¢s larga es la distancia que tienen que recorrer estas neuronas y mayor es la probabilidad de error: que las c¨¦lulas no lleguen a su sitio, que no se coloquen bien o que tengan problemas. O sea que es un sistema complicado de entender en cuanto a eficiencia, pero esta mezcla de tipos neuronales en la corteza debe proporcionar una ventaja evolutiva muy importante. El paralelismo es que el talento es universal: las sociedades capaces de atraer talento de m¨¢s sitios son m¨¢s ricas y tienen mayor capacidad de generar cosas nuevas.

P. Esa migraci¨®n de directores de orquesta a la corteza cerebral tambi¨¦n puede generar problemas. Podr¨ªa estar detr¨¢s de algunos trastornos del desarrollo, como el autismo y la esquizofrenia.

R. S¨ª, y de la epilepsia. Casi cualquier cosa que falle en la corteza puede generar este tipo de problemas. Conceptualmente, el cambio m¨¢s importante desde que empezamos en este negocio hace 25 a?os ha sido que entonces pens¨¢bamos que cualquier mutaci¨®n que afectara al desarrollo de la corteza cerebral tendr¨ªa un impacto m¨¢s o menos homog¨¦neo. Ahora sabemos que, como esas dos poblaciones de neuronas tienen or¨ªgenes muy diferentes, expresan genes muy diferentes. Ahora sabemos que hay mutaciones que van a afectar al desarrollo de las c¨¦lulas excitadoras, que constituyen el 80% de las neuronas de la corteza. Cuando hay un problema en el desarrollo de esas c¨¦lulas normalmente se manifiesta de forma muy visible, como las macrocefalias o las microcefalias. Por el contrario, las personas que tienen autismo o esquizofrenia normalmente tienen un cerebro muy parecido macrosc¨®picamente al de las personas neurot¨ªpicas.

P. ?Y eso qu¨¦ implica?

R. Quiz¨¢ los problemas son mucho m¨¢s finos. A lo mejor hay genes que solo afectan a las neuronas inhibidoras y que, por lo tanto, crean problemas en la generaci¨®n de esas c¨¦lulas, en su migraci¨®n, en su conectividad. Cada vez sabemos m¨¢s acerca de qu¨¦ genes son importantes para desarrollar estas enfermedades. Lo que todav¨ªa no entendemos bien es en qu¨¦ momento y en qu¨¦ poblaci¨®n de c¨¦lulas producen esa desviaci¨®n del desarrollo normal del cerebro. Probablemente hay, como m¨ªnimo, 60 tipos de neuronas excitadoras y otros 60 tipos de neuronas inhibidoras en la corteza cerebral.

P. La plasticidad del cerebro es asombrosa.

R. Es realmente fascinante ver c¨®mo de pl¨¢stico es el cerebro. Haces experimentos muy radicales, en los que alteras cosas muy importantes, y aun as¨ª el cerebro en desarrollo tiene capacidad para adaptarse. Existe la idea generalizada de que el cerebro es como un ordenador. Uno entender¨ªa las enfermedades del desarrollo como que te falta una pieza del ordenador, as¨ª que simplemente con ponerla de vuelta ser¨ªa suficiente. En realidad, en el desarrollo del cerebro nada funciona as¨ª. Cuando falta una pieza, o est¨¢ en el sitio incorrecto, el resto del cerebro va a reorganizarse y reconectarse para intentar suplir esa funci¨®n. Y por eso hay gente que anda sin la mitad de la corteza cerebral o sin el cerebelo, cosas tan espectaculares y que en un cerebro adulto no ser¨ªan compatibles con la vida. Sin embargo, si ocurren durante el desarrollo, el cerebro se busca la manera de compensar esos d¨¦ficits. Por eso creo que va a ser muy complicado entender algunas de esas enfermedades, en las que seguramente lo que observamos es el producto final de un cambio inicial y la reorganizaci¨®n subsecuente del cerebro.

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