Asi? disen?e? un me?todo que permite electrificar el cerebro

El primer d¨ªa de mi rotaci¨®n en psiquiatr¨ªa, estaba sentado en el puesto de enfermer¨ªa mientras hojeaba una revista de neurociencia cuando, tras un breve alboroto en el exterior, un paciente ¡ªun hombre de unos cuarenta a?os, alto y delgado y con una barba rala y desali?ada¡ª irrumpi¨® por una puerta que tendr¨ªa que haber estado cerrada. Al alcance de la mano, erguido sobre m¨ª, fij¨® su mirada en la m¨ªa con unos ojos desorbitados por el miedo y la rabia. Se me encogi¨® el est¨®mago cuando empez¨® a gritarme. Como cualquier urbanita, estaba habituado a la gente que dice cosas extra?as. Pero no se trat...

El primer d¨ªa de mi rotaci¨®n en psiquiatr¨ªa, estaba sentado en el puesto de enfermer¨ªa mientras hojeaba una revista de neurociencia cuando, tras un breve alboroto en el exterior, un paciente ¡ªun hombre de unos cuarenta a?os, alto y delgado y con una barba rala y desali?ada¡ª irrumpi¨® por una puerta que tendr¨ªa que haber estado cerrada. Al alcance de la mano, erguido sobre m¨ª, fij¨® su mirada en la m¨ªa con unos ojos desorbitados por el miedo y la rabia. Se me encogi¨® el est¨®mago cuando empez¨® a gritarme. Como cualquier urbanita, estaba habituado a la gente que dice cosas extra?as. Pero no se trataba de un encuentro en plena calle. El paciente parec¨ªa estar por completo alerta, no obnubilado; su vivencia era estable y cristalina, el dolor brillaba en sus ojos, el terror era real. Con una voz temblorosa que parec¨ªa ser todo lo que le quedaba y con una valent¨ªa enorme, se enfrentaba a la amenaza.

Su discurso era creativo pese al sufrimiento, lleno de frases que utilizaba no con su significado convencional, sino al parecer en s¨ª mismas, como elementos de comunicaci¨®n, con su propia gram¨¢tica y est¨¦tica, aut¨®nomas. Se enfrentaba directamente a m¨ª ¡ªaunque no me conoc¨ªa, afirmaba que yo lo hab¨ªa violentado¡ª, pero lo hac¨ªa utilizando los sonidos como sentimientos, con unas conexiones que iban m¨¢s all¨¢ de la sintaxis o el lenguaje. Pronunci¨® una palabra novedosa que sonaba como una de una frase de Joyce que yo hab¨ªa le¨ªdo hac¨ªa tiempo: era ¡°telmetale¡±, aquello era Finnegans Wake en el pabell¨®n cerrado, me iba hablando de aquello que resulta m¨¢s denso que la piel o el cr¨¢neo, que el tronco o la piedra. Me qued¨¦ estupefacto, mi cerebro se reconfiguraba mientras ¨¦l hablaba. Me hizo evocar la ciencia y el arte juntos, no en paralelo, sino como una sola idea, fusionada; con la firme certeza y el resplandor irrefrenable de un amanecer. Fue impactante, ¨²nico y significativo, y logr¨® aunar por completo mi vida intelectual por primera vez.

M¨¢s adelante supe que padec¨ªa algo llamado ¡°trastorno esquizoafectivo¡±, una tormenta destructiva de emociones y realidad fragmentada que combina los principales s¨ªntomas de la depresi¨®n, la man¨ªa y la psicosis. Tambi¨¦n aprend¨ª que esta definici¨®n no importaba en absoluto, porque la clasificaci¨®n afectaba poco al tratamiento aparte de la simple identificaci¨®n y el manejo de los s¨ªntomas en s¨ª, y que no hab¨ªa ninguna explicaci¨®n subyacente. Nadie pod¨ªa responder las preguntas m¨¢s sencillas sobre la naturaleza f¨ªsica de esta enfermedad, ni decir por qu¨¦ esa persona la padec¨ªa, ni c¨®mo un estado tan extra?o y terrible se hab¨ªa convertido en parte de la experiencia humana.

Por complejo que parezca, el cerebro humano no es m¨¢s que un conjunto de c¨¦lulas como cualquier otra parte del cuerpo.

Como seres humanos intentamos encontrar explicaciones, aunque esa misi¨®n parezca imposible. Y para m¨ª, en adelante, no hubo vuelta atr¨¢s; cuanto m¨¢s aprend¨ªa, menos razones hab¨ªa para mirar hacia otro lado. Ese mismo a?o eleg¨ª de manera oficial la psiquiatr¨ªa como mi especialidad cl¨ªnica. (¡­) Una vez obtuve el t¨ªtulo oficial de psiquiatra, puse en marcha un laboratorio en un departamento nuevo de bioingenier¨ªa, en la misma universidad del coraz¨®n de Silicon Valley donde hab¨ªa estudiado Medicina. Mi objetivo era tratar a los pacientes y, al mismo tiempo, dise?ar herramientas para estudiar el cerebro. Tal vez, al menos ser¨ªa posible plantear nuevas preguntas.

Por muy complejo que parezca, el cerebro humano no es m¨¢s que un conjunto de c¨¦lulas como cualquier otra parte del cuerpo. Se trata de c¨¦lulas hermosas, por cierto, que incluyen m¨¢s de ochenta mil millones de neuronas especializadas en la conducci¨®n de electricidad, cada una con la forma de un ¨¢rbol desnudo en invierno con much¨ªsimas ramificaciones, y cada una con decenas de miles de conexiones qu¨ªmicas, llamadas ¡°sinapsis¡±, con otras c¨¦lulas. Min¨²sculas se?ales de actividad el¨¦ctrica fluyen sin cesar a trav¨¦s de estas c¨¦lulas que emiten pulsos a lo largo de fibras de conducci¨®n el¨¦ctrica, llamadas ¡°axones¡±, que est¨¢n aisladas por una capa de grasa y conforman en conjunto la materia blanca del cerebro; cada pulso dura solo un milisegundo y se puede medir en picoamperios de corriente. Esta interacci¨®n de electricidad y qu¨ªmica de alguna manera da lugar a todo lo que la mente humana puede hacer, recordar, pensar y sentir, y todo lo hacen c¨¦lulas que se pueden estudiar, conocer y modificar.

As¨ª como fue necesario para el auge actual de otros campos de la biolog¨ªa (la biolog¨ªa del desarrollo, la inmunolog¨ªa y la biolog¨ªa del c¨¢ncer), primero hab¨ªa que implantar nuevos m¨¦todos al servicio de la neurociencia que permitieran un conocimiento m¨¢s profundo de la c¨¦lula dentro del cerebro intacto. Antes de 2005 no se dispon¨ªa de ning¨²n procedimiento para inducir una actividad el¨¦ctrica precisa en c¨¦lulas espec¨ªficas del cerebro. (¡­) Una de las primeras herramientas tecnol¨®gicas que se desarroll¨® en mi laboratorio a partir de 2004 (denominada ¡°optogen¨¦tica¡±) empez¨® a abordar esta limitaci¨®n: el reto de inducir o suprimir una actividad precisa en c¨¦lulas espec¨ªficas. La optogen¨¦tica comienza con el traslado de un cargamento ex¨®geno ¡ªun tipo especial de gen¡ª tan distante como es posible imaginar en biolog¨ªa, desde c¨¦lulas de uno de los principales reinos de la vida hasta c¨¦lulas de otro reino. El gen no es m¨¢s que un fragmento de ADN que dirige a la c¨¦lula para que produzca una prote¨ªna (una peque?a biomol¨¦cula dise?ada para realizar ciertas funciones en la c¨¦lula). En la optogen¨¦tica se toman prestados los genes de diversos microorganismos, como bacterias y algas unicelulares, y este cargamento ex¨®geno se introduce en c¨¦lulas cerebrales espec¨ªficas de algunos de nuestros parientes vertebrados, como ratones y peces. Es un procedimiento algo extra?o, pero dotado de cierta l¨®gica, ya que los genes particulares que tomamos prestados (llamados ¡°opsinas microbianas¡±), tras su introducci¨®n en una neurona, dirigen de inmediato la s¨ªntesis de prote¨ªnas asombrosas que pueden convertir la luz en corriente el¨¦ctrica.

Por regla general, los hospederos microbianos originales utilizan estas prote¨ªnas para convertir la luz solar en informaci¨®n o energ¨ªa el¨¦ctrica, ya sea para orientar el movimiento del alga unicelular que nada libremente hacia el nivel ¨®ptimo de luz en el que puede sobrevivir o (en algunas bacterias antiqu¨ªsimas) para ajustar las condiciones de recolecci¨®n de energ¨ªa de la luz. En cambio, la mayor¨ªa de las neuronas animales no responden por lo general a la luz; no habr¨ªa raz¨®n para ello, ya que el interior del cr¨¢neo es bastante oscuro. Con nuestro enfoque optogen¨¦tico (que utiliza trucos gen¨¦ticos para producir estas ex¨®ticas prote¨ªnas microbianas solo en unos subgrupos espec¨ªficos de neuronas cerebrales, pero no en otros), esas c¨¦lulas cerebrales reci¨¦n dotadas de prote¨ªnas microbianas se vuelven muy diferentes de sus vecinas. En este punto, las neuronas modificadas son las ¨²nicas c¨¦lulas del cerebro capaces de responder a un pulso de luz aplicado por un cient¨ªfico, y el resultado se llama ¡°optogen¨¦tica¡±. Como la electricidad es la divisa fundamental de informaci¨®n del sistema nervioso, cuando le enviamos luz l¨¢ser (suministrada a trav¨¦s de finas fibras ¨®pticas o dispositivos hologr¨¢ficos que proyectan destellos de luz en el cerebro), y por tanto alteramos las se?ales el¨¦ctricas que fluyen a trav¨¦s de estas c¨¦lulas modificadas, se producen efectos muy espec¨ªficos en el comportamiento animal. As¨ª es como se ha descubierto la capacidad que tienen las c¨¦lulas seleccionadas de generar misteriosas funciones cerebrales como la percepci¨®n y la memoria. (¡­) La comunidad cient¨ªfica cuenta ahora con varios miles de datos sobre c¨®mo las c¨¦lulas determinan el funcionamiento y el comportamiento cerebrales. (¡­)

A veces me imagino que busco a aquel paciente del trastorno esquizoafectivo, con quien compart¨ª ese primer despertar tan estremecedor, para sentarnos juntos y disfrutar de un tranquilo momento de comuni¨®n (¡­). Aquel paciente no se sorprender¨ªa en absoluto al enterarse de que, cuando ese d¨ªa cruz¨® el umbral del puesto de enfermer¨ªa, pudo haber contribuido, a su manera, al avance de la psiquiatr¨ªa y la neurociencia.

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