Modelo matemático para estudiar la estructura microscópica del cerebro

Mediante el modelo matemático desarrollado por un científico español es posible averiguar en qué se diferencia la microestructura cerebral de un cerebro sano de uno enfermo. El modelo ha sido utilizado con éxito para poder diferenciar un cerebro enfermo de hipotiroidismo, enfermedad que produce el cretinismo, de un cerebro sano, averiguando incluso las zonas de la corteza cerebral más dañadas y la magnitud de dicho daño.

Esta ha sido la primera demostración de que el hipotiroidismo produce cambios neuronales, a nivel de microestructura cerebral, ya que, en un análisis macroscópico, los ...

Mediante el modelo matemático desarrollado por un científico español es posible averiguar en qué se diferencia la microestructura cerebral de un cerebro sano de uno enfermo. El modelo ha sido utilizado con éxito para poder diferenciar un cerebro enfermo de hipotiroidismo, enfermedad que produce el cretinismo, de un cerebro sano, averiguando incluso las zonas de la corteza cerebral más dañadas y la magnitud de dicho daño.

Esta ha sido la primera demostración de que el hipotiroidismo produce cambios neuronales, a nivel de microestructura cerebral, ya que, en un análisis macroscópico, los cerebros sano y enfermo no se diferencian aparentemente.«Con estas investigaciones no se puede decir en absoluto que tengamos la clave de la curación de cualquier enfermedad cerebral, pero se trata indudablemente de un gran paso en la investigación de lo que ocurre en un cerebro que enferma, a nivel de sus neuronas. Si tenemos en cuenta que el cerebro cuenta con 26.000 millones de neuronas, cada una de las cuales está conectada con varios centenares de otras neuronas, nos daremos cuenta de la extrema complejidad que entrañan estos estudios», declaró a EL PAIS el doctor Antonio Ruiz Marcos, jefe del departamento de biofísica del Instituto Cajal del Consejo Superior de Investigaciones Científicas, y autor de los programas matemáticos.

De estos estudios se ha deducido, por ejemplo, que el hipotiroidismo influye en las capas superficiales de la corteza, lo que, por otra parte, era de esperar, aunque no había sido probado, ya que las capas superficiales de la corteza son las capas de asociación, y precisamente lo que no hacen los enfermos de cretinismo es asociar ideas, de ahí el nombre de su enfermedad.

El sistema matemático se basa en el estudio microscópico detallado de las neuronas piramidales de la corteza cerebral. A lo largo de los tallos apicales de dichas neuronas, es decir de sus ramificaciones en forma de filamento, y precisamente en aquellos que se dirigen perpendicularmente a la superficie del cerebro, es decir, de dentro hacia fuera, es posible contabilizar ciertas «espinitas», descubiertas por Ramón y Cajal en 1880, que no son ni más ni menos que las conexiones sinápticas, es decir, las conexiones por las que las células se pasan información unas a otras.

Contando estas espinas de conexión es posible descubrir el orden en que se distribuyen, y quien dice orden dice ecuación matemática posible. El gran descubrimiento del doctor Ruiz Marcos ha sido precisamente ése, el establecimiento de un modelo matemático, mediante ordenador, para cuantificar la distribución de las neuronas.

Tomando el cerebro de un animal enfermo y comparándolo matemáticamente, mediante los programas de ordenador pertinentes, con un cerebro sano, es posible identificar las diferencias; puede verse así qué zona de la corteza cerebral está más afectada.

Un segundo modelo matemático, seleccionado por el Cell and Molecular Biology Council de Estados Unidos como uno de los veinte mejores trabajos realizados en el mundo entero sobre estructura del cerebro, permite relacionar un conjunto de células neuronales con otro conjunto de neuronas, viendo sus diferencias. Así, por ejemplo, las mayores diferencias aparecen en las zonas superficiales de la corteza, especialmente en ciertas enfermedades.

Técnicas físico-matemáticas

Según Antonio Ruiz -Marcos, «nosotros todavía no podemos curar a los locos, pero creemos haber dado un paso importante en la ayuda del esclarecimiento de las enfermedades mentales gracias a las técnicas de la física matemática. Es importante resaltar que, aunque los modelos matemáticos han sido realizados en el departamento de biofísica, sus aplicaciones al hipotiroidismo han sido realizadas en colaboración con los doctores Francisco Escobar y Gabriella Morreale, del departamento de endocrinología experimental del Instituto Marañón del CSIC».Por lo que respecta a la política científica que se sigue en España, la postura del doctor Ruiz Marcos es muy escéptica. En su opinión, la ciencia en España requiere un mayor nivel cultural en las fuerzas sociales, con el fin de poder valorar la importancia que tiene para un país la investigación, afirmación que ya había sido hecha por Cajal a principios de siglo. Por otra parte, el problema de la organización administrativa llega a colapsar la actividad investigadora; Antonio Ruiz Marcos cita el ejemplo de los centros de investigación norteamericanos, en los que se programan las actividades para tres años. En cambio, en España «se exige cada tres meses un inútil papeleo, en el que detallar los proyectos en curso y previstos, cuando muchas veces ni siquiera se han sentado las bases del trabajo que se va a iniciar».

La escasez de plazas para investigadores cualificados es otra de las lacras que denuncia Ruiz Marcos lo que obliga al exilio forzoso de algunos de los cerebros más privilegiados, o al subempleo más denigrante a muchos que no desean salir de su país. La falta de interés de las fuerzas políticas por la investigación es, según Antonio Ruiz Marcos, la causa del abandono en que ésta se ve sumida, lo que, por otra parte, redunda en la economía nacional, al tener que pagar royalties por hallazgos extranjeros que muy bien pueden tener lugar en España. A este respecto, contó la anécdota de cierta fundación española que invitó a una autoridad mundial a una conferencia en Madrid, pagándole el viaje, la estancia y unos emolumentos cuantiosos; la celebridad expuso en su conferencia precisamente los resultados a los que habían llegado, cinco años antes, los miembros del departamento de biofísica del CSIC, que asistían como oyentes a la conferencia, muy honrados de que se les citara, pero estupefactos ante el hecho de tener que invitar a personalidades extranjeras para que vengan a España a explicar lo que investigan los científicos españoles.