1,5 kilos de misterio para comprender la vida

La especie humana es consciente de ser consciente. Eso no es poco. Pero aún hay más. Somos conscientes de que la gente alrededor nuestro es consciente de ser consciente. Esta metaconciencia nos distingue del resto de los seres vivos y nos proporciona una cohesión que se ha sobredimensionado a lo largo de nuestra historia evolutiva, dando lugar a la aparición de culturas y civilizaciones.

El cerebro nos acerca el mundo exterior y nos trae la realidad envasada en cinco sentidos que se unen para materializar la vida tal como la conocemos. Y todo fluye a lo largo de las neuronas, células que almacenan, procesan y reparten la información de lo que ocurre fuera y dentro de nuestro organismo. La mente es testigo, en cada uno de nosotros, de un modo absolutamente privado y singular, del curso de la existencia. Y es la mente la que genera respuestas emotivas, sensaciones de placer, alegría, miedo u odio. ¿O es el cerebro?

Cerebro y mente, la estructura y la función, se confunden en la más asombrosa y compleja creación de la evolución biológica

El cerebro es un órgano extraordinariamente complejo compuesto de un entramado de miles de millones de neuronas y otras células auxiliares con billones de conexiones entre sí. Esta organización le permite evaluar las sensaciones procedentes del medio, almacenarlas, integrarlas y elaborar una respuesta de carácter adecuado para que el individuo pueda hacer frente a las situaciones del día a día.

Desde la antigüedad se había considerado el cerebro como una masa continua de composición indefinida que, mediante mecanismos hidráulicos, como pensaba Descartes, mandaba información a través de los nervios, considerados como tubos huecos por donde un líquido transmitía la presión mandada por el cerebro. Gracias a Santiago Ramón y Cajal, nuestro investigador universal, se puso de manifiesto, a finales del siglo XIX, que, en realidad, el cerebro está constituido, al igual que el resto de los órganos animales, por multitud de células, y que los nervios son conglomerados de axones, una de las tres partes principales en las que se dividen las neuronas. Ramón y Cajal compartió con Camilo Golgi el Premio Nobel de Medicina de 1906.

Las mariposas del alma

Las protagonistas indiscutibles del cerebro, y de todo el sistema nervioso, son las neuronas. Se trata de células especializadas en la recepción, almacenamiento, integración y distribución de la información. Su belleza y complejidad animó a Ramón y Cajal a referirse a los aproximadamente 100.000 millones de neuronas que componen el cerebro humano como 'esas mariposas del alma'. Con formas y tamaños de gran variación, las neuronas se relacionan entre sí mediante conexiones físicas entre sus estructuras de entrada y salida, las dendritas y los axones, mediante conexiones denominadas sinapsis.

Una neurona típica del cerebro se conecta con otras 10.000 neuronas, por lo que el número de conexiones dentro del cerebro es astronómico. Cada neurona tiene tres partes: el cuerpo neuronal, donde se aloja el núcleo de la célula y los restantes orgánulos; el axón, un filamento de longitud variable -de algunos micrómetros hasta metro y medio, como en el caso de los axones que inervan el pie desde la médula espinal- que ofrece la vía de transmisión por la cual viaja la electricidad que transmite los estímulos a otras neuronas, y las dendritas, estructuras filamentosas de longitud menor, pero presentes en gran número, que reciben estímulos de los axones de otras neuronas.

Las neuronas motoras estimulan el movimiento de alguna parte del cuerpo, como, por ejemplo, las que inervan los músculos que mueven los dedos de la mano. Las neuronas sensoriales, por su parte, reciben información a partir de los órganos de los sentidos (tacto, oído, vista, olfato y gusto) y convierten el estímulo físico que llega a las células especializadas de cada órgano (células receptoras) en el estímulo electroquímico típico de las neuronas que se transmite hacia las zonas especializadas del cerebro. En la piel, por ejemplo, las células receptoras son las propias terminaciones nerviosas, mientras que en la vista son células (conos y bastones) que envían la información de la impresión luminosa hacia las terminales de las neuronas sensoriales. Las interneuronas juegan un papel de intermediario entre las neuronas sensoriales y las motoras.

Las células de la glía acompañan a las neuronas para nutrirlas y aislarlas, junto a otras actividades. Cuando alguien habla coloquialmente de materia gris, se está refiriendo a aquellas áreas del cerebro, principalmente las más superficiales, que muestran una gran densidad de cuerpos neuronales y carecen de células de la glía auxiliares, mientras que la materia blanca del cerebro aparece como consecuencia del color blanco de la mielina, la sustancia aislante de los axones.

Corrientes y recuerdos

El cerebro es como un gran circuito electrónico donde los axones y las dendritas hacen las veces del cableado por donde viaja la corriente electroquímica. Hay dos motivos clave en el funcionamiento neuronal: la generación de corriente mediante potenciales de acción y la comunicación química entre axones y dendritas mediante la liberación de mensajeros químicos denominados neurotransmisores.

La acción de los neurotransmisores, denominada neuromodulación, contribuye a excitar o inhibir a las neuronas con las que hacen contacto. Cada neurona recibe numerosos estímulos de excitación o inhibición que se suman para determinar si finalmente la corriente pasará o no. El bloqueo y el incremento en la acción de los neurotransmisores provocan estados de conciencia alterados, lo cual es aprovechado por la industria farmacéutica para crear sustancias que interfieran con estos procesos naturales. Los opiáceos, por ejemplo, poseen estructuras moleculares similares a los neurotransmisores, compitiendo por sus lugares de recepción.

El cerebro posee un sistema de memoria por el cual la información registrada por los órganos de los sentidos se almacena y recupera convenientemente. Las neuronas no sólo son los circuitos por los que pasa la corriente. La configuración de las conexiones entre dendritas y axones, que cambian con el tiempo a medida que el cerebro recibe estímulos, es la responsable de almacenar la memoria.

El cerebro, con una masa celular de entre 1,3 y 1,5 kilos de peso medio para las mujeres y los hombres adultos, respectivamente, requiere grandes cantidades de energía. A pesar de constituir el 2% del peso del organismo, consume hasta un 20% del oxígeno y de la glucosa presentes en la sangre, que le llega a través de las arterias cerebrales.

De las múltiples estructuras del cerebro, la corteza y la neocorteza, una masa plegada con dos hemisferios, el izquierdo y el derecho, presenta un gran desarrollo en el ser humano (ver gráfico). Es aquí donde residen los centros de control de la mayoría de las funciones cognitivas, centros que están relacionados por millones de conexiones entre sus neuronas integrantes. Las partes internas del cerebro llevan a cabo funciones más básicas, relacionadas con la supervivencia del organismo, entre las que se cuenta la memoria.

Además, el cerebro y el sistema hormonal están relacionados muy estrechamente. Un ejemplo importante de esta relación se manifiesta en la existencia de una glándula hormonal alojada dentro del propio cerebro, denominada pituitaria. Está directamente relacionada con el hipotálamo y constituye el eje hipotálamo-hipofisiario. Este eje controla todos los procesos vitales del organismo: respiración, latidos del corazón, regulación sanguínea, temperatura corporal. La relación entre el hipotálamo y la glándula pituitaria regula también muchos de los comportamientos básicos, tales como la apetencia sexual, la reacción frente al frío, el miedo, la huida, la sed, el hambre.

No es necesario el cerebro para controlar, por ejemplo, los movimientos de sístole y diástole (contracción y expansión) del corazón, ni el movimiento del diafragma para efectuar la respiración en los pulmones. Estos movimientos están controlados por el sistema nervioso autónomo, que se comienza a formar durante las primeras fases del desarrollo embrionario y, obviamente, cualquier fallo en él provoca efectos catastróficos.

Como todo órgano del cuerpo, el cerebro posee una serie de genes específicos que están relacionados con su forma y función. Muchos de estos genes actúan también en otras partes del organismo, mientras que otros son específicos para la diferenciación de las neuronas y las células gliales. La búsqueda de genes que estén detrás de funciones cognitivas superiores, tales como el lenguaje, ha dado como fruto el hallazgo del gen FOXP2, que se ha encontrado en distintos animales con sólo dos bases de diferencia respecto a la forma humana. Este gen está mutado en algunos pacientes humanos que muestran grandes dificultadas para usar el lenguaje.

Ya desde los trabajos del lingüista Noam Chomsky, en los años cincuenta, se especulaba con la posibilidad de que el cerebro humano posee una capacidad innata para la gramática y el uso del lenguaje. Ahora, la genética comienza a respaldar esta idea con datos concretos. Si bien falta mucho para descifrar la red genética completa que se encuentra detrás de la emergencia del lenguaje, así como los procesos de integración entre las distintas partes del cerebro que permiten a los humanos manejar el lenguaje simbólico y, a través suyo, erigirse en dueños de su destino.

Cerebro y mente, estructura y función, se confunden en la más asombrosa y compleja creación de la evolución biológica. La mente, que especula acerca de sí misma y acerca de la mente de los demás, sigue siendo un misterio para la ciencia que, tarde o temprano, terminará por desvelarse. Sin embargo, aunque sepamos qué significa la conciencia y qué fundamentos biológicos poseen las emociones, seguiremos elevándonos por encima de las leyes de la naturaleza para conmovernos con nuestra singular manera de ver el mundo a través del sentido -tan únicamente huma-no- de la belleza.