Quizá la inmensa capacidad del cerebro humano no deba medirse por la cantidad de neuronas que posee – unas 86 mil millones – sino por la complejidad que estas pueden generar y que nos hacen seres únicos y diversos. Ahora bien, ¿nacemos con un cerebro ya preconfigurado o, más bien, nuestros patrones de pensamiento se van moldeando en función de nuestra interacción con el medio ambiente y de las experiencias que adquirimos conforme transcurre nuestra vida?
A lo largo de la historia, dicha pregunta ha generado un acalorado debate filosófico y científico porque una de las características que nos distinguen de otras especies es, justamente, la capacidad para plantearnos preguntas sobre nosotros mismos a través de eso que llamamos consciencia. Por ejemplo, ¿cómo surgen esos pensamientos y por qué pensamos lo que pensamos?
Para intentar responder a todo esto, un grupo de científicos de la Universidad de California en Santa Barbara (Estados Unidos) acaba de presentar un trabajo de investigación en la prestigiosa revista Nature en el que muestran –aunque todavía falta mucho trabajo para confirmarlo de manera definitiva– que el cerebro humano viene preconfigurado desde antes del nacimiento para poder comprender el mundo.
Para ello, utilizaron pequeños modelos de tejidos cerebrales, llamados organoides, con el fin de estudiar, en el laboratorio, los primeros momentos de actividad eléctrica en el cerebro.
Mediante los organoides hallaron los primeros disparos de actividad eléctrica. Estos ocurren en patrones estructurados sin la presencia de ninguna experiencia externa.
Por lo tanto, y a la luz de estos hallazgos, el cerebro humano está preconfigurado con las instrucciones necesarias para navegar e interactuar con todo lo que nos rodea.
Al respecto, en una entrevista concedida al portal de internet Medical Xpress, uno de los autores principales del trabajo, Tal Sharf, profesor asistente de ingeniería biomolecular en la Escuela de Ingeniería Bastin (Estados Unidos), mencionó que “existe un sistema operativo que emerge en un estado primordial. En mi laboratorio, cultivamos organoides cerebrales para observar esta versión primordial del sistema operativo cerebral y estudiar cómo se construye el cerebro antes de ser moldeado por la experiencia sensorial”.
Por lo tanto, y de acuerdo con este hallazgo, el cerebro humano podría funcionar parecido a una computadora que tiene instalado un sistema operativo que le permite comprender todo lo que lo rodea. Aunque, evidentemente, el cerebro humano es muchísimo más complejo que el sistema operativo de una máquina.
Aunque este descubrimiento no da luz sobre el verdadero origen de la consciencia (un asunto que también genera mucha polémica en círculos científicos y filosóficos), sí podría aclararnos muchas cosas en torno a la comprensión del neurodesarrollo y sus enfermedades. También, ayudaría a identificar el impacto de ciertas toxinas, como los pesticidas y los microplásticos, mientras el cerebro se desarrolla.
Por otro lado, aunque el estudio no deja en claro cómo podrían prevenirse las enfermedades del neurodesarrollo, sí nos encamina hacia tener un mayor entendimiento sobre cómo surgen algunas neurodivergencias tales como el autismo. También, ayudaría a entender mejor por qué algunas personas son más proclives que otras a padecer ciertas enfermedades mentales como depresión, trastorno bipolar o esquizofrenia.
De hecho, una de las apuestas de esta investigación es, como también lo mencionó Tal Sharf en la entrevista, “desarrollar terapias trabajando con médicos a nivel pediátrico, para desarrollar compuestos, terapias farmacológicas y herramientas de edición genética que podrían ser más económicas, eficientes y de mayor rendimiento”.
Nuestro cerebro funciona a través de impulsos eléctricos y del intercambio de sustancias químicas. De hecho, se piensa que estos impulsos son los ladrillos fundamentales para que la información pueda transmitirse correctamente entre las neuronas.
Así, desde hace algunos años, existen en Estados Unidos, concretamente en el Estado de California, grupos de investigación que son pioneros en métodos para cultivar en laboratorios modelos de organoides a partir de células madre humanas (se habla de que todo esto se realiza bajo las más estrictas normas éticas).
Y es que los organoides (minúsculos modelos tridimensionales que reproducen algunas características del cerebro en desarrollo) son particularmente útiles para comprender si éste se desarrolla en respuesta a la información sensorial.
Para llegar a sus más recientes conclusiones, los investigadores estimularon células madre para que formaran tejido cerebral y posteriormente midieron su actividad cerebral eléctrica utilizando microchips especializados, parecidos a los que hacen funcionar a las computadoras.
Luego, observaron la actividad eléctrica del tejido cerebral y fueron testigos de cómo este último se autoensamblaba para formar tejido capaz de traducir los sentidos y así producir lenguaje y pensamiento consciente.
Fue de esta forma como pudieron descubrir que, durante los primeros meses en desarrollo, inclusive mucho antes de que el cerebro humano sea capaz de recibir y procesar información sensorial externa compleja, como la audición y la visión, sus células comenzaron a emitir espontáneamente señales eléctricas características de los patrones que subyacen a la traducción de los sentidos.
Lo interesante ahora será conocer cómo es que el cerebro humano, durante este interesante periodo de formación y desarrollo previo al nacimiento, va produciendo dicha complejidad a partir de elementos tan simples como la actividad eléctrica.
En otras palabras: ¿qué es lo que detona que el cerebro, aún en sus primeros momentos de existencia, sea capaz de autoorganizarse y luego alcanzar la complejidad que lo caracteriza?
La complejidad de un objeto, órgano o sistema no depende únicamente de la cantidad de partes que lo integran, sino más bien de la forma en que estas partes se organizan e interactúan, en cómo están relacionadas.
Cuando las relaciones entre las partes producen propiedades nuevas que no pueden explicarse examinando cada parte por separado, podemos decir entonces que el todo es más que la suma de las partes y, por consiguiente, es así como, maravillosamente, funciona el cerebro y muchos otros fenómenos que suceden en el Universo como, por ejemplo, el surgimiento de la vida o la formación de las estrellas (solo por mencionar algunos).
En suma, entender la complejidad del cerebro sigue siendo uno de los mayores retos científicos. El estudio divulgado recientemente en la revista Nature ofrece pistas valiosas y podría convertirse, en un futuro no muy lejano, en la base de nuevas aplicaciones médicas. Habrá que esperar.
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