Nuevas tecnologías para entender nuestro cerebro

El cerebro, la obra maestra de la creación, es casi desconocido para nosotros», Nicolaus Steno 1669. Más de trescientos cincuenta años han pasado desde que Nicolaus Steno hiciera esta afirmación y, por desgracia, aún no podemos negarla rotundamente. Y aunque cada día nos acercamos un poco más a desvelar los secretos de la «obra maestra de la creación», su complejidad es tal, que todavía desconocemos muchísimos de los procesos por los que se rige.

Echemos un vistazo a la historia, concretamente a uno de los hallazgos más importantes en neurociencia: la neurona. Este descubrimiento no hubiera sido posible sin el desarrollo tecnológico de los microscopios de la época, así como de las técnicas de histología de finales del siglo XIX, que facilitaron la observación del tejido nervioso de una nueva forma, clave para el descubrimiento del funcionamiento del sistema nervioso. Tanto fue así que, en 1906, les fue otorgado el premio Nobel en Medicina y Fisiología por su método de tinción del sistema nervioso a dos de ellos: Santiago Ramón y Cajal y Camilo Golgi. Se abría la puerta a «ver» el cerebro tal y como hoy lo conocemos.

En los últimos 30 años ha sido el desarrollo de una nueva técnica basada en imágenes funcionales de resonancia magnética (en inglés, functional Magnetic Resonance Maging, fMRI) lo que ha supuesto la gran revolución en el estudio del cerebro. El fMRI es un método capaz de detectar los cambios sutiles de niveles de oxigenación de la sangre que está siendo entregada a distintas partes del cerebro con resolución milimétrica. Esos cambios de oxigenación se relacionan con la actividad neuronal que se produce cuando estamos realizando una función o teniendo un determinado comportamiento. Sin embargo, los mapas de actividad del cerebro que se nos muestran no nos dan información suficiente sobre si todas esas regiones que se activan son o no necesarias para la realización de la función en cuestión, o para tener el comportamiento estudiado. A esta limitación de fMRI se le suele llamar «incapacidad del método para resolver la causalidad».

Afortunadamente, uno de los métodos más antiguos para el estudio del cerebro, el «método de lesiones», nos da exactamente esa información sobre causalidad. Para ello se observa a pacientes con lesiones focales en el cerebro para relacionar la región en donde presentan su lesión con la función en la que existe el problema. Este método fue presentado por primera vez por Brocca en 1861 basándose en sus pacientes con lesiones en el habla. Sus resultados cimentaron la idea de que cada región del cerebro estaba especializada en una función. Sin embargo, pronto se demostró que eso no era así. Las mayores limitaciones del «método de lesiones» están relacionadas con que muchas de las funciones del cerebro no están localizadas en una sola región, sino que se procesan de forma distribuida en varias de ellas. Además, la capacidad plástica del cerebro permite que distintas regiones puedan asumir funciones muy variadas dependiendo de las necesidades y/o circunstancias a las que se expone este órgano. Así, sin ser un método infalible, el «método de lesiones» fue, durante mucho tiempo, el único en deducir que una región estaba relacionada con una función de forma causal.

La pregunta que surgía entonces era: ¿se podrían recrear los efectos que producirían lesiones en el córtex cerebral sin que estas sucedieran? Y la respuesta nos la dio la estimulación transcraneal o TMS (por sus siglas en inglés). Este invento, presentado hace casi 40 años, es capaz de producir «lesiones virtuales» (término acuñado por neurólogos como el valenciano afincado en Boston Dr. Pascual-Leone), esto es, disrupciones muy focalizadas y totalmente reversibles sobre distintas regiones del córtex, que permiten recrear los efectos de las mismas sobre una zona determinada del córtex cerebral, de forma segura, reversible y no-invasiva. Por fin se había encontrado una manera de explorar el cerebro que nos informara de la causalidad de las distintas funciones que se llevan a cabo en las regiones del córtex, pero sin producir daño permanente.

Años después, las personas que trabajamos en mejorar la precisión con la que acercarnos al cerebro nos encontramos nuevamente ante la posibilidad de un cambio de paradigma. Si logramos producir lesiones virtuales y a la vez observar qué zonas se activan o no, podremos cambiar radicalmente la forma en que estudiamos el funcionamiento de este órgano. Pero para ello, necesitamos un salto en el desarrollo tecnológico de los instrumentos que utilizamos, como lo fue en su momento el experimentado en el siglo XIX que posibilitó los descubrimientos de Ramón y Cajal. Esto es, se abre ante nosotros la posibilidad de que, combinando la estimulación no invasiva del cerebro y la obtención de imágenes funcionales de resonancia magnética, podamos acercarnos cada vez más a desentrañar los secretos que esconde «la obra maestra de la creación».