EL CEREBRO COMPLEJO

Nuestro cerebro es una red

Los cerebros de este planeta llevan miles de años reflexionando sobre el cerebro. Aristóteles creía que el cerebro era una cámara de refrigeración del corazón, algo parecido al radiador de un automóvil. Los filósofos de la Edad Media sostenían que ciertas cavidades cerebrales albergaban el alma humana. En el siglo XIX, una popular teoría denominada frenología describía el cerebro como un rompecabezas, donde cada pieza producía una cualidad humana distinta, como la autoestima, la destructividad o el amor. Una cámara de refrigeración, la sede del alma, un rompecabezas... todo ello son solo metáforas inventadas para ayudarnos a comprender qué son los cerebros y cómo funcionan.

Hoy seguimos rodeados de supuestos hechos sobre el cerebro que en realidad también son solo metáforas. Si el lector ha escuchado alguna vez que el lado izquierdo de su cerebro es lógico mientras que el lado derecho es creativo, eso no es más que una metáfora. También lo es la idea de quenuestro cerebro cuenta con un «Sistema 1» para dar respuestas rápidas e instintivas y un «Sistema 2» para realizar un procesamiento más lento y reflexivo, conceptos que se abordan en el libro "Pensar rápido, pensar despacio 2, del psicólogo Daniel Kahneman. (Kahneman deja muy claro que los Sistemas 1 y 2 son solo metáforas sobre la mente, pero aun así a menudo se confunden con estructuras cerebrales.)

Algunos científicos describen la mente humana como una colección de «órganos mentales»especializados en el miedo, la empatía, los celos y otras herramientas psicológicas que evolucionaron para garantizar la supervivencia; pero el cerebro en sí no está estructurado de ese modo. Nuestro cerebro tampoco se «enciende» con la actividad, como si tuviera unas partes activadas y otras desactivadas. Ni «almacena» los recuerdos como archivos de ordenadorpara recuperarlos y abrirlos más tarde. Estas ideas son metáforas derivadas de creencias sobre el cerebro que hoy están obsoletas.

Si los cerebros reales no funcionan como sugiere ninguna de esas metáforas y el cerebro trino es un mito, entonces, ¿cómo es realmente el cerebro que nos convierte en la clase de animal que somos? ¿Qué tipo de cerebro nos proporciona la capacidad de cooperar, las habilidades lingüísticas y el talento para deducir lo que otras personas piensan o sienten? ¿Qué tipo de cerebro es necesario para crear una mente humana? La respuesta a estas preguntas empieza con una idea importante: nuestro cerebro es una red, un conjunto de partes que están interconectadas de tal modo que funcionan como una sola unidad. Sin duda, el lector estará familiarizado con otras redes que hay a nuestro alrededor. Internet es una red de dispositivos conectados. Un hormiguero es una red de cavidades subterráneas conectadas por túneles. Una red social es un conjunto de personas conectadas. Nuestro cerebro, a su vez, es una red de 128.000 millones de neuronas conectadas como una estructura única, masiva y flexible.

La noción de una red cerebral no es una metáfora: es una descripción derivada de los mejores estudios científicos disponibles acerca de cómo evolucionaron los cerebros, cómo están estructurados y cómo funcionan. Y, como verá el lector, el concepto de estructura reticular nos facilitará unpoco más llegar a comprender qué es lo que hace que el cerebro sea capaz de crear la mente.

¿Cómo se convierten 128.000 millones de neuronas individuales en una única red cerebral? En términos generales, podemos decir que cada  neurona parece un pequeño arbolito, con un frondoso ramaje en la parte superior, un largo tronco y raíces en la parte inferior . Las ramas, denominadas dendritas, reciben señales de otras neuronas, mientras que el tronco, que se llama axón, envía señales a otras neuronas a través de sus raíces. Los 128.000 millones de neuronas de nuestro cerebro se comunican entre sí constantemente, día y noche. Cuando una neurona se activa, una señal eléctrica recorre su tronco hasta las raíces. Esta señal hace que las raíces liberen sustancias químicas en los espacios que separan unas neuronas de otras, denominados sinapsis. Esas sustancias químicas atraviesan la sinapsis y se adhieren al ramaje de otra neurona, lo que provoca que esta también se active; he aquí cómo una neurona transmite información a otra.

Esta disposición de dendritas, axones y sinapsis entrelaza nuestros 128.000 millones de neuronas individuales en una red. Para simplificar las cosas, en adelante me referiré a esta estructura como el «cableado» del cerebro. Nuestra red cerebral siempre está «encendida». Las neuronas nunca permanecen ociosas esperando a que algo del mundo exterior las active. Lejos de ello, todas charlan constantemente entre sí a través de su cableado. Sus comunicaciones pueden volverse más fuertes o más débiles dependiendo de lo que esté sucediendo en el mundo exterior y en nuestro propio cuerpo, pero la conversación solo se detiene cuando nos morimos.

La comunicación que tiene lugar en nuestro cerebro es un ejercicio de equilibrio entre velocidad y coste. Cada neurona transmite información directamente a otros pocos miles de neuronas y recibe información de otros pocos miles más o menos, lo que produce más de 500 billones de conexiones directas de neurona a neurona. Esta es una cifra realmente grande, pero sería inmensamente mayor si cada neurona hablara directamente con todas las demás neuronas de la red. Una estructura así requeriría incrementar de tal modo el número de conexiones que el cerebro se quedaría sin recursos para mantenerlas.

De ahí que tengamos un cableado más frugal, que se parece al sistema global de transporte aéreo. El sistema de transporte aéreo es una red de unos 17.000 aeropuertos repartidos por todo el mundo. Mientras que el cerebro transporta señales eléctricas y químicas, esta red transporta pasajeros (y, con un poco de suerte, nuestro equipaje). Cada aeropuerto mantiene vuelos directos con algunos otros aeropuertos, pero no con todos los demás. Si cada aeropuerto enviara vuelos a todos los demás, el tráfico aéreo aumentaría en miles de millones de vuelos por año, todo el sistema se quedaría sin combustible, pilotos y pistas, y finalmente se colapsaría. En lugar de ello, algunos aeropuertos alivian la carga del resto actuando como centros de conexión.

El sistema de centros de conexión es flexible y escalable, y constituye la espina dorsal de los viajes internacionales. Permite que todos los aeropuertos participen a escala global, aunque muchos de ellos se centren en vuelos locales.

Las neuronas y su cableado.

Nuestra red cerebral está organizada de la misma manera. Las neuronas forman grupos que son como aeropuertos. La mayoría de las conexiones entrantes y salientes de un grupo son de carácter local, de modoque, como haría un aeropuerto, el grupo sirve principalmente al tráfico local. Pero además algunos grupos actúan como centros de comunicación: están densamente conectados con muchos otros grupos y algunos de sus axones se extienden a través del cerebro y actúan como conexiones de larga distancia. Esos centros cerebrales, como los aeroportuarios, logran que un sistema complejo resulte eficiente. Permiten que la mayoría de las neuronas participen a escala global aunque se centren en un ámbito más local. Los centros de conexión forman la espina dorsal de la comunicación en todo el cerebro.

Grupos de neuronas vinculadas por centros de conexión.

Los centros de conexión son infraestructuras cruciales. Cuando un centro de conexión aeroportuaria importante deja de funcionar, los retrasos y cancelaciones de vuelos se propagan por todo el planeta. Así que imagine lo que sucede cuando deja de funcionar un centro de conexión cerebral. Las lesiones en dichos centros seasocian a la depresión, la esquizofrenia, la dislexia, el dolor crónico, la demencia, la enfermedad de Parkinson y otros trastornos. Los centros son puntos vulnerables porque son clave para la eficiencia: permiten que un cerebro humano funcione en un cuerpo humano sin agotar el presupuesto corporal.

Debemos agradecer a la selección natural que tengamos esta estructura de centros de conexión a la vez ligera y potente. Los científicos especulan con la posibilidad de que a lo largo del tiempo evolutivo las neuronas se organizaran en este tipo de red porque es potente y rápida, pero al mismo tiempo energéticamente eficiente y lo bastante pequeña para caber en el cráneo.

Nuestra red cerebral no es estática: cambia constantemente. Algunos cambios son extremadamente rápidos. El cableado del cerebro está bañado en sustancias químicas que completan las conexiones locales entre las neuronas. Estas sustancias químicas, como el glutamato, la serotonina y la dopamina, se denominan neurotransmisores, y su tarea consiste en facilitar o dificultar el paso de las señales a través de las sinapsis. Son como el personal aeroportuario —expendedores de billetes, inspectores de seguridad, personal de tierra—, que puede acelerar o ralentizar el flujo de pasajeros en un aeropuerto y sin los cuales no podríamos viajar en absoluto.

Los cambios en la red se producen de manera instantánea y constante, a pesar de que la estructura física de nuestro cerebro parezca inalterada. Además, algunas de las sustancias químicas, como la serotonina y la dopamina, también pueden actuar sobre otros neurotransmisores para aumentar o disminuir sus efectos. Cuando las sustancias químicas del cerebro actúan de ese modo las denominamos neuromoduladores. Son como las condiciones climáticas de la ruta entre dos aeropuertos. Cuando el tiempo está despejado, los aviones vuelan deprisa; cuando hay tormenta, los vuelos se detienen o se desvían. En conjunto, los neuromoduladores y neurotransmisores permiten que la estructura única de nuestro cerebro asuma billones de patrones de actividad distintos.

Otros cambios que tienen lugar en la red son relativamente más lentos. Del mismo modo que los aeropuertos construyen o renuevan sus terminales, nuestro cerebro se halla constantemente en construcción. Las neuronas mueren y en algunas partes del cerebro humano nacen otras. Las conexiones se vuelven más o menos numerosas y se fortalecen cuando las neuronas se activan a la vez mientras que se debilitan cuando no lo hacen. Estos cambios son ejemplos de lo que los científicos denominan plasticidad, y se producen a lo largo de toda nuestra vida. Cada vez que aprendemos algo —el nombre de una nueva amiga o un dato interesante que leemos en las noticias—, la experiencia se codifica en nuestro cableado para que podamos recordarla, y con el tiempo esas codificaciones pueden modificar el propio cableado.

Nuestra red también es dinámica en otro aspecto. En la medida en que las neuronas cambian de interlocutor, una misma neurona puede asumir distintos papeles. Por ejemplo, nuestra capacidad visual se halla tan íntimamente ligada a un área concreta del cerebro —la llamada corteza occipital— que es habitual denominar también a dicha área corteza visual; sin embargo, sus neuronas frecuentemente transportan información relativa al oído y al tacto. De hecho, si durante unos días se les vendan los ojos a un grupo de personas con una visión normal y se les enseña a leer braille, lasneuronas de su corteza visual incrementan su actividad dedicada al sentido del tacto. Cuando se les quita la venda el efecto desaparece al cabo de veinticuatro horas. De manera similar, cuando nace un bebé con cataratas congénitas, que impiden que su cerebro reciba información visual, las neuronas de la corteza visual se reutilizan y se ponen al servicio de susotros sentidos.

Algunas neuronas de nuestro cerebro están conectadas de manera tan flexible que su principal función es tener muchas funciones. Un ejemplo de ello es una parte de la corteza prefrontal denominada corteza prefrontal dorsomedial. Esta región del cerebro siempre está involucrada en el presupuesto corporal, pero también interviene regularmente, entre otras cosas, en la memoria, las emociones, la percepción, la toma de decisiones, el dolor, los juicios morales, la imaginación, el lenguaje y la empatía.

En general, ninguna neurona tiene una única función psíquica, aunque sí es probable que una determinada neurona contribuya a unas funciones más que a otras. Incluso cuando los científicos dan nombre a un área del cerebro porque la asocian a la función que realiza, como la «corteza visual» o la «red del lenguaje», el nombre tiende más a reflejar el enfoque del científico en ese momento que una función exclusiva realizada por esa parte del cerebro. No estoy diciendo que todas las neuronas puedan hacer de todo, pero sí que cualquier neurona puede hacer más de una cosa, al igual que un mismo aeropuerto puede gestionar despegues y aterrizajes, vender billetes y servir comida basura.

También se da el caso de que diferentes grupos de neuronas pueden producir un mismo resultado. Pruebe lo siguiente: alargue la mano para tocar algo que tenga delante, como su teléfono o una barra de chocolate; luego retire la mano y vuelva a alargarla exactamente de la misma forma. Incluso un movimiento tan sencillo como este, cuando se realiza más de una vez, puede estar guiado por diferentes conjuntos de neuronas. Este fenómeno se conoce como degeneración. Los científicos sospechan que todos los sistemas biológicos tienendegeneración. En genética, por ejemplo, un mismo color de ojos puede ser el resultado de diferentes combinaciones de genes. También nuestro sentido del olfato funciona por degeneración, al igual que nuestro sistema inmunitario. La degeneración está presente también en los sistemas de transporte. Podemos volar de Madrid a Roma en diferentes aerolíneas, en diferentes vuelos, en distintos modelos de avión, en diferentes asientos y con distinto personal de vuelo; asimismo, los copilotos pueden reemplazar a los pilotos.

La degeneración en el cerebro implica que nuestros actos y experiencias pueden crearse de múltiples formas. Cada vez que sentimos miedo, por ejemplo, nuestro cerebro puede construir ese sentimiento con varios conjuntos de neuronas. Hemos visto, pues, lo útil que resulta concebir el cerebro como una red. Esta perspectiva capta gran parte del comportamiento dinámico del cerebro: los cambios lentos debidos a la plasticidad, los cambios más rápidos mediados por los neurotransmisores y neuromoduladores, y la flexibilidad de las neuronas para desempeñar múltiples funciones.

La organización reticular también tiene otra ventaja: proporciona al cerebro una característica especial que es clave para crear una mente humana. Es la denominada complejidad. Aunque aquí ya lo hemos utilizado en un sentido amplio, en neurociencia este término designa específicamente la capacidad del cerebro para configurarse en una enorme cantidad de patrones neuronales distintos. En general, un sistema dotado de complejidad se compone de muchas partes interactivas que colaboran y se coordinan para crear múltiples patrones de actividad. El sistema global de transporte aéreo es complejo porque sus diversas partes —los expendedores de billetes, los controladores de tráfico aéreo, los pilotos, los aviones, el personal de tierra, etc.—dependen unas de otras para que todo el sistema funcione. El comportamiento de un sistema complejo es más que la suma de sus partes.

La complejidad permite al cerebro actuar de manera flexible en todo tipo de situaciones. Abre una puerta que nos posibilita pensar en términos abstractos, poseer un rico lenguaje hablado, imaginar un futuro muy distinto del presente, y disponer de la creatividad y la capacidad de innovación necesarias para construir aviones, puentes colgantes y aspiradores robóticos. La complejidad también nos ayuda a concebir el mundo entero más allá de nuestro entorno inmediato, incluso el espacio exterior, y a considerar el pasado y el futuro en mayor medida que otros animales. La complejidad por sí sola no nos proporciona estas capacidades, puesto que muchos otros animales también tienen cerebros complejos, pero sí es uno de sus ingredientes fundamentales, y un ingrediente además que resulta especialmente abundante en el cerebro humano.

En el caso concreto de nuestro cerebro, ¿en qué se traduce esa complejidad? Imagine miles de millones de neuronas enviando chorros de señales a otras neuronas específicas al mismo tiempo, con la ayuda de los neurotransmisores, los neuromoduladores y toda la parafernalia dinámica. Esa imagen representa un «patrón» de actividad cerebral. La complejidad significa que nuestro cerebro puede crear enormes cantidades de patrones distintos combinando fragmentos de antiguos patrones creados anteriormente. El resultado es un cerebro que gestiona su cuerpo de manera eficiente, en un mundo lleno de situaciones en constante cambio, recordando aquellos patrones que ayudaron en el pasado, y generando y probando otros nuevos.

Un sistema tiene mayor o menor complejidad en función de la cantidad de información que sea capaz de gestionar al reconfigurarse. El sistema de transporte aéreo global resulta extremadamente complejo en ese sentido. Los pasajeros pueden viajar casi a cualquier lugar del mundo mediante diferentes combinaciones de vuelos. Si se inaugura un nuevo aeropuerto, el sistema puede reconfigurarse para darle cabida. Si un aeropuerto resulta dañado por un tornado, los vuelos se verán interrumpidos por un tiempo, pero a la larga las aerolíneas solucionarán el problema utilizando rutas alternativas. Un sistema con menor complejidad, en cambio, no podría reconfigurarse tan fácilmente. El sistema de transporte aéreo tendría una complejidad menor si para cualquier ruta dada hubiera un solo plan de vuelo, o si todos los aviones se vieran obligados a aterrizar y despegar en un único centro de conexión: si ese centro dejara de funcionar, todo el sistema de transporte aéreo se vería interrumpido.

Cerebros imaginarios

Podemos explorar lo que supone una mayor o menor complejidad considerando dos cerebros humanos imaginarios menos complejos que el nuestro. El primero de ellos tiene alrededor de 128.000 millones de neuronas, como el nuestro, pero cada una de dichas neuronas está conectadacon todas las demás. Cuando una neurona recibe una señal para cambiar su cadencia de activación, a la larga todas las demás neuronas cambian con ella en tanto que todas están interconectadas. Llamaré a este un cerebro «pastel de carne» debido a la uniformidad de su estructura. En términos funcionales, el cerebro «pastel de carne» es menos complejo que el nuestro, porque en cualquier momento dado sus 128.000 millones de elementos constituyen en la práctica uno solo.

El segundo cerebro imaginario también cuenta con 128.000 millones de neuronas, pero, de manera similar a un rompecabezas, está cortado en piezas que cumplen funciones específicas —ver, oír, oler, saborear, tocar, pensar, sentir, etc.—, como el cerebro imaginado por los frenólogos en el siglo XIX. Este cerebro es como un conjunto de herramientas especializadas que trabajan juntas, así que lo llamaremos cerebro «navaja suiza». El cerebro «navaja suiza» tiene una complejidad mayor que el cerebro «pastel de carne», pero sigue siendo mucho menos complejo que el nuestro, puesto que cada herramienta contribuye poco al número total de patrones quedicho cerebro puede realizar. Una navaja suiza real con, pongamos por caso, 14 herramientas, puede abrirse formando aproximadamente 16.000 patrones posibles (214, para ser exactos), y añadir una decimoquinta herramienta simplemente duplica el total. Las neuronas de nuestro cerebro, en cambio, tienen múltiples funciones que incrementan de manera exponencial el número de patrones. Si tuviéramos una navaja de 14 herramientas y añadiéramos una función adicional a cada una de ellas —porejemplo, hacer que la hoja sirva como un tosco abridor de botellas, utilizar el destornillador para perforar agujeros, etc.—, el número total de patrones salta de 16.000 (2¹⁴) a más de cuatro millones (3¹⁴). En otras palabras, cuando las partes del cerebro ya existentes se vuelven más flexibles, el resultado es una complejidad mucho mayor que la que obtenemos acumulando nuevas partes.

Puede que el cerebro «pastel de carne» y el cerebro «navaja suiza» tengan algunas ventajas, pero un cerebro de alta complejidad los supera a ambos. Los cerebros de mayor complejidad pueden recordar más. El cerebro no almacena los recuerdos como archivos de ordenador, sino que los reconstruye según se necesitan utilizando electricidad y amontonando sustancias químicas. Llamamos a este proceso remembranza, pero en realidad se trata más bien de un ensamblaje. Un cerebro complejo puede ensamblar muchos más recuerdos que los cerebros «pastel de carne» y «navaja suiza». Y cada vez que tenemos un mismo recuerdo repetido, puede que nuestro cerebro lo haya ensamblado con un conjunto distinto de neuronas (es la degeneración que veíamos antes).

Los cerebros de mayor complejidad también son más creativos. Un cerebro complejo puede combinar experiencias pasadas de nuevas formas para lidiar con cosas que hasta ahora desconocía; por ejemplo, podemos subir una colina o una escalera desconocida sin tropezar porque ya hemos subido otras similares en el pasado. Los cerebros complejos pueden adaptarse con mayor rapidez a entornos cambiantes que requieren un presupuesto corporal diferente. Esa es una de las razones por las que los humanos podemos vivir en tantos climas y estructuras sociales distintos. Si uno tiene que mudarse del ecuador al norte de Europa, o de una cultura donde reina la despreocupación a otra donde imperan reglas estrictas, se adapta más rápidamente con un cerebro complejo en la cabeza.

Además de todo eso, una mayor complejidad puede hacer que un cerebro tenga una mayor capacidad de recuperación frente a las lesiones. Si un conjunto de neuronas deja de funcionar, otros conjuntos pueden ocupar su lugar. Esa es una de las razones por las que los cerebros complejos pueden verse favorecidos por la selección natural. El cerebro «navaja suiza» no tendría esta capacidad: es más probable que la pérdida de neuronas implique una pérdida de funcionalidad.

El cerebro complejo

Puede que los cerebros humanos se cuenten entre los más complejos de la Tierra, pero no son los únicos dotados de alta complejidad. El comportamiento inteligente ha surgido muchas veces en diferentes especies con cerebros estructurados de manera distinta. Tomemos, por ejemplo, el caso del pulpo, cuyo cerebro complejo está distribuido por todo su cuerpo. Los pulpos son capaces de resolver rompecabezas e incluso de desmontar sus tanques en los acuarios. También los cerebros de las aves pueden ser complejos. Algunas especies de pájaros pueden utilizar herramientas sencillas y poseen cierta capacidad de lenguaje, aunque sus neuronas noestán organizadas en una corteza cerebral. Recuérdelo: el cerebro humano, por muy complejo que sea, no es el culmen de la evolución; simplemente está bien adaptado a los entornos que habitamos.

Puede que la alta complejidad sea un requisito previo para muchas de las cosas que nos hacen humanos, pero por sí sola no confiere a nuestro cerebro el poder de crear una mente humana. Nuestros ancestros del Paleolítico necesitaron algo más que un cerebro muy complejo para coger un fragmento de roca e imaginar que de ahí podía salir una futura herramienta bifaz. De manera similar, hizo falta algo más que una alta complejidad para observar un trozo de papel, un trozo de metal y un trozo de plástico, que son todos ellos físicamente distintos, y tratarlos como si tuvieran una función similar utilizándolos como dinero. La alta complejidad de nuestro cerebro nos ayuda a subir una escalera desconocida, pero necesitamos algo más para comprender lo que significa que alguien ascienda en la escala social ganando poder e influencia.

También hace falta algo más que una elevada complejidad para considerar la naturaleza de un cerebro humano e inventar las metáforas que hemos ideado para describirlo, como el cerebro trino, los Sistemas 1 y 2, y los órganos mentales. Estos logros de la imaginación no solo requieren un alto nivel de complejidad incorporada en un cerebro realmente grande, sino también otros factores. Como he mencionado antes, el concepto de red cerebral no es una metáfora: en la actualidad constituye la mejor descripción científica de lo que es un cerebro. Nos permite considerar cómo una estructura física se reconfigura en un instante para integrar enormes cantidades de información de manera eficiente. Revela las similitudes y diferencias entre distintos tipos de cerebros al cuantificar su complejidad. E incluso nos ayuda a comprender cómo un cerebro compensa los posibles daños que puede sufrir.

Aun así, aquí he utilizado algunas metáforas para explicar la red. Por ejemplo, el término cableado es una metáfora: las neuronas no están literalmente conectadas como si fueran cables; en realidad están separadas por pequeños espacios que llamamos sinapsis, y, como ya he indicado, son sustancias químicas las que completan las conexiones. De manera similar, las neuronas tampoco son árboles con ramas y troncos. Y lo más probable es que nuestro cerebro tampoco tenga aeropuertos en su interior. Las metáforas son maravillosas para explicar temas complejos en términos sencillos y familiares. Sin embargo, la propia simplicidad de una metáfora puede convertirse en su mayor defecto si se trata la metáfora como una explicación. En biología, por ejemplo, a veces se describen los genes como «programas». Si se toma esta metáfora en sentido literal, podría pensarse que cada gen concreto tiene siempre la misma función básica, pongamos por caso crear una determinada característica o parte del cuerpo (en realidad no es así).

Los físicos a veces dicen que la luz viaja en ondas, una metáfora que nos invita a suponer que el espacio, como un océano, contiene alguna sustancia por la que dichas ondas se desplazan (tampoco es así). Las metáforas transmiten una falsa ilusión de conocimiento, por lo que deben utilizarse con cuidado. Es cierto que la compleja red que albergamos en la cabeza no es una metáfora, pero mi descripción aquí resulta necesariamente incompleta. Nuestro cerebro es algo más que solo neuronas. Incluye vasos sanguíneos y varios fluidos de los que no he hablado. También incluye otros tipos de células cerebrales, llamadas células gliales, que actúan de formas que los científicos aún no comprenden del todo. Nuestra red cerebral incluso puede extenderse, sorprendentemente, al estómago y los intestinos, donde los científicos han encontrado microbios que se comunican con el cerebro a través de neurotransmisores.

En la medida en que los científicos descubran más cosas sobre el cerebro y sus interconexiones, es posible que encontremos mejores formas de describir su estructura y función. Hasta entonces, concebir el cerebro como una red compleja nos permite reflexionar acerca de cómo un cerebro humano crea una mente humana sin necesidad de un neocórtex supuestamente racional y enorme. Si la evolución del cerebro humano tiene un logro culminante, es la complejidad de su culminación.

Los pequeños cerebros se conectan a su mundo

¿Alguna vez ha reparado en el hecho de que muchos animales cuando nacen son más competentes que los humanos recién nacidos? Una culebra que acaba de nacer es capaz de deslizarse por sí sola casi de manera instantánea. Los caballos pueden caminar poco después de venir al mundo y un bebé chimpancé puede aferrarse al pelaje de su madre. En comparación, los humanos recién nacidos resultan bastante patéticos. Ni siquiera son capaces de controlar sus extremidades. Pasan semanas antes de que puedan golpear algo deliberadamente con sus manitas.

Muchos animales salen del huevo o del útero con cerebros cuyo cableado está más desarrollado para controlar sus cuerpos, pero los pequeños cerebros humanos nacen en construcción. No asumen plenamente su estructura y función adultas hasta que completan su cableado principal, un proceso que tarda unos veinticinco años. ¿Por qué evolucionamos de tal manera que nacemos con nuestro cableado cerebral tan solo parcialmente completado? Nadie lo sabe con certeza (aunque muchos científicos se han mostrado encantados de especular al respecto). Lo que sí podemos saber es de dónde provienen esas instrucciones de cableado tras el nacimiento y qué ventajas nos brinda esa configuración.

Los estudiosos suelen tratar este tema en términos de «natura versus cultura»; es decir, dilucidando qué aspectos de nuestra humanidad se hallan integrados en nuestros genes antes de nacer y cuáles aprendemos de nuestro entorno cultural. Pero esta distinción es ilusoria. No podemos atribuir causas exclusivamente a los genes o exclusivamente al entorno, porque ambos son como amantes bailando un apasionado tango: se hallan entrelazados de tal manera que no sirve de mucho pretender separarlos con nombres como natura y cultura.

En extraordinaria medida, los genes de un bebé están guiados y regulados por el entorno circundante. Las áreas del cerebro más profundamente involucradas en la visión, por ejemplo, se desarrollan de forma normal después del nacimiento solo si las retinas del bebé se exponen de manera regular a la luz. El cerebro del bebé también aprende a localizar sonidos en su entorno en función de la forma específica de su oreja. Y lo que aún resulta más extraño: el bebé necesita algunos genes adicionales con los que no nace, sino que se deslizan dentro de su cuerpo procedentes del mundo exterior. Esos diminutos visitantes viajan dentro de las bacterias y de otras criaturas, y afectan al cerebro de formas que los científicos apenas están empezando a entender.

Las instrucciones de cableado del cerebro de un bebé no solo proceden del entorno físico, sino también del entorno social, de los cuidadores y de personas como el lector y yo. Cuando acunamos a una niña recién nacida en los brazos, le exponemos nuestro rostro a la distancia justa para enseñar a su cerebro a procesar y reconocer caras. Cuando le ponemos cajas y bloques de construcciones al alcance de la vista, estamos entrenando su sistema visual para ver bordes y esquinas. Muchas otras actividades sociales que realizamos con un bebé, como hacerle arrumacos, hablarle y establecer contacto visual con él en momentos clave, esculpen su cerebro de formas tan necesarias como irrevocables. Los genes desempeñan un papel clave en la construcción del cableado cerebral de un bebé, pero también nos abren la puerta a configurar su cerebro recién nacido en el contexto de nuestra cultura.

Ajuste y poda

Los cuidadores desempeñan un papel esencial en el cableado del cerebro del bebé. A medida que la información viaja del mundo exterior al cerebro del recién nacido, algunas neuronas se activan a la vez con más frecuencia que otras, provocando esos cambios cerebrales graduales que hemos calificado como plasticidad. Dichos cambios predisponen al cerebro del bebé aadquirir una complejidad cada vez mayor a través de dos procesos que denominaremos ajuste y poda.

El ajuste implica el fortalecimiento de las conexiones entre las neuronas, en especial aquellas que se utilizan con frecuencia o que son importantes para presupuestar los recursos corporales (agua, sal, glucosa, etc.). Si pensamos de nuevo en las neuronas como pequeños arbolitos, el ajuste es el encargado de que el ramaje de las dendritas se vuelva más tupido. También es el responsable de que el axón en forma de tronco desarrolle una capa más gruesa de mielina, una «corteza» grasa similar al aislamiento que cubre los cables eléctricos, que permite que las señales viajen más deprisa. Las conexiones bien ajustadas resultan más eficientes a la hora de transportar y procesar información que las mal ajustadas, y, en consecuencia, es más probable que se reutilicen en el futuro. Eso significa que resulta más probable que el cerebro recree ciertos patrones neuronales que incluyen esas conexiones bien ajustadas. Como les gusta decir a losneurocientíficos: «Las neuronas que se activan a la vez forjan su cableado a la vez».

Al mismo tiempo, las conexiones menos utilizadas se debilitan y finalmente mueren. Es el proceso de poda, el equivalente neuronal de «Lo que no se usa se descarta». La poda es fundamental en el cerebro en desarrollo, ya que los pequeños humanos nacen con muchas más conexiones de las que al final acabarán utilizando. Un embrión humano crea el doble de neuronas de las que necesita un cerebro adulto, y esas neuronas infantiles son casi el triple de frondosas que las de este último. Al principio las conexiones no utilizadas resultan útiles ya que permiten que el cerebro se adapte a entornos diversos. Pero a largo plazo dichas conexiones se convierten en una carga, metabólicamente hablando: no aportan nada de valor, por lo que mantenerlas representa un despilfarro de energía para el cerebro. Lo bueno es que la poda de esas conexiones adicionales deja margen para un nuevo aprendizaje; es decir, para ajustar otras conexiones más útiles.

                    CONTINUARÁ

                                                                                 ©  2023  JAVIER DE LUCAS