Apuntes científicos desde el MIT

La política inicial del Parque Nacional de Yellowstone respecto a los lobos era clara: matarlos a todos. Durante los años 30 fueron definitivamente exterminados.
Cuando el lobo fue catalogado como especie amenazada, empezó la idea de repoblar Yellowstone. En 1995, 31 ejemplares originales de Canadá se reintrodujeron en el parque. Ahora constituyen una población completamente recuperada de casi 200 individuos.
Douglas Smith es el director de este proyecto, ha estado siguiéndolos y estudiándolos durante todo este tiempo, y está considerado como uno de los principales biólogos de lobos que existen. Asistí a una charla sobre sus investigaciones, y luego pude charlar luego con él sobre el comportamiento de los lobos, estrategias grupales de caza, o papel que ejercen papel en el ecosistema. Dough asegura que lo suyo “no es un trabajo sino un estilo de vida. Estudiar lobos es una fascinación científica y personal”. Lo que más le sorprende es como cuidan y educan a las crías. “Son los mejores padres que hay. Mejores que yo mismo. Y tienen un sistema de enseñanza muy sofisticado”. Cuando le pregunté por los motivos últimos tras la preservación de los lobos en Yellowstone habló de ética: “no tenemos ningún derecho a ser la especie dominante y eliminar lo que nos moleste”, y de valor en el ecosistema: “Yellowstone ahora tiene una fauna más equilibrada. Los alces eran la especie dominante con diferencia. Con la introducción de los lobos, su número se ha reducido, y esto ha permitido el aumento de otros animales. Ahora tenemos un entorno más rico y diverso”.
La mañana con Dough estuvo muy bien. Fue un rascar donde no pica que resultó interesante.
Pero acompañar por la tarde al ranger Rick McIntyre durante su exploración diaria en busca de lobos, y escuchar algunas de sus historias acumuladas durante los 35 años que lleva siguiéndolos primero en Alaska y luego en Yellowstone, fue una experiencia memorable.
Lo que más impacta a Rick es la combinación entre extrema amistad dentro del grupo, y ferocidad con los invasores. Dice que “son como un equipo de fútbol. Forman grupos muy bien cohesionados. Se cuidan muchísimo entre ellos, cooperan con fines comunes… y defienden su territorio con gran agresividad contra otros grupos. Su mayor causa de mortalidad es entre ataques propios”.
Sus estudios están relacionados con la conducta social tan elaborada que tienen. “Esta mañana una manada aceptó a un individuo que venía de un clan diferente. Pero ese mismo grupo había matado a un intruso dos meses antes. Queremos entender por qué aceptan a algunos foráneos, y matan a otros.”
Rick observa muchas similitudes entre el comportamiento de lobos y humanos. Pero sobretodo, cuenta historias.

Historia nº1: La ternura de Wolf-21
“El lobo más famoso que tuvimos en Yellowstone se llamaba Wolf-21. Era un macho alfa enorme, el lobo más fuerte del parque. Era un cazador excelente, y podía luchar contra varios lobos a la vez. Un día, él sólo derrotó a 5 lobos que intentaban invadir su área. Pero cuando estaba con su familia y luchaba con sus hijos u otros machos del grupo, fingía que le derrotaban. Se dejaba ganar como forma de aprendizaje y cohesión social. Era encantador. No necesitaba imponer su respeto”.

Historia nº2: Rebelión en la granja
Por otra parte, varios años atrás teníamos a una hembra alfa muy agresiva con las otras hembras del grupo. Innecesariamente agresiva. Incluso con su madre, hermanas… pensamos que era porque llegó a ser una hembra alfa muy joven, y sentía cierta inseguridad en su posición. Durante muchísimo tiempo las otras se mantenía sumisas, no se revelaban contra sus ataques. Pero un día su hermana se enfrentó a ella. De golpe las otras hembras, que nunca habían mostrado ningún rechazo, se unieron al ataque y la mataron. Fue una reacción contra el poder injusto, una verdadera revolución.”

Historia nº3: ¿eres perro o lobo?
“Un lobo estaba pasando por malos momentos. No había comido en bastante tiempo, hacía frío, humedad… entonces se cruzó con un perro gordito, satisfecho, y la mar de feliz. Empezaron a hablar. El lobo le preguntó cómo era que le iba tan bien, y el perro de explicó que su amo le alimentaba cada día, le llevaba al veterinario, le daba cobijo… “es una vida muy confortable, deberías encontrar un amo que te cuide!”, recomendó el perro. “Oye, pues sí parece buena idea. Lo voy a hacer.”, contestó el deteriorado lobo... Pero entonces, vio algo alrededor del cuello del perro y le preguntó: “¿Qué es esto?”. “Es mi collar, donde mi amo engancha la cadena y me dirige por donde quiere. Forma parte del trato”. El lobo no dudó ni un instante: “Quédate con tu amo. Mi espíritu es libre. No quiero saber nada más”. Y se marchó.

¿Os sentís más perros o lobos?
Un apunte antes de contestar: Dough Smith explicaba orgulloso que la esperanza de vida de un lobo en Yellowstone es muy alta: 4 años. Uno de cada 5 lobos no supera el durísimo invierno en Montana, o las encarnizadas luchas entre grupos. Pero sí, son libres.

Cuando empiezas a recorrer el maravilloso Parque Nacional de Yellowstone te quedas prendado de su belleza paisajística, su diversidad orográfica, sus colores, su vida salvaje… y te sorprende pensar que todo lo que ves es fruto de la erupción de un volcán cuya caldera mide 65 km de diámetro. Un volcán todavía activo gracias a una enorme bolsa de magma (hotspot) que provoca la mayor concentración del mundo de géiseres, fuentes termales, y mudpots (calderas de barro). Para los centenares de científicos que realizan estudios en el parque, éste es uno de los lugares geológicamente más dinámicos de la Tierra.

Empecé preguntándole a la geóloga Cheryl Jaworowski sobre el trabajo de los vulcanólogos, y la rareza de un volcán que no se encuentra entre placas tectónicas sino encima de un hotspot cuya formación todavía intriga a los científicos.
Entonces, cogió una roca y me pidió que saliéramos fuera del edificio. Se situó en un punto determinado y me dijo: “Esta banda grisácea más intensa en la piedra son restos de la tercera gran erupción en Yellowstone. Ocurrió hace 640.000 años y fue la responsable de la forma actual del parque. La línea de rocas que ves en la cima del monte a mi espalda son restos de la erupción de hace 2.1 millones de años. Fue la primera en Yellowstone y una de las más grandes que nunca ha ocurrido en la Tierra. Si te giras 90 grados puedes observar rocas de hace 100 millones de años, del cretáceo. Las tenemos a la vista gracias a que la actividad volcánica las trajo a la superficie. Tuerces 90 grados más y ves el Bunsen Peak. Esa montaña está formada con las entrañas de un volcán diferente, hace 50 millones de años. En frente del pico, esa colina se originó por el deshielo de un glaciar hace 40.000 años. Y si vuelves a girar 90 grados, ahí puedes distinguir las fuentes termales causadas por la actividad actual del volcán. Si quieres podemos discutir nuestras investigaciones y detalles más abstractos sobre la historia geológica de Yellowstone y las teorías acerca del hotspot. Pero a veces, simplemente poder apreciar lo que tenemos a nuestro alrededor ya resulta fascinante”.
Tras dos días en Yellowstone, no puedo estar más de acuerdo.

Cuando subes una colina y descubres una balsa humeante de colores intensos te deja boquiabierto. Pero entender su formación y el origen de sus colores añade una nueva capa de belleza al espectáculo visual.
El agua del deshielo o la lluvia se filtra por el suelo del parque, pero a cierta profundidad empieza a calentarse por el magma subterráneo y busca caminos para regresar a la superficie. Si el camino es relativamente despejado forma hot-springs (fuentes termales) como la de la fotografía, la mayor del parque. El agua cargada de minerales emana a temperaturas superiores a 70 grados, condiciones ideales para ciertos microorganismos termófilos, que están encantados en este entorno extremo. Los colores amarillos, anaranjados y marrones que rodean la fuente termal son colonias de bacterias de gran interés científico. Algunas como las cianobacterias son parecidas a los primeros organismos fotosintéticos que oxigenaron la Tierra hace más de 2 mil millones de años. Otras, como el Termophilus Aquaticus se descubrió aquí y revolucionó la biología molecular cuando se empezó a utilizar para amplificar fragmentos de ADN con una técnica llamada PCR .

Los mudpots están formadas por un barro espeso tan ácido que derretiría tu carne si lo tocaras. Para los científicos fue una inverosímil sorpresa descubrir que un pH de 1.5 podía albergar alguna forma de vida. Pero no sólo eso, bacterias y arqueas (los organismos más extremófilos que existen) eran los responsables de esta acidez. El volcán emite sulfuro de hidrógeno por los mudpots. Allí, ciertos microorganismos utilizan este gas como fuente de energía y lo transforman en ácido sulfúrico, que derrite la roca y crea este aspecto fangoso. Lástima que en el blog no os pueda transmitir el intenso olor que se respiraba en la zona.

Sí que podría haber grabado el rugido de los géiseres antes de explotar. En algunas ocasiones el agua caliente se acumula en balsas subterráneas. Si además, la vía de escape es muy estrecha, cuando la presión pasa de un cierto valor se libera de golpe creando un géiser. Es espectacular. El que veis en la foto es el más alto del mundo. Pero de verdad, de nuevo me impresionó más las capas de microorganismos a su alrededor. Para algunos científicos son una ventana al pasado más remoto de la Tierra. Las condiciones iniciales en nuestro planeta podrían ser similares a las que ahora viven algunos de estos microorganismos. Su estudio revela pistas para el origen de la vida.
Además forman unas comunidades llamadas tapetes microbianos que constituyen un verdadero microecosistema. Una capa de bacterias superficial utiliza la luz para hacer fotosíntesis, por debajo otra capa vive sin oxígeno y se alimenta de los subproductos que los primeros generan. Y así a diferentes niveles de profundidad.

Yellowston es precioso. Fundado en 1872 fue el primer Parque Nacional que existió, y resulta admirable los esfuerzos que se dedican a conservación. En un solo día vi osos (confieso que de muy lejos), zorros, coyotes, ciervos, castores, marmotas, alces… e impresiona encontrarte de golpe una manada de bisontes paseando al lado de la carretera. Hablaremos de la vida macroscópica en otro post, pero en este, nos quedamos con la fabulosa diversidad de los microorganismos.

El jueves por la noche cené en Washington DC con un grupo de 9 investigadores españoles del NIH (Institutos Nacionales de Salud de EEUU).
Me hablaron de sus trabajos en reparación de ADN, enfermedades raras, reproducción, diabetes, cáncer… y luego les dije: “está muy, muy bien… ¿Por qué no explicáis de forma sencilla, en 5 líneas, el contexto global de vuestras investigaciones? y lo colgamos en el blog…”.
Claro que se quejaron! “¿5 líneas?! Esto no da para nada…”, “quedará demasiado básico…”, “¿Cómo vamos a transmitir en tan poco espacio la complejidad detrás de cada investigación?”. Tenían toda la razón del mundo. Llevan años estudiando y tienen muchísimo por explicar. Lo que les pedí era injusto; 5 líneas son insuficientes para llegar al detalle de lo que están intentando averiguar.
Pero… hay un gran pero a tener en cuenta: La gran ventaja del blog respecto un artículo convencional es que el texto no está terminado. Sigue vivo, y puede crecer por donde vosotros queráis. Todos ellos se prestaron encantados a ampliar contenidos y responder a vuestros comentarios sobre su trabajo científico específico, o sobre las interioridades de la profesión de investigador.
Os aviso que si los dejamos sueltos se embalan... “¿Puedo decir cromatina?”, dijo uno mientras pensaba el texto. “No!”, respondí.
Su perfil es el siguiente: científic@s de entre 30-35 años haciendo un post-doctorado en biomedicina en un lugar tan prestigioso como el NIH, el organismo que gestiona los casi 30 mil millones de dólares que el gobierno estadounidense dedica a investigar en temas de salud. Un 10% de esta cantidad se invierte en los 27 institutos del descomunal campus de Bethesda (al lado de Washington DC), que acoge a 6000 científicos. Entre ellos los 9 que a continuación os presentan su trabajo.
Bueno… creo que uno se infiltró y me intentó colar una investigación falsa. A ver si la detectáis…
Os dejo con ellos. Si encontráis excesivas simplificaciones, posibles incongruencias, o contenido un poco cojo, es responsabilidad exclusiva de las restricciones que les impuse y de mi edición posterior. Pero si os quedáis con dudas, ya es cosa vuestra. Acosadles!
Yo mientras, me voy en busca del oso Yogui. La semana que viene os contaré desde Yellowstone historias de lobos, géiseres, y cianobacterias. Pero de momento, aquí tenéis a 8 científicos + 1 farsanta/e ofreciéndose a explicar cómo luchan para vencer enfermedades.

Elsa Callén
El objetivo de mi investigación es entender los mecanismos que la célula ha desarrollado para detectar y reparar las dobles roturas en el ADN (se rompen al mismo tiempo y en el mismo sitio las dos hebras de la doble cadena). Este tipo de daño es el más drástico para la célula, por lo que es muy importante que esta maquinaria actúe rápida y eficazmente. El origen de estas dobles roturas puede ser muy variado, y resulta de importancia critica que sean correctamente reparadas, ya que si no, este daño en el ADN puede dar lugar a translocaciones oncogénicas y desarrollo de tumores. Para el estudio de estos procesos, utilizamos como modelo ratones que les faltan ciertos genes involucrados en las distintas rutas de reparación. Entender estas rutas resulta relevante también para desarrollar una terapia antitumoral.

Reini Fernández de Luco
Tradicionalmente el núcleo estaba considerado como un compartimento meramente estructural dentro de la célula. Su única función era proteger el ADN de agresiones externas. Sin embargo, en los últimos 15 años estamos comprobando que los genes están altamente organizados dentro del núcleo, y su posición respecto a otros componentes nucleares es esencial para la correcta expresión génica, la reparación del ADN, o incluso el control de la división celular.
Mi laboratorio centra todos sus esfuerzos en comprender cómo se organizan y comportan los genes dentro de este núcleo altamente organizado. Queremos entender cómo afecta la estructura del núcleo al correcto funcionamiento de la célula, y aplicarlo al entendimiento de alteraciones celulares tales como el envejecimiento o el cáncer.

Iñigo Horcajuelo
Nuestro grupo fue el que identificó el llamado Cromosoma Z. En algunos casos hay fragmentos del cromosoma Y que se recombinan con el X, luego se rompe un brazo del cromosoma X, y se genera un nuevo fragmento formado por unos 430 genes, que denominamos “Cromosoma Z”. Es una situación muy poco frecuente y que pasa desapercibida, ya que los genes continúan activos y se expresan normalmente. Por eso no se descubrió hasta hace un par de años. La única consecuencia que de momento conocemos es que los individuos con este trastorno son estériles, pero la investigación en que participo está buscando otros efectos. Tenemos indicios que están relacionados con cambios abruptos de personalidad.

María Jiménez-Movilla
La primera barrera que se encuentra el espermatozoide para fecundar el óvulo es una estructura llamada zona pelúcida, que protege tanto al óvulo como al embrión temprano cuando es implantado en el útero. Entre otras funciones la zona pelúcida se encarga de evitar que el óvulo sea fecundado por más de un espermatozoide, y que el espermatozoide se prepare para fusionarse con la membrana del óvulo. Esta compleja estructura esta formada por solo tres proteínas. Nosotros queremos saber cómo se disponen estas proteínas. Para ello usamos microscopia atómica de fusión, tomografía microscópica, e ingeniería genética desarrollando ratones que tienen estas proteínas modificadas.

Salva Naranjo-Suárez
En las células normales, sanas, una disminución de los niveles de oxígeno transitoria produce una serie de cambios dirigidos a adaptarse a esa nueva condición (como por ejemplo, cambiar de un metabolismo aerobio a uno anaerobio). Pero si la situación hipóxica (falta de oxígeno) se prolonga en el tiempo, acaba siendo tóxica para la célula, y esta muere. Sin embargo en las células tumorales el efecto tóxico de la hipoxia crónica es mucho más atenuado. Nuestro objetivo es estudiar qué es lo que hace a las células tumorales más resistentes a estas situaciones de hipoxia. El descubrimiento de las señales que están alteradas en las células tumorales sería muy importante, porque se podrían desarrollar fármacos que volvieran a sensibilizar a las células transformadas, de manera que el tumor no podría desarrollarse más allá de un estadio determinado.

Patricia Pérez-Galán
Nuestro modelo experimental es un cáncer agresivo de linfocitos B denominado linfoma de células del manto. Este linfoma es poco sensible a la quimioterapia convencional, por eso es necesario mejorar las alternativas terapéuticas disponibles. Para ello estamos trabajando en dos líneas: 1) El tratamiento más efectivo en la actualidad es un fármaco llamado bortezomib, pero al que sólo un 45% de los pacientes responden. Nuestro objetivo es identificar los mecanismos de respuesta y resistencia a este medicamento. Con ello podremos diseñar terapias combinadas más efectivas, y utilizar marcadores para predecir si el tratamiento dará buenos resultados. 2) Búsqueda de otras nuevas alternativas terapéuticas. Estamos estudiando el efecto in vitro de dos nuevos fármacos. Uno que actúa a través de un mecanismo similar al bortezomib, y otro que pretende ralentizar la proliferación del linfoma. Con el segundo se espera iniciar un ensayo clínico este año.

Iñigo Ruiz de Azúa
En nuestro grupo buscamos nuevas dianas para el tratamiento de la diabetes tipo 2. Intentamos identificar proteínas de las células pancreáticas que regulen unos receptores de membrana determinados. Esta clase de receptores son claves; el 70-90 % de fármacos disponibles en el mercado actúan sobre dichos receptores, pero presentan dos limitaciones: 1- Con el tratamiento crónico se tiende a perder eficacia (el fármaco responde menos), y 2- La respuesta no siempre es selectiva (pueden hacer cosas que no queremos o en sitios que no deseamos). Nosotros intentamos mejorar ambos aspectos.

Marta Segarra
Imagina un tumor que empieza a crecer. Para continuar haciéndolo necesita desarrollar una red de vasos sanguíneos que le aporten oxígeno y nutrientes. Este proceso se llama angiogénesis. Las células tumorales producen moléculas que propician el crecimiento y la ramificación de los vasos sanguíneos. Pero al mismo tiempo, estos vasos producen otras señales que inhiben el exceso de ramificación para que la red vascular sea eficiente. Mi proyecto consiste en estudiar una señal específica que hace que los vasos sanguíneos crezcan menos. Controlando su expresión podríamos bloquear la formación de ramificaciones, disminuir el flujo sanguíneo en el tumor, y por tanto reducir el crecimiento tumoral. Esta es la idea detrás de la terapia antiangiogénica, que ya ha dado lugar a algunos fármacos contra el cáncer.

Silvia Vergarajauregui
Existen una gran variedad de enfermedades humanas causadas por problemas en la maquinaria que media el transporte de proteínas y lípidos dentro de la célula. Una de ellas es Mucolipidosis IV, una enfermedad rara, caracterizada por presentar neurodegeneracion severa y problemas oftalmológicos. Nuestro objetivo es entender la función de la proteína Mucolipin-1, que está asociada claramente a esta enfermedad. Buscamos descifrar cómo su deficiencia provoca defectos en el trafico intracelular y más concretamente en los últimos estadios de la endocitosis.

Fue una agradable sorpresa descubrir que habían escogido una foto mía para la portada de “The Legacy”, el librito que los actuales Knight Fellows preparamos para los que vendrán el año siguiente.
Es la excusa perfecta para retomar un tema apasionante que había quedado en el tintero hace unas semanas: Mi visita a Drew Endy , uno de los líderes mundiales en el campo emergente de la biología sintética.
La colonia de bacterias rosáceas que observáis en la foto dibujando las letras MIT no son microorganismos convencionales. Son un producto del laboratorio de Drew, cuyas técnicas en programación de ADN y “Synthetic Biology” van un paso por delante de la manipulación genética “tradicional”.

Olvidad la ingeniería genética (*)
La idea, a lo burdo, es la siguiente: la ingeniería genética, tal y como la entendemos, coge genes de diversas especies, los mezcla, los altera, los duplica, los silencia… juega con las secuencias genéticas y estructuras que ya existen en el mundo vivo. La biología sintética representa un nuevo escalafón: se trata de diseñar estructuras biológicas de novo. Drew Endy me dijo: “quiero diseñar y construir organismos vivos, o programar ADN para que ejecute instrucciones genéticas que se comporten como yo prediga”.
En el fondo se trata de no estar restringidos por la naturaleza, sino de diseñar constituyentes celulares con funciones absolutamente noveles. Drew añade: “hace miles de años nuestros ancestros empezaron a comprender las propiedades de las rocas, sus diferencias… (esto es ciencia, y sería análogo a la biología), luego utilizaron estas rocas y materiales que tenían en su entorno para construir edificios… (esto es tecnología, y equivaldría a la ingeniería genética actual), y posteriormente empezamos a diseñar materiales sintéticos con propiedades mejores de las que podíamos encontrar en la naturaleza (esto es lo que hará la biología sintética).”

Vida desde cero
Cuando le pregunté sobre Craig Venter y su intento de crear vida artificial, puso cara de indiferencia, y dijo: “lo que hace Craig Venter es como ir a una librería, empezar a leer un libro en voz alta, y pedir a un amigo que vaya copiando tus palabras. Luego, revisas el texto y quitas frases, añades alguna de otro libro, modificas palabras… hasta que el resultado es suficientemente diferente como para decir que se trata de una nueva obra. Yo no pretendo esto. Yo quiero escribir un libro desde cero, totalmente original”.

Pero matiza que este no es el principal objetivo de su laboratorio. Su verdadera misión es crear estándares para “hacer fácil y a gran escala” el proceso de construir sistemas vivos. Utiliza el siguiente símil: “Hay gente que diseña lenguajes de programación informáticos, y otros utilizan estos lenguajes para crear aplicaciones como Skype, facebook, google...Yo no estoy interesado en una aplicación determinada, sino en sentar las herramientas y las bases generales de la biología sintética para que permita hacer todo tipo de productos de forma fácil y eficiente.”

"2012: El diseño de cromosomas eucariotas debería ser rutinario" (*)
Sobre aplicaciones futuras, Drew vino a decir un “quien sabe”. Está convencido de que será una revolución, sobretodo en procesos industriales en el campo de la energía, de la agricultura y alimentación, salud… pero de nuevo, él no está interesado en un campo en concreto sino en todos a la vez.
De golpe sacó de un cajón 4 frascos. “¿Sabes qué es esto?”, me preguntó. Leí las etiquetas y respondí: “Guanina, Citosina, Timina y Adenina; las bases del ADN”. Continuó: “Cada frasco vale sólo 250 dólares, son materiales extraídos de caña de azúcar. Con estos 4 frascos, que cuestan 1000 dólares, hay cantidad suficiente para sintetizar 30 veces el material genético de todos los seres humanos de la Tierra. Las posibilidades que esto ofrece son amplísimas. No te puedo decir cuáles serán las primeras grandes aplicaciones, ni cuándo llegarán, pero no es algo de 50 años, ni 30, ni 20. Estamos avanzando a un ritmo exponencial”.

Ayer vi un gusano con ocho cabezas! Cada una iba a su aire, intentando escapar del cuerpo que las mantenía unidas.
¿Cómo? ¿Que no os lo creéis? Miradlo vosotros mismos en el siguiente video…

ok, ok… antes de que me acuséis de tomaros el pelo o quejaros de lo corta y poco clara que es la secuencia, dadme la oportunidad de justificar que haya colgado este video en el blog, e intentar convenceros de que se trata de algo impresionante.

Primero os pediría que lo volvierais a ver, y detuvierais la imagen en el segundo 7, justo en el instante que el bichito se expande. En ese momento se distinguen 8 protuberancias repartidas por el cuerpo. Son cabezas, y los puntos negros que veis en ellas, ojos. Los dos de más a la derecha son los de la cabeza original, la única que tenía el animal antes de que los investigadores le inhibieran un gen, le hicieran diversos cortes en su cuerpo, y contemplaran cómo iban apareciendo cabezas.

Por si todavía no lo distinguís bien, la fotografía de la derecha muestra otro ejemplar con 6 cabezas de forma un poco más clara.
Pero dejadme que insista: otro motivo por el que el video no debería dejaros indiferentes es que sois de los primeros en ver algo parecido. El investigador Peter Reddien del Whitehead Institute en el MIT me lo cedió justo ayer diciendo que es el caso visualmente más espectacular de regeneración en planarias que se ha conseguido hasta el momento. No encontraréis nada mejor en youtube.

Que es una planaria?
Las planarias son gusanos con unas capacidades de regeneración espectaculares.
Si le cortas una pierna a una salamandra, le crecerá una de nueva. Si te quitan la mitad de tu hígado, volverá a crecer. Algunos peces regeneran aletas e incluso parte de la espina dorsal. Pero esto no es nada comparado con lo que hacen estos sorprendentes animales, cuya capacidad regenerativa extrema lleva estudiándosemás de 100 años : Si los partes por la mitad, en un trozo crecerá una cabeza y en el otro una cola. Si cortas la cabeza entre los ojos, al poco tiempo tendrás un gusano con dos cabezas completas e independientes. Le quitas un fragmento 300 veces más pequeño que el total del cuerpo, y es capaz de regenerar un individuo entero.
De verdad; es más espectacular de lo que parece… ese fragmento diminuto no tiene ni “boca-ano” (las planarias comen y excretan residuos por el mismo orificio situado en medio de su cuerpo), ni cerebro, ni casi nada… ¿Cómo crece entonces? ¿Cómo se alimenta mientras todavía no tiene boca, ni sistema digestivo? Resulta que no sólo aparecen nuevas células, sino que algunas de las preexistentes en ese trocito se transformarán en estructuras básicas del organismo.
Además… es que no se trata de un simple crecimiento, sino de una verdadera regeneración en sentido inverso al desarrollo normal. No es que te corten un brazo y crezca una nuevo, es que a partir del brazo salga un individuo completo!

Pero… ¿Cómo lo hacen? y ¿Cómo saben donde tiene que crecer una cola o una cabeza? Esto es lo que está estudiando el laboratorio de Peter Reddien. Las planarias son un modelo animal ideal para estudiar las células madre; qué mecanismos hay involucrados en su diferenciación, qué señales están relacionadas en el desarrollo de nuevas estructura, qué diferencia una célula de planaria y una humana, y cómo podríamos llegar a inducir cierta regeneración.
Peter Reddien es de los científicos honestos que no te vende aplicaciones espectaculares en un futuro cercano. Asegura que todavía estamos en la fase de investigación básica para comprender los factores genéticos y moleculares relacionados en estos procesos. Pero cuando le pregunto si ve viable este escenario: “imagínate que dentro de un tiempo entendáis perfectamente los mecanismos involucrados en la regeneración de la pierna de una salamandra, y al compararlos con un ratón, comprobéis qué es lo que tiene inhibido. ¿Te imaginas poder activar genes, o inducir señales moleculares que despierten la capacidad de regeneración que un ratón tenía silenciada, y conseguir que le crezca de nuevo una pierna amputada?” me mira con cara de “por ahí no van los tiros”, pero dice que en el fondo esta es la idea básica: “entender qué ocurre a nivel molecular, compararlo con animales que no se regeneran, y ver si podemos inducir algún tipo de regeneración celular”

Cómo hacer un gusano con múltiples cabezas
Peter Reddien es “famoso” por aplicar la técnica de RNAi en el estudio de planarias. Lo que hacen es bloquear con RNA genes específicos de un animal, y ver qué pasa. Si al animal sólo le aparece un ojo (me lo invento), es que el gen silenciado estaba relacionado con el desarrollo de los ojos.
Con esta metodología han dado respuesta a una de las preguntas más antiguas de los investigadores en planarias: Cuando cortas la cabeza y la cola de un gusano, a la vez… el fragmento que queda… ¿como sabe que en un extremo tiene que salir una cabeza y en el otro una cola? Un investigador de su laboratorio , Chris Petersen, demostró que el gen Smed-βcatenin-1 controlaba la polaridad en esta regeneración. De hecho, cuando silenciaban este gen y cortaban la parte posterior de la planaria, salía una cabeza en lugar de una cola (imagen inferior). Y cuando sobre expresaban ese mismo gen, generaban un gusano con dos colas y ninguna cabeza.

De esta misma manera consiguieron los ejemplares del video y la foto de arriba; inhibieron el en Smed-βcatenin-1, realizaron varios cortes a los gusanos originales, y de las incisiones iban apareciendo cabezas.
De nuevo, el objetivo es encontrar diferencias entre una célula de planaria y una humana. Y no hay tantas. Se calcula que este “ridículo” gusano tiene 20.000 genes, y nosotros unos 25.000. A nivel celular no somos tan diferentes como nuestra apariencia externa puede sugerir.

nota:
Querría agradecer la ayuda y paciencia de Danielle Wenemoser , investigadora del Reddien Lab. Durante una cena se le ocurrió decirme que investigaba en planarias y habían grabado un gusano con 8 cabezas. Tuve a la pobre más tiempo del necesario interrogándola sobre su trabajo, y luego encima le pedí que me pasara información y convenciera a su jefe para que nos cediera el video. Thanks Danielle.

Me dejó impactado el anuncio que leí el fin de semana pasado en una revista: ¡Una crema de rejuvenecimiento a base de células madre! Impresionante… En el texto se puede leer que esta emulsión reactiva las células madre indiferenciadas que tienes en tu piel, dejándola suave, sin arrugas, y con aspecto joven, muy joven.
Evidentemente es una soberana barbaridad. No sólo es falso, simplemente resulta imposible. Y no es que lo diga yo, ayer jueves me lo corroboró entre risas e indignación el experto en reprogramación de células madre Rudolf Jaenish , cuando le mostré el anuncio después de la charla que nos dio en el Whitehead Institute.

Pero tratemos el tema de las células madre de forma un poco más seria.

Repetidas veces hemos oído la frase “En Estados Unidos no se puede investigar con células madre embrionarias humanas”. ¡Y tanto que se puede! US es un país peculiar… La administración de George Bush prohibió utilizar fondos públicos para investigar con células madre embrionarias humanas porque lo consideraba un acto extremadamente amoral. Pero si alguien quiere hacerlo con dinero privado, no hay problema en absoluto.
La Universidad de Harvard tiene un instituto entero dedicado al estudio con células madre humanas de origen embrionario, y existen muchos laboratorios creados con dinero enteramente privado que investigan por su cuenta con finalidades empresariales, sin un interés especial en dar a conocer sus resultados intermedios en revistas científicas. Todos están a la espera que el “boom” de las células madre empiece a dar algún fruto. Pero… en qué momento nos encontramos?

Ni embrionarias ni adultas
Hago una breve y burda introducción: Una célula madre sería aquella que puede convertirse en diferentes tipos de células, en función de los estímulos químicos que reciba.
Cuando un óvulo fecundado empieza a dividirse, algunas de esas células se convertirán en neuronas, otras en músculo, en hueso, sanguíneas, … Si las extraes y cultivas antes de que se diferencien podrás obtener “células madre embrionarias”. La aplicación terapéutica es obvia: Si tus células pancreáticas están dañadas y no producen suficiente insulina, cogemos células madre embrionarias, hacemos que se transformen en pancreáticas, y te las las inyectamos para intentar curarte la diabetes. Si además el embrión tenía tu misma información genética (lo hemos clonado por transferencia nuclear), la posibilidad de rechazo será muchísimo menor.

Por otra parte, en los tejidos de nuestro cuerpo tenemos células madre adultas. Han perdido bastante potencialidad para convertirse en otros tipos celulares, pero todavía mantienen cierta capacidad de diferenciación y podrían ser utilizadas en muchas terapias evitando los problemas morales que las embrionarias conllevan.

Evidentemente, no es tan fácil. Ambas opciones presentan serias dificultades. Según lo explicado por Rudolf Jaenish (uno de los expertos en células madre más reconocidos a nivel mundial), las adultas están limitadísimas: son demasiado específicas de un órgano en concreto, se pueden diferenciar poco, en cultivo tienen una vida corta, y son difíciles de aislar. Incluso se muestra escéptico con la conveniencia de guardar la sangre del cordón umbilical, porque sólo puede generar células sanguíneas, y dice que muchas veces la cantidad es insuficiente para un posible tratamiento.
Las embrionarias son mucho mejores, pero también tienen sus problemas. Los embriones ya existentes son muy útiles para investigación, pero no sirven como terapia debido al gran rechazo inmunológico que generan. Y crear un nuevo embrión por transferencia nuclear es un proceso tremendamente ineficiente en humanos. Pero sobretodo, se necesita una enorme cantidad de óvulos, con los problemas éticos que conlleva.

Reprogramación: La estrategia definitiva?
Según Jaenish, las investigaciones en células madre adultas y embrionarias deben continuar, porque generan una información científica muy relevante y pueden dar buenos resultados en ciertas enfermedades concretas. Pero la apuesta más prometedora, donde él avecina futuros éxitos es la reprogramación: conseguir que una célula de la piel se convierta en una célula madre embrionaria.
Cuando extraes el ADN de un núcleo y lo introduces en un óvulo, este ADN retrocede a un estado "inicial", se desprograma epigenéticamente. Y esto no es magia, sino señales bioquímicas que se podrían reproducir en una placa de cultivo.
La reprogramación ya ha cosechado importantes éxitos. El ratón de la derecha lleva células madre embrionarias generadas a partir de la reprogramación genética de células adultas. En el estudio publicado el verano pasado en Nature, Jaenish demuestra que sus fibroblastos reprogramados son idénticos a las células madre embrionarias, e incluso pueden generar un nuevo ratón, sin necesidad de utilizar óvulos ni transferencia nuclear.
De todas formas, Jaenish confiesa que también está lejos de poder aplicar esta metodología en humanos. El principal problema es la aparición de tumores. Para reprogramar células adultas utilizan varios genes, y uno que es imprescindible, el c-Myc, provoca tumores en los ratones. Jaenish se muestra cauto pero optimista; asegura que encontrarán la solución a los problemas que vayan surgiendo. Su equipo ya ha logrado completar el siguiente ciclo para corregir la anemia falciforme en ratones: Coges una célula de la piel, la reprogramas a un estado embrionario, seleccionas las que sean genéticamente idénticas, quitas el gen c-Myc, corriges la mutación que provoca la anemia, haces que estas células madre genéticamente reparadas se diferencien en células sanguíneas, y las transplantas de vuelta al ratón.
Esta estrategia de reprogramación simboliza el verdadero futuro de la terapia con células madre según Rudolf Jaenish del MIT. Intuyo sin embargo, que si la charla la hubieran impartido en el Harvard Stem Cells Institute, también nos hubieran dado por muy prometedoras otras opciones…

Los que habéis visto la película GATTACA seguro que recordáis esta escena, en la que unos padres dialogan con el médico sobre qué características genéticas desean para su siguiente hijo, y si es aconsejable dejar algunas al azar:

Tras visionar este fragmento, la pregunta que el filósofo Michael Sandel realizó al científico Douglas Melton durante la sesión de Bioética en Harvard fue directa:
“¿Cuan cerca estamos de esta situación?”
Douglas Melton también contestó sin rodeos: “En el color de ojos, por ejemplo, hay como mínimo 7 genes implicados. Esto lo hace complicado. Además, no despierta ningún interés, por lo que no lo veo cercano ni necesario. En el caso de enfermedades es diferente. Sí que tiene sentido evitar genes que predispongan a ciertas patologías. Y no será tan complicado, ya lo estamos haciendo con animales.”

Sandel continuó: “¿Qué opinión te merece un escenario como el de la película? ¿Te sientes receloso, estimulado, cauto?”
Douglas volvió a ser contundente: “Si nos centramos sólo en enfermedades, me parece algo tremendamente excitante. Tenemos que trabajar en esa dirección”.

Este último punto condujo a un apasionante debate. Las voces más favorables a la manipulación genética opinan que cuando sea posible corregir deficiencias en una etapa embrionaria, no sólo será permisible hacerlo, sino que los padres estarán obligados moralmente a proveer a sus futuros hijos con la mejor salud posible.
Argumentan que no hay una diferencia sustancial entre las actividades que ahora hacemos para mejorar la salud y educación de los hijos una vez han nacido, y las que podremos hacer a nivel genético en el futuro. Enviar a un niño a la escuela o vacunarle no es moralmente permisible, sino obligatorio.
Para los contrarios, estas tecnologías representan una amenaza a la igualdad, posible falta de libertad, actitudes de dominio por parte de los padres, … y enseguida se menciona una de las palabras más odiadas: Eugenesia (medias encaminadas al perfeccionamiento de la especie humana, y que a lo largo de la historia han incluido normas de apareamiento, esterilizaciones, e incluso exterminios. Os cuelgo un articulo - pag 1 , 2 , 3 - sobre el tema, por si queréis profundizar un poco más)

Estimulado por los excelentes comentarios que produjo el anterior post sobre clonación , os invito a la discusión sobre la misma pregunta que se plantea esta semana en la web de la asignatura de Bioética:
“La eugenesia coactiva es injusta. Pero ¿Hay algo en contra de una “eugenesia liberal”, entendida como los esfuerzos voluntarios para mejorar la dotación genética de los futuros seres humanos?”

A los que leísteis el tema de la clonación quizás os suene repetitivo, pero a pesar de que la manipulación genética está dentro del mismo saco que el control biológico, y que existen elementos éticos comunes entre ambas, hay matices muy importantes que las diferencian.

No es ciencia ficción
Ya sé que el escenario planteado parece extremadamente futurista, y puede considerarse una discusión banal. Pero es hacia donde se está dedicando mucho dinero, público y privado. Además, Douglas Melton dio un par de ejemplos que inducen a pensar que no se trata de un futuro tan lejano:

El toro de la izquierda nació con una mutación concreta en ambas copias de la pareja de genes que regulan la miostatina (un factor de crecimiento). Como resultado, su tejido muscular crece de forma desmesurada, y disminuye la acumulación de grasa.
La “piernecita” que veis a su lado es la de un niño de 7 meses con las mismas mutaciones , al que apodaron “Mr. Universe Junior”. A sus 8 años el niño mantiene un tono muscular y fuerza física muy superior a la de los niños de su edad. Su madre, que tiene un gen mutado, es una sprinter profesional.
Un ejemplo parecido es el de Eero Mäntyranta, campeón olímpico de esquí de fondo en el año 1964. Tiempo después de ganar su medalla se descubrió que tenía una mutación el receptor de la hormona EPO, hecho que le proporcionaba una cantidad de glóbulos rojos en sangre mucho más elevada de lo normal.
Según Douglas Melton, algunos culturistas y deportistas podrían poseer estas mismas mutaciones sin saberlo. Y si se quisiera, no sería en absoluto imposible reproducir este proceso de forma “artificial”.
Sin recurrir necesariamente a la manipulación en estados embrionarios, no os quede duda que tarde o temprano oiremos hablar del primer caso de dopaje genético en el deporte.

Las líneas entre terapia y mejora, y entre salud y cosmética son a veces difusas. Melton está convencido de que su obligación es investigar para poder aplicar la manipulación genética a la prevención de enfermedades. Otros sin duda aprovecharán este conocimiento para ir más lejos y llevarnos a una nueva eugenesia que quizás nos conduzca a una sociedad injusta y llena de desigualdades, o a un mundo en el que nuestros descendientes serán más sanos, inteligentes, bellos. éticos y felices. O las dos cosas a la vez.

Ahora que ganaderos españoles van a malgastar su dinero clonando toros de lidia , algunos se preguntan cuan cerca está el primer clon humano, y cuáles son las verdaderas razones éticas para impedirlo.

Hablamos precisamente de ello en la clase de bioética con Douglas Melton , uno de los grandes expertos en células madre, y Michael J.Sandel , filósofo de Harvard y autor del libro “Contra la perfección: ética en la época de la ingeniería genética”. Profesores de lujo que comparten las dos horas de sesión de la siguiente manera: Michael Sandel presenta los puntos clave a tratar y da paso a Douglas Melton, que expone de forma rigurosa todos los aspectos científicos implicados en el tema. Luego, un magistral Sandel lanza preguntas abiertas y argumentos éticos fronterizos, tanto a Melton como a los alumnos. Empieza el debate.

En su primera intervención Douglas Melton habló claro, muy claro. Todavía no es tecnológicamente posible clonar un ser humano. Los anuncios que hicieron en el pasado clonaid (empresa ligada a la secta raeliana) y el médico italiano Severino Antinori fueron farsas. No todos los animales son igualmente fáciles de clonar. Clonar un gato es fácil, un perro es bastante más difícil. Por transferencia nuclear (coger un óvulo, quitarle su material genético, introducir el ADN del animal que quieres clonar, y hacer que empiece a dividirse como si fuera un embrión) se han clonado ovejas, ratones, caballos, cerdos, vacas, conejos… pero todavía ningún primate. Es muy complejo. El enero pasado se obtuvieron los primeros embriones humanos clonados por transferencia nuclear, pero conseguir desarrollar con éxito un individuo completo a partir de ellos representa un gran salto. Además, sería tremendamente peligroso para la madre, y con casi total seguridad el futuro clon tendría numerosos defectos genéticos. Sólo por eso ya es éticamente inaceptable.
Ahora bien, si un equipo científico experimentado se planteara como objetivo prioritario intentar clonar un humano, según Melton en unos de 5 años se podría conseguir. Y no sería muy caro.

Dilemas éticos
La primera pregunta que Michael Sandel realizó al centenar de alumnos que había en la sala fue: “se muere tu gato y quieres clonarlo. Simplemente por capricho. Alzad el brazo aquellos que no veáis argumentos éticos en contra”. Entre el 70 y el 80 % de brazos se levantaron. Sandel pidió entonces argumentaciones razonadas sobre ambas opiniones.
La ventaja de un blog es que el texto está vivo, tiene muchos autores, y podemos trasladar la pregunta de Sandel a los comentarios sin anticipar posibles respuestas.

El segundo dilema era obvio: “Imaginad un futuro en el que fuera posible clonar humanos sin ningún riesgo para la madre, ni problemas para el niño. Fallece el bebé de un matrimonio que ya no puede tener más hijos. ¿Se les debería prohibir a toda costa que lo clonaran?” el 90 % contestaron que sí, que se debería impedir la clonación, aunque fuera totalmente segura. Michael Sandel empezó a exigir porqués de manera muy provocadora. No es tan fácil como parece.

Dejémoslo claro de nuevo: en estos momentos la escasísima eficiencia de la clonación, necesidad de óvulos, enormes riesgos para la salud, y problemas genéticos imprevisibles hacen a la clonación humana éticamente inaceptable. Pero si algún día estos problemas se llegaran a solventar, los argumentos que quedan en contra suelen implicar la idea de diseño, de copia, riesgos emocionales para el niño, conocimiento sobre su futuro, autonomía, proceso no natural, mal uso de la tecnología… Sandel está totalmente en contra de la clonación reproductiva, pero actuando como abogado del diablo es capaz de encontrar lagunas bastante convincentes en todas estas posiciones.
Para él, la clave está en plantearnos de forma profunda el status moral de la naturaleza y nuestra intervención en ella. Y luego, sobretodo, en el deseo de control que existe detrás de una posible clonación. Si alguien decide clonar a otra persona, es inevitable que tenga cierta sensación de propiedad sobre el futuro clon. En el fondo se trata de un proyecto personal, una vida humana creada con un objetivo preestablecido. Pero de nuevo, prefiero volver a dejar el debate abierto al intercambio de ideas en los comentarios. La ética no tiene un dueño claro.

¿Se clonará un humano?
Parece inevitable. Tarde o temprano, algún científico estará dispuesto a hacerlo y alguien a pagarlo, aunque sea de forma clandestina.
Dejadme que abra un paréntesis. No se si alguna vez habéis mantenido contacto estrecho con alguien extremadamente rico, con pocos escrúpulos, y convencido de que su dinero le permite conseguir todo lo que desea. Yo sí, por un proyecto en el que estaba involucrado. Fue una experiencia que me impactó. En ese momento los fines de esa persona eran nobles, pero su actitud prepotente me dejaba pasmado. Estoy convencido de que si se encaprichara y quisiera tener un clon suyo, su asistente llamaría a alguien como Douglas Melton: “Cuanto cuesta? Pagamos lo que sea”. “Yo no lo hago”, diría Melton. Se irían en busca del siguiente experto. “Fulanito, cuanto pides? Te monto un laboratorio en el país que elijas”. “yo no lo hago, es ilegal…”. A por otro, hasta que alguno aceptara.

El sinsentido de la clonación
En el fondo… esto no tiene ningún sentido. Es tan obvio que un clon mío no sería yo, ni desarrollaría las mismas habilidades, ni apetencias. Crecería en un entorno diferente, aprendería con otras experiencias, se relacionaría con diferentes personas, leería otros libros... es absurdo. Se puede hacer una copia mala de un cuerpo, pero nunca de una mente.
A no ser que se tratara de un narcisismo extremo, querer hacer a alguien igual es incomprensible. Hacerlo mejor, es otra historia. La futura manipulación genética sí que representa un debate ético importante. Cuando sea viable y los padres puedan ofrecer una mejor salud, o ventajas genéticas a sus hijos, muchos exigirán el derecho a ayudarles desde el principio. Aquí hay más controversia, consideraciones éticas más profundas, un nuevo concepto de eugenesia, y varios escenarios de futuro. Quizás lo podamos tratar más adelante.

Dejadme que termine con algo que explicó Melton y me pareció chistoso. Una inglesa pagó 10.000 libras a una empresa americana para que le clonaran su gato recién fallecido. Se lo dieron, y al cabo del tiempo, se quejó porque su color era diferente. Los científicos le contestaron que el color del pelo tiene un fuerte componente azaroso, pero que no se preocupara, que a pesar de que no pareciera su gato original, el material genético sí era el mismo. Es para cachondearse.

En 1966 el neurocientífico Richard Gregory hizo famosa la siguiente frase aparecida en su libro “Del ojo al cerebro: psicología de la visión”:

“One of the difficulties in understanding the brain is that it is like nothing so much as a lump of porridge “

algo así a:
“Una de las dificultades para comprender el cerebro es que es poco más que un grumo de papilla espesa”

Comprendí el sentido de esta expresión durante un curso intensivo de neuroanatomía, en el que tras hablarnos de las diferentes partes del cerebro, sus funciones, complejidad, conexiones, patologías, terapias… nos llevaron a un laboratorio y nos dieron un cerebro de oveja a cada uno para que lo diseccionáramos.

Todo está allí metido, en ese trocito de carne a oscuras. Lo observas de cerca y piensas: ¿Con esto la oveja oye, huele, aprende, se orienta, mantiene las funciones de su cuerpo, siente dolor, coordina movimientos…? Entonces te piden que lo explores para ver su estructura interna e identificar las partes con las que realiza cada tarea.
Pues nada… si se tiene que diseccionar, se disecciona. Mano de espátula... y a cortar! A ver si sacamos algún que otro recuerdo…

Lo primero fue quitar el cerebelo, ese bulto redondo que veis detrás de los dos hemisferios en la foto de arriba, y que aparece cortado en la de la izquierda.
Que no se enfaden los fisiólogos, por lo de “bulto”, ni por la salvaje simplificación que voy a hacer sobre las funciones de las diferentes estructuras del cerebro.
(lo que realmente me apetece es mostraros las fotos…)

La principal tarea del cerebelo es la coordinación de movimientos, mantenimiento del equilibrio, y aprendizaje de habilidades motoras.
Representa sólo el 10% en volumen del encéfalo (cerebro + cerebelo + tronco cerebral), sin embargo contiene el 50% de todas sus neuronas.
Cuando alguien sufre alguna lesión en el cerebelo es incapaz de moverse correctamente, calcular distancias, pierde masa muscular, se tambalea y cae con frecuencia.

En esta fotografía podéis ver varias estructuras redondas en la base del cerebro. Las cuatro pequeñas de abajo son los colliculus superiores e inferiores (estos últimos difíciles de apreciar). Están relacionados con la percepción de movimiento y el campo visual.
Las dos áreas ovaladas de arriba, más grandes, son el tálamo, la zona por la que pasa toda la información sensorial hacia el cortex, a excepción de la olfativa.
El pequeño apéndice que se distingue en el centro, por debajo del tálamo, y que se aprecia mucho más claramente en la foto siguiente es la glándula pineal.

Este diminuto cono que parece..., .... es donde se produce la melatonina, la hormona implicada en los ciclos circadianos y la regulación del sueño y la vigilia. Todavía hay discusión sobre la variedad de procesos que regula la glándula pineal a través de la melatonina. Está relacionada con el desarrollo sexual, la hibernación en animales, y el metabolismo. Su localización tan céntrica hizo que durante cierto tiempo se le asignara un rol central en la gobernación de todas nuestras actividades metabólicas.
La "cola" que veis es el tronco cerebral (brain stem). Comunica el cerebro con la médula espinal, y controla la respiración, el ritmo cardíaco y el dolor.

La fina capa que John Fahey sujetaba mientras yo tiraba la foto es el hipocampo, cuyo principal papel es la formación de la memoria.
Es conocido el caso HM, un joven al que se le extirpó el hipocampo y dejó de registrar recuerdos nuevos. Recordaba sucesos ocurridos antes de su operación, pero su memoria temporal sólo duraba unos minutos. Después, perdía la noción de donde estaba, a quien conocía, o que sucedía en su vida. El hipocampo forma parte del sistema límbico, el centro de nuestras emociones básicas y que nos da tantas satisfacciones.

Como habréis observado, no era mi objetivo hacer un resumen riguroso de la neuroanatomía del cerebro, sino simplemente transmitiros visualmente la experiencia de la disección, y algunos apuntes sobre lo que dio de si la exploración anatómica de las funciones del cerebro.

La neurociencia ha cambiado de forma abismal desde la frase inicial de Richard Gregory. En muchísimos aspectos (sólo hace falta recordar el artículo de Miquel ). Pero en lo que respecta a la localización de tareas en el cerebro, en los años 90 apareció una herramienta que está provocando una revolución: las Imágenes de Resonancia Magnética funcional (fMRI). El principio es muy simple: la actividad cerebral implica cambios en el flujo de sangre. Por tanto, si puedes observar que zonas tienen más riego sanguíneo cuando alguien realiza una determinada función, sabrás que esa es el área implicada en dicha tarea.

Uno de los aspectos por los que la neuroimagen es tan revolucionaria es porque permite estudiar los cerebros “normales”. Hasta ahora, lo habitual era identificar personas con lesiones cerebrales o embolias, ver qué funciones quedaban afectadas y correlacionarlas. Richard Restak en su muy recomendable libro “el cerebro desnudo” dice: “sabemos más de cómo funcionan los cerebros anormales que los normales”.
Ahora con la fMRI se amplia tremendamente el rango de comportamientos que se pueden analizar. Permite saber qué zona de mi cerebro se activa mientras escribo este texto, del vuestro mientras lo leéis, comprobar que cuando observáis las fotografías de arriba se encienden otras, que si os giráis para mirar la cara de un compañero se activará una completamente diferente (como nos explicó Nancy Kanwisher en uno de nuestros primeros seminarios), y saber si además, también se activa alguna área relacionada con las emociones.

Pero no sólo eso, esta tecnología permite observar el cerebro en interacción con su contexto social. Se está hablando del hiperscanning, que consiste en hacer fMRI de personas interactuando entre ellas.
Se están escaneando cerebros en todo tipo de acciones sociales, analizando si nuestros comportamientos son automáticos o controlados, o si tienen una carga más emocional o racional.
Ya ha nacido la neurociencia social, que recoge disciplinas emergentes como la neuroeconomía, que analiza nuestra toma de decisiones, el neuromárketing, que analiza el comportamiento del consumidor, la neurofilosofía que ya comentamos en un anterior post , o la neuroteología, que estudia las zonas implicadas en las experiencias místicas o religiosas.
Se pronostica una cierta invasión de nuestra propia personalidad mediante estas técnicas. Por eso también ha aparecido la neuroética (guardaros esta palabra), que vigila las futuras aplicaciones de esta información por parte de compañías, durante juicios, selección de personal, u otras situaciones, una vez la tecnología esté más desarrollada.

Las voces críticas aseguran que estamos llegando a una cierta neofrenología, cargada de exageraciones, conclusiones simplistas, y frases como “El amor es sólo un mecanismo biológico localizado en esta parte del cerebro”. Por suerte, la interpretación de los datos científicos no son propiedad exclusiva de sus autores.

Antes de 1968, los habitantes de Pueblo Nuevo dudaban que aquella colina atestada de vegetación fuera un volcán. Los científicos lo decían, pero ellos no lo terminaban de creer...
Pueblo Nuevo ya no existe. No queda ni un sólo vestigio de su presencia. Quedó sepultado cuando el Volcán Arenal despertó de forma inesperada y empezó a expulsar rocas incandescentes llegadas del interior de la Tierra. 70 personas fallecieron.

El volcán Arenal todavía permanece activo, y ahora presenta un aspecto muy diferente. Mientras caminábamos por su ladera, oíamos lejanas explosiones, observábamos desprendimientos, y alguno decía notar temblores, el geólogo Gerardo Soto nos exponía los estudios científicos que están realizando para entender la naturaleza y el comportamiento de éste y otros volcanes. Hablamos de los tipos que existen, caracterización de zonas activas, repercusiones en el clima, y de todo lo que hemos aprendido gracias a esta ventana a la composición y comportamiento del planeta.

La conversación sobre la historia geológica de la Tierra continuó de forma desenfadada por la noche, en el mirador del hotel desde donde cada 5-10 mintutos oíamos una explosión y observábamos algo rojizo desprenderse por la montaña que teníamos frente a nosotros. (la fotografía no es una nebulosa captada por el Hubble, sino una burda ampliación de la foto menos mala que puede captar).

“Tienes que escribir un texto donde nos expliques todo esto, y comprometerte a responder las preguntas que te hagamos”, le dije a Gerardo. Aquí os lo adjunto. No dejéis de preguntarle todo lo que os genere curiosidad sobre la vulcanología, pero también sobre la estructura, origen y evolución de nuestro planeta.

"Estudiando los volcanes de Costa Rica", por Gerardo J. Soto

Corría el año 1984 cuando, en mi último año de estudiante de Geología, por fin me pude enrolar en un estudio serio de volcanes. El vulcanólogo Andrea Borgia realizaba estudios en el volcán Arenal, en Costa Rica (foto adjunta). Con él me adentré dentro de las faldas del volcán, que había iniciado una fuerte fase explosiva tan solo un mes atrás. Desde el interior de la selva podíamos oír, no sin un poco de temor, las fuertes explosiones y el caer de los bloques a varias centenas de metros del cráter, cerca de un kilómetro de distancia de donde caminábamos. Fue mi bautizo de fuego. Auténtico, pues los bloques incandescentes se mostraban al rojo vivo, aun a la luz del día. El primer proyecto con mi participación plena como investigador fue en un estudio de amenaza volcánica de la Cordillera Volcánica Central de Costa Rica. Años después, en 1990, estaba de nuevo en el Arenal, tratando de develar los detalles de su historia, de su volcanalidad (neologismo que he acuñado para explicar la “personalidad” individual de cada volcán), de la distribución de sus productos explosivos y lavas, y finalmente poder evaluar con detalle su amenaza.

¿Por qué estudiamos los volcanes?
El trabajo es peligroso, pero también divertido. Conlleva una mezcla de adrenalina y placer. Entender el proceso volcánico implica tratar de explicar cómo se forma el magma en profundidad, cómo asciende hasta la superficie, y por qué causa erupciones explosivas y de lavas, o bien se queda en profundidad y engrosa paulatinamente la corteza. Los gases que contiene el magma son el principal motor de todo este proceso de ascenso y erupción. Estos recirculan y se reciclan desde la atmósfera a los sedimentos que se depositan en el fondo oceánico, son transportados por las placas en movimiento, se subducen en las grandes fosas oceánicas, bajan hasta unos 80 a 100 kilómetros de profundidad, ayudan a formar el magma y lo acompañan de vuelta a su salida a la atmósfera (de manera pasiva, o con explosiones como las de las fotos siguientes). Así fue como los volcanes contribuyeron a la formación de la atmósfera durante los estadios tempranos de la formación de la Tierra.

Necesitamos saber cómo funcionan los volcanes por varios motivos: para aplicarlo en los estudios de amenaza volcánica, y para desvelar los procesos que actúan el interior de la Tierra y otros planetas, pero también para utilizar la energía geotérmica en la producción de electricidad, calefacción, u otros usos menores como fuente de calor, por ejemplo en viveros de áreas frías. Muchos depósitos volcánicos alojan asimismo importantes depósitos minerales y por eso la geología volcánica también tiene un importante capítulo en la geología económica. Los suelos de origen volcánico, desarrollados a partir de depósitos con una riqueza en vidrios de relativa fácil descomposición, son una gran fuente de elementos fertilizantes. No en vano las áreas perivolcánicas han sido el asentamiento de culturas y poblados que se han dedicado a la agricultura. Los suelos han sido la fuente vital para viñedos, café, arroz…
Últimamente, los volcanes también representan un atractivo turístico para países donde esta industria está naciendo, como Costa Rica, o el sostén en otras áreas del mundo, como Japón, las islas del sur de Italia o algunos parques nacionales en las Canarias y Estados Unidos. Independientemente de entender cómo funcionan estas enormes máquinas productoras de rocas, debido a su belleza y magnanimidad los volcanes han sido una fuente enorme de inspiración para el arte plástico, la literatura -¿recuerdan “Viaje al centro de la Tierra”, de Verne?- y hasta la danza.
La comparación de los diferentes volcanes en diferentes regiones y ambientes es una necesidad. Los volcanes se comportan usualmente de formas muy diferentes, e incluso un mismo volcán varía su comportamiento en el tiempo. Los parámetros comparativos sirven para estudiar cómo los volcanes se reactivan en áreas vulnerables, y ofrecen datos de interés económico y de desarrollo. Por eso los vulcanólogos acaban siendo viajeros frecuentes en busca de la ciencia, y por qué no, la aventura.

El Arenal y los volcanes de Costa Rica
Costa Rica es un país de formación geológica joven, con rocas a lo sumo de 200 millones de años de antigüedad. Las más jóvenes son precisamente las que produce el volcán Arenal cada día desde que inició su inesperada erupción hace casi cuarenta años, en julio de 1968.
Gran parte del territorio costarricense y el de sus cercanías ha sido esculpido a lo largo de una serie de construcciones de cordilleras volcánicas y procesos tectónicos relacionados con la subducción de placas en su margen pacífico. Los edificios volcánicos actuales en Costa Rica suman apenas una decena. Nos interesa estudiar su tamaño y estructura porque nos hablan sobre su historia. Los más grandes y voluminosos en el centro del país, cerca de las áreas urbanas que alojan casi dos millones de personas, se han construido por casi un millón de años, mientras los chicos (como el Arenal o su hermano el Chato, en la foto adjunta), son apenas unos niños de sólo 7 mil años.
Las historias de estos volcanes se ha podido recopilar gracias a los depósitos de erupciones pasadas, utilizando métodos radiométricos (carbono 14, por ejemplo) o a través de restos arqueológicos prehispánicos. La investigación detectivesca sobre la distribución de tales depósitos explosivos y su frecuencia nos ha llevado a establecer mapas de peligros volcánicos, para usar en áreas de restricción y planificación alrededor de ellos.
Muchas preguntas han encontrado respuesta en Vulcanología. Pero es claro que aún quedan muchas otras en el tintero para las cuales aún tenemos respuestas inconclusas. Queremos entender los detalles de los procesos que llevan al magma a eruptar, los signos que deben ser interpretados como previos a una erupción, y modelar las áreas que pueden ser más o menos afectadas durante una erupción inminente. También queremos saber la contribución de los gases volcánicos a periodos cálidos o fríos en el pasado de la Tierra, la comparación entre el vulcanismo terrestre y el de otros cuerpos del Sistema Solar, o las relaciones entre el vulcanismo intenso y las extinciones masivas. Solo la observación científica constante nos podrá llevar a responder tales interrogantes. Nosotros trabajamos para intentar salir de la ignorancia que aún abrigamos respecto a muchos de los comportamientos de nuestro planeta.

Gerardo J. Soto