Apuntes científicos desde el MIT

El lunes por la tarde cogí frío. Estaba sentado cerca de la puerta del bar-restaurante Vapiano y cada vez que alguien entraba me llegaba una bocanada de aire gélido.
Hoy me duele la garganta… ya está!, alguno de los más de 200 virus diferentes que pueden causar un resfriado común ha logrado vencer mis defensas y se está multiplicando en la parte más interna de mi nariz.
Seguro que me lo habrá pasado MJ , David, Lucie, o algún otro miembro del equipo del Genographic Project con quien estaba. Quizás fue el mismo Spencer Wells , que también andaba por ahí… Claro, con tantas presentaciones y apretones de manos, a la que alguien se hubiera cubierto un estornudo antes de saludarme, y yo después me hubiera tocado despistado la nariz o los lagrimales de los ojos… rhinovirus en mi cuerpo!

No está claro si el frío que entraba por la puerta influyó demasiado en la flojera del sistema inmunológico que permitió a mi virus acampar con éxito. Se dice que es un mito, y muchas de las investigaciones realizadas no establecen una relación directa entre la infección y las bajas temperaturas (si en cambio con el estrés), pero un estudio del centro para el resfriado común de la Universidad de Cardiff vio que estudiantes inoculados a los que ponían los pies en agua fría durante 20 minutos, se contagiaban el doble de los que los mantenían calentitos. Los científicos proponen que cuando el cuerpo siente frío hay zonas en las que disminuye el riego sanguíneo, como la nariz, y puede ser que el virus no encuentre tantas células de defensa oponiéndose a su invasión.

Da igual, ahora que la infección se ha establecido, ya no la puedo detener. Como mucho podría intentar controlar los síntomas mientras mi sistema inmunológico se encarga de crear más defensas y anticuerpos específicos para el virus concreto que me está incordiando, pero esto requiere varios días.

Lo curioso del caso es que los molestos síntomas que sufro y sufriré en breve no los causa la acción del pobre virus; él no pretende hacerme mucho daño para que pueda ir por ahí contagiando otra gente. Los efectos del “resfriado” en verdad los provoca mi sistema inmunológico mientras trata de vencerlo.
El rhinovirus (digo rhinovirus -en la foto- porque es el más común, pero podría ser un adenovirus, un coronavirus… o cualquiera de las 12 familias de virus diferentes que generan lo que entendemos por un constipado) se instaló inicialmente dentro de células en el fondo de mi nariz, justo por detrás del paladar. Ha tardado un par de días en reproducirse y escaparse por millones de cada una de ellas, por eso es ahora cuando empiezo a notar los primeros síntomas: un dolor de garganta inducido por las citoquinas que los glóbulos blancos de mi sistema inmunológico están enviando para avisar que en esa zona se está produciendo una infección. Estas molestas señales de alerta se dedican a inflamar la parte superior de mi garganta y a estimular los nervios sensitivos; la clásica irritación que notamos los primeros días del catarro.

De momento todavía no me duele la cabeza, pero pronto otra citoquina llamada interferón irá a mi cerebro y hará que me sienta fatigado, espeso, pierda apetito, me duelan los músculos, y quizás me suba la fiebre. Ella pretende que descanse, que guarde energía y colabore en el proceso de recuperación, pero yo si puedo me tomaré algún sobrecito para neutralizar su efecto y hacer vida normal. Aunque quizás sea contraproducente...

Tampoco tardaré mucho en empezar a moquear. La inflamación se trasladará a zonas más centrales de la nariz, y allí los vasos sanguíneos empezarán a dilatarse y supurar agua para tratar de expulsar el máximo de virus posibles. Con el agua también eliminaré los restos del combate, glóbulos blancos destrozados que espesarán el líquido y le darán esa consistencia mucosa y color verdoso.

Para intentar que la congestión no bloquee completamente mi nariz, unos nervios del sistema nerviosos autónomo harán que las venas de cada agujero de mi nariz se vayan dilatando alternativamente cada 3 minutos aproximadamente. Los conductos lagrimales también se inflamarán y harán que me duela la parte de arriba de la nariz y mis ojos esté irritados. Si la inflamación alcanza partes profundas de la laringe, empezaré a toser para evitar que el moco llegue hasta los bronquios.

Espero poder evitarlo, pero en el tratamiento no me meto, porque para eso están los médicos y la sabiduría popular. Además, como de costumbre he encontrado versiones bastante diferentes en las fuentes consultadas, y tras leer que la revisión científica más actual sobre el tema concluye que la vitamina C no previene ni mejora demasiado la evolución de los resfriados, ya me he desesperado…

Si se trata de convertirse en un explorador científico, las sesiones de pósters de los congresos científicos son una oportunidad ideal.
Centenares de investigadores cuelgan los resúmenes de sus trabajos en un plafón y durante varias horas atienden gustosos a todo aquél que quiera preguntarles algo sobre ellos.
La mayoría de estudios todavía no están publicados en revistas de referencia y no han pasado ese proceso de peer review que les acredita como un trabajo relevante. Hasta esa revisión de expertos previa a la publicación, la “verdad” científica no está otorgada y en principio no debes fiarte a ciegas de los resultados que se presenten, pero pasearte entre los más de 10.000 pósters que se expusieron durante el congreso de neurociencia de Washington DC, ir leyendo títulos aleatoriamente, y poder preguntar sobre aquello que más te llame la atención, para el freak científico es como el buffet libre de un hotel de lujo. A comer hasta que el cerebro no de más de sí.
En este post recogeré algunas conversaciones y os intentaré transmitir la sensación que puede producir inmiscuirse sin objetivo definido entre tal concentración de conocimiento.

La primera parada significativa fue ante un poster asegurando que el amor romántico intenso puede durar toda la vida, no tiene porqué decaer o cambiar a medida que la relación va cumpliendo años.
Bianca Acevedo de la State University en New York realizó fMRI de parejas que decían llevar enamoradas más de 20 años, y comprobó que al ver fotografías de sus compañer@s se activaban las mismas áreas cerebrales que otras parejas que acababan de enamorarse. Además, en las relaciones largas se apreciaba mayor actividad en zonas relacionadas con los lazos afectivos, y un descenso en circuitos relacionados con la obsesión. El trabajo de Bianca y Helen Fisher dice ser la primera evidencia fisiológica de que el enamoramiento puede mantenerse intacto mucho más tiempo de lo que se creía.

Continuando la expedición me encuentro a Leonardo Tonelli, psiquiatra de la Universidad de Maryland investigando la relación entre las alergias y la ansiedad. “¿cómo un efecto indirecto del malestar?” pregunté grabador de voz en mano.
Leo respondió “no, no… es un efecto primario; durante las alergias hay una reacción inflamatoria específica que nosotros pensamos que induce ansiedad. Cuando sufres una infección tu sistema inmunológico secreta citoquinas, moléculas que actúan en el cerebro y producen cambios de estados de ánimo, letargo, malestar… Esto ya está demostrado. La alergia es diferente, pero pensamos que las citoquinas específicas de la alergia actúan en una zona concreta de la corteza prefrontal del cerebro, muy próxima a la inflamación de las vías nasales, y contribuyen a la aparición de ansiedad patológica en personas susceptibles.”

Hiuyan Lau diseñó un test para comprobar si una siesta durante el día mejoraba la memoria y la capacidad de relacionar conceptos. Mostró caracteres ortográficos chinos a estudiantes de habla inglesa, y envió a la mitad de ellos a echar una siesta. Los que habían dormido recordaban mejor el significado de los caracteres, pero además, cuando se les mostraban nuevos grafismos formados por la combinación de los caracteres que ya conocían, eran capaces de intuir mucho mejor qué nueva palabra codificaban.
Según los resultados de su estudio, una siesta no sólo es efectiva para guardar memorias, sino también para reorganizarlas y extraer conceptos generales a partir de ellas.

Mi cerebro pedía estimulantes y fui a tomar un café con el canadiense Simon Overduin, amigo y excompañero del MIT . Ya puestos le pides que te explique de una vez qué intenta descubrir en su laboratorio, y te cuenta que analiza las diferencias de la actividad cerebral de las personas cuando hablan en voz alta con alguien, o cuando hablan para sí mismos sin pronunciar sonido alguno. Quiere ver si sólo hay diferencias en zonas motoras. Su verdadero interés está en el estudio de la conciencia, y en saber qué tiene en común esa voz profunda dentro de su cabeza, con lo que el cerebro planea expresar de manera audible. Todo es lenguaje, pero ¿procesa diferente el cerebro lo que piensa para él, de lo que planea decir a los demás?

Victoria Puig se negó a explicarme en sólo 4 frases todas sus técnicas, objetivos y estudios con macacos intentando averiguar cómo se procesan pensamientos complejos a nivel neuronal.
Pero a cambio fue quien me sugirió que prestara mucha atención a los temas de manipulación de neuronas con luz óptica y a los circuitos cerebrales. Y para colmo se ofreció a explicarnos más adelante sus investigaciones si le cedemos más espacio.
Como no Vicky! Un post entero te está esperando... ☺

Caracterizar circuitos cerebrales es precisamente para lo que quiere utilizar James Marshel la nueva técnica que ha desarrollado en la Universidad de California. Fui a verle atraído por el tumulto de gente que rodeaba su poster. En lugar de machete utilicé mi pase de prensa para abrirme camino entre la selva de científicos. Valió la pena. Me explicño que el cerebro está compuesto de centenares de tipos de neuronas diferentes, y que se conectan entre ellas formando circuitos con patrones de actividad específicos.
Él quiere marcar tipos celulares concretos para caracterizar la red neuronal que forman, y ver cómo esta conectividad se relaciona con una función determinada. Para eso utiliza un virus de conejo con el que introduce en las neuronas genes que codifican una proteína fluorescente. Así puede rastrear in vivo el funcionamiento sólo de un tipo celular específico.

Confieso que inicialmente presté atención al poster de Hao Huang por la expresión tan sonriente de su cara. Luego quedé noqueado tras leer el título de su trabajo “Bombesin-related neuropeptides excite hypothalamic melanin-concentrating hormone neuronsBombesin-related neuropeptides excite hypothalamic melanin-concentrating hormone neurons”… Uff!
Le dije: “Oye, yo no soy científico, ¿qué es la bombessin?”. Cambio de cara, máxima apertura posible de ojos, gotita de sudor por la frente… y explicación. Creí entender que la bombessin era una proteína que primero se descubrió en ranas, y luego se vio que jugaba un papel importante en el metabolismo de mamíferos. Se cree que está implicada en la regulación del impulso hacia la comida. Me explicó su investigación con los receptores de bombessin y los mecanismos por los que actúan en unas neuronas determinadas, pero la gotita empezó a caer por mi frente y no me atrevo a transcribir mucho más… Además, como su trabajo todavía no estaba publicado me pidió que no os explicara los detalles, y que en la foto no saliera el póster, no sea que alguno de vosotros le plagiéis la investigación antes que tenga tiempo de enviarla a una revista científica.

A Manuel Castellano lo conocía del interesantísimo tour que me ofreció hace unos meses por su laboratorio en la Rockefeller University de NY, donde estudia cómo las células ciliadas del oído son capaces de transformar un estímulo físico en una señal nerviosa. Es impresionante.
Manolo quiere entender porqué si estás en una fiesta ruidosa con alguien que habla muy bajito al principio no te enteras de nada, pero al rato entiendes perfectamente lo que te está diciendo. Eso ocurre porque las neuronas que van del cerebro al oído son capaces de ordenarle a las células ciliadas qué debe oír, y qué no debe oír tu cerebro; "afinan" el oído para percibir la voz de esa persona sin hacerle caso al resto de los sonidos que se producen a su alrededor. Se llama el efecto Cocktail Party.
Cuando le pregunté de manera más general por el congreso, también me dijo: “channelrhodopsin y halorhodopsin! ”, y añadió que un congreso así era más provechoso científicamente para alguien como yo que para los propios investigadores. Para ellos, lo fundamental de este evento es el networking y entablar relación directa con las personas que trabajan en tu campo.

Susheel Vijayraghavan del NIH me contó algo parecido. “Yo trabajo en el efecto de las monoaminas en el aprendizaje y la memoria, pero esto no es interesante. Disfruta del espíritu festivo de este carnaval de la neurociencia!. El congreso te da una visión holística muy buena de lo que está pasando en el campo. Este año lo que más me ha impresionado son las nuevas herramientas de investigación que permiten activar y desactivar neuronas para seguir sus circuitos. Estos grandes saltos en fisiología cerebral me dan la esperanza de que en el futuro podamos abordar algunas cuestiones por ahora intratables. Oye, te doy un toque el fin de semana, ok?”

La canadiense Mayte Parada de la Concordia University en Montreal se dedica a estimular manualmente el clítoris de las ratas (una técnica llamada CLS), y luego matarlas de golpe para extraerles sus cerebros y mirar qué zonas se tiñen por presencia de la proteína FOS, una indicación del área que estaba más activa en sus últimos instantes de vida. Mayte ha observado que cuando aplicaba una estimulación cada 5 segundos durante un minuto, la reacción cerebral era ligeramente diferente a cuando se estimulaban una vez por segundo.
Mayte me aseguró que todavía no se entienden bien los mecanismos fisiológicos del placer sexual femenino, y que muchas mujeres que no logran excitarse se frustran cuando quizás existe alguna disfunción física encubierta que podría ser tratada.

Y ya fuera de la sesión de pósters me cité con el crack valenciano Jose Carmena, con quien había contactado gracias a un comentario recibido en este post .
Hace 5 años, cuando hacía su postdoctorado en Duke, Jose ya consiguió que un mono moviera un brazo robótico a distancia, leyendo e interpretando la actividad de las áreas motoras del cerebro del mono cuando pensaba en mover su propio brazo.
Uno de los aspectos que faltan por solucionar de este control mental de neuroprótesis es que los mapas neuronales implicados no son del todo estables y necesitan ajustes diarios.
Ahora Jose Carmena dirige su propio laboratorio de Brain-Machine-Interfaces en la Universidad de Berkeley, donde investiga para entender mejor la representación neuronal de los movimientos y encontrar señales que se mantengan estables en el tiempo. En su comunicación del congreso anunció que dos de sus macacos habían consolidado la habilidad prostética motora durante varios días. Oiréis hablar más de sus investigaciones, no sólo en este blog.
Conocer a Jose y terminar cenando pescado con él y otros neurocientíficos en "El Sol de España" fue un inmejorable colofón a 5 días inmerso en el apasionante estudio del cerebro.
Ahora toca mover nuestras neuronas hacia la exploración de nuevos parajes científicos.