Apuntes científicos desde el MIT

Nuestro neurocientífico del MIT Miquel Bosch nos brinda un excelentísimo repaso de las investigaciones realizadas con el inolvidable amnésico H.M, y explica dónde vuestro cerebro está grabando esta lectura, a qué región la trasladará dentro de unas horas, y en qué otras neuronas terminará alojada sólo en el caso de haberos gustado.

La ruta de la memoria, por Miquel Bosch

Henry G. Molaison murió el pasado 2 de diciembre de 2008 a la edad de 82 años. No exagero en absoluto si digo que ha sido el paciente más famoso de la historia de la neurología. Era mundialmente conocido por todos los investigadores, médicos y estudiantes de neurociencias, no por su nombre real, que permanecía en secreto, sino por las iniciales H.M. El “accidentado” intento de curarle su epilepsia lo convirtió sin querer en el protagonista de uno de los descubrimientos más revolucionarios de la neurociencia.

Un amnésico inolvidable

La historia de H.M. comienza en Hartford, Connecticut, cuando fue arrollado por una bicicleta a la edad de 9 años. Empezaron entonces sus primeros ataques epilépticos, que empeoraron durante los siguientes 20 años hasta el punto de impedirle trabajar y llevar una vida normal. Un neurocirujano decidió probar un tratamiento experimental un tanto drástico: extirpar por completo el foco de la epilepsia. De esta forma, en 1953, H.M. despertó de la operación sin una parte de sus lóbulos temporales mediales, que albergaba una pequeña región llamada hipocampo. Los ataques epilépticos desaparecieron casi por completo, pero a un precio altísimo. A partir de ese momento no podía formar nuevos recuerdos. Lo olvidaba todo en pocos segundos. Se acordaba perfectamente de todo lo ocurrido antes de la operación: su infancia durante los difíciles años que siguieron al crack de 1929, la segunda guerra mundial, su trabajo reparando motores... Sin embargo, no era capaz de recordar nada de lo ocurrido después. Conservaba unas excelentes capacidades intelectuales (con un cociente de inteligencia superior a la media) y un gran sentido del humor. Podía mantener una conversación y recordar un número de 8 dígitos durante unos 30 segundos. Pero si algo le distraía su atención, no sólo no recordaba el número, sino que no conocía a la persona que tenía delante ni entendía porqué le estaba pidiendo que recitara 8 dígitos. Es decir, tenía una excelente memoria a corto plazo y una buena memoria a largo plazo. Lo que no podía hacer es convertir la una en la otra. Una perfecta representación de su caso es el protagonista de la película “Memento”.

Suzanne Corkin, profesora del MIT, es una de las personas que mejor conocía a H.M. Fue el objeto de su tesis doctoral y estuvo 46 años entrevistándolo continuamente. No obstante, tenía que presentarse a H.M. cada vez que lo visitaba. Para H.M. el mundo paró de girar en 1953. Su tiempo se congeló el día de su operación. Aunque leía cada día los periódicos y veía la televisión, no sabía quienes eran los Bush, ni los Clinton. Su presidente seguía siendo Eisenhower.

La recuerdos viajan por tu cerebro

H.M. nos enseñó, muy a su pesar, que el hipocampo es esencial para consolidar los recuerdos a largo plazo. La memoria sigue siendo, a día de hoy, un misterio con innumerables cabos sueltos, pero desde H.M. sabemos varias cosas con certeza: 1) La memoria es un fenómeno independiente de otras capacidades mentales, como la consciencia o la percepción sensorial. 2) Hay muchas clases de memoria, por ejemplo, la de corto y la de largo plazo (hay más). 3) Cada una se almacena en lugares diferentes del cerebro.

Hoy sabemos que los recuerdos viajan constantemente por el cerebro. Fluyen de una región a otra, pero siempre en la misma dirección. Todos reconoceréis este famoso cuadro de Dalí (¿Cuál es su título?). La primera vez que lo visteis, sus colores, sus formas y texturas, saltaron de vuestra retina a la corteza visual (en la nuca), y de allí se extendieron al resto de vuestra corteza donde se mantuvieron unos segundos flotando codificadas en forma de una nube de fogonazos eléctricos.

En los siguientes minutos toda esa información, aún frágil y volátil, inundó el hipocampo, donde empezó el proceso de “grabación en soporte físico”, es decir, la modificación de las conexiones neuronales. Sin hipocampo, la nube eléctrica no tiene lugar donde reposar y se disipa como el humo de un cigarrillo a la menor distracción. Pero ahí no acaba la travesía de la memoria. En los siguientes días, y sin que os dierais cuenta, el cuadro de Dalí fue poco a poco viajando de vuelta a la corteza cerebral, pero esta vez alterando los circuitos neuronales para almacenarse de forma indefinida. Se sospecha que esta transferencia final del hipocampo a la corteza tiene lugar mientras dormimos (esto dará para otro post).

Aprendizaje inconsciente

Durante años se pensó que H.M. era incapaz de consolidar nuevos recuerdos, pero en 1962 un nuevo experimento volvió a sacudir a la comunidad neurocientífica.

Le pidieron que trazara los contornos de una estrella viendo su mano reflejada en un espejo. Si lo probáis (aquí) veréis que al principio no es nada fácil. Sorprendentemente H.M. aprendió a hacerlo con soltura a fuerza de repetirlo muchas veces, como le sucede a todo el mundo. Pero para él, cada vez que lo probaba era como si fuera la primera vez. “Anda, pero si es más fácil de lo que me esperaba”, exclamó al cabo de unos días.

Así es como se descubrieron los dos tipos básicos de memoria: 1) la explícita, que nos permite recordar datos, imágenes, números de teléfono, cuál es la capital de Japón, etc. y 2) la implícita, que nos permite ir en bici o tocar el piano, y que adquirimos de forma repetitiva e inconsciente. La primera está controlada por el hipocampo y es la que H.M. había perdido. La segunda reside en otras zonas, como el cerebelo o los ganglios basales, y por eso H.M. la mantenía intacta.

El último viaje de H.M: de Boston a la inmortalidad

H.M. murió a las a las 5:05 de la tarde. En ese mismo instante un comité creado especialmente para ese día se puso a trabajar sin perder un segundo. La Dra. Corkin no tuvo tiempo de entristecerse por la muerte de su viejo amigo hasta la mañana siguiente: se pasaron toda la noche en el Hospital General de Massachussets, en Boston, escaneando la cabeza de H.M. por resonancia magnética.

Jacopo Annese, que llegó de madrugada desde San Diego, era el elegido para llevar a cabo el proceso de conservación del cerebro. Aunque es uno de los mayores expertos del mundo, admitió estar sudando a borbotones mientras le extraía el cerebro. Después de todo, era el cerebro más famoso de la historia de la neurociencia (más que el de Einstein, del que ya hablaremos otro día). Annese voló de vuelta a San Diego con el cerebro crioprotegido de H.M a su lado, en asiento de “ventanilla”. Ahora su misión es crear un atlas digital de alta resolución, que será de acceso público para que todo aquel que quiera pasearse por los núcleos cerebrales del famoso amnésico, con la misma tecnología desarrollada para Google Maps (próximamente en thebrainobservatory.ecsd.edu).

En estos momentos el cerebro de H.M. se encuentra cortado en unas 2600 finas lonchas, y está siendo fotografiado en detalle (a 40000 imágenes por loncha). La cadena de TV americana PBS ha realizado un documental (en el que tuve la suerte de colaborar) sobre H.M. y el procesamiento de su cerebro. Annese tiene la intención de crear otros atlas de cerebros afectados por diferentes enfermedades (Alzheimer, Parkinson…), así como de cerebros sanos (que son los más difíciles de obtener). El que quiera donar su cerebro para la posteridad aún está a tiempo de salir en la foto.

Texto escrito por Victoria Puig,
investigadora del Picower Institute (MIT)

APRENDIZAJE A ALTA VELOCIDAD EN EL SOFTWARE CEREBRAL
por Vicky Puig

Se dice que el hombre es el único animal capaz de tropezar dos veces con la misma piedra. Lo que esta expresión viene a decir es que nos cuesta aprender de nuestros errores, en los que algunos de nosotros reincidimos una y otra vez.

Pues bien, nuestro laboratorio en el MIT ha publicado recientemente un artículo donde se describe el mecanismo neuronal que podría explicar este fenómeno tan común. La prensa se ha hecho eco de este descubrimiento, incluido El País, que publicaba hace un par de días un artículo al respecto. Simplificando mucho, el estudio muestra cómo neuronas de ciertas áreas cerebrales aprenden de la experiencia sólo cuando hemos hecho algo correctamente y no cuando hacemos algo mal. Las neuronas son capaces de recordar si una acción reciente recibió una compensación y utilizar esa información para decidir qué hacer en el presente, mientras que si cometemos una equivocación no hay consecuencias inmediatas a nivel neuronal.

A continuación os explico cómo se realizó el estudio.
Se entrenó a dos monos a aprender asociaciones entre imágenes y movimientos con los ojos. Las imágenes se presentaban en el centro de la pantalla del ordenador (Cue), tras lo cual los animales tenían un segundo para recordar la asociación (Delay). Los movimientos de los ojos debían dirigirse a un punto a la derecha o a la izquierda de la pantalla (Response). Por ejemplo, cuando aparecía la imagen de arriba debían mirar al punto de la derecha y cuando aparecía la imagen de abajo debían mirar al punto de la izquierda. Cada una de las imágenes se presentaba un 50% de las veces de forma aleatoria. Los animales aprendieron las asociaciones por prueba y error repitiendo cientos de veces la misma tarea (de hecho todavía lo hacen cada día en el laboratorio): cuando el movimiento de los ojos era el correcto recibían zumo, pero cuando el movimiento era el incorrecto no recibían nada.

Mientras los monos aprendían las asociaciones mis compañeros registraban neuronas en dos áreas del cerebro que se sabe que son esenciales para el aprendizaje: la corteza prefrontal y el núcleo caudado. Se observó que algunas neuronas disparaban más rápidamente cuando la prueba se completaba con éxito en comparación a cuando la prueba se realizaba incorrectamente. Hasta ahora se sospechaba que la distinta actividad relacionada con el premio o la ausencia de premio era fundamental para el proceso de aprendizaje, pero no se conocía el mecanismo. Este nuevo trabajo propone un mecanismo celular que explica el aprendizaje a corto plazo (de segundos a minutos).

Hasta ahora se habían propuesto dos modelos para explicar las bases neuronales del aprendizaje: 1) la actividad neuronal relacionada con el premio induce un cambio rápido del cableado neuronal reforzando las conexiones sinápticas entre las neuronas, y 2) la actividad neuronal asociada con el premio se mantiene de alguna forma en las redes de neuronas en forma de potenciales de acción, posiblemente sincronizados. Los dos modelos no son excluyentes y es muy probable que coexistan en el cerebro, pero todavía no se ha podido demostrar.
Para los neurocientíficos estos dos mecanismos tienen bases fundamentalmente distintas: en un modelo la memoria se guarda físicamente (se cambia el hardware), mientras que en el otro la memoria se ‘mantiene’ en forma de actividad (se cambia sólo el software). Una importante diferencia entre estos dos modelos es que los cambios físicos en el cerebro necesitan minutos para producirse -y en muchos casos horas- porque requieren la síntesis de proteínas, mientras que el mantener la actividad en redes neuronales permitiría una memorización inmediata.

Este nuevo trabajo confirma que durante los primeros segundos del proceso de aprendizaje el cerebro memoriza utilizando el software, sin descartar que ocurran cambios en el hardware a más largo plazo. Los resultados han aparecido tras el análisis detallado de la actividad neuronal relacionada con el premio. Cuando los monos recibieron el zumo la actividad de algunas de sus neuronas aumentó y se mantuvo elevada durante muchos segundos, el tiempo suficiente para influenciar la actividad de la prueba siguiente. Además, inmediatamente después de una respuesta acertada, las neuronas procesaron la información de modo más preciso y efectivo en comparación a si la respuesta anterior estaba equivocada. Es como si tomáramos una instantánea del cerebro aprendiendo, donde las neuronas van aumentando y refinando poco a poco su actividad (prueba correcta tras prueba correcta) para codificar el aprendizaje. Estos resultados sugieren que para recordar algo durante unos segundos o minutos no es necesario cambiar las conexiones físicas entre las neuronas.

Sorprendentemente, los cambios en la actividad neuronal comentados arriba no ocurrieron cuando los monos cometían un error y no recibían el zumo. Básicamente, los errores apenas indujeron algún cambio a nivel neuronal, y no ayudaron a mejorar el aprendizaje de los animales. Esto sugiere que los monos aprendieron más de los aciertos que de los errores. Es esencial dejar claro que estamos hablando de puro aprendizaje de asociaciones abstractas, donde un acierto implica un premio y un error implica la ausencia de un premio y no un castigo. Está bien demostrado que cuando un error conlleva un acto desagradable o repulsivo sí existe aprendizaje a nivel neuronal.

Este estudio aporta ideas valiosas para empezar a entender por qué algunas personas somos propensas a tropezar con las mismas piedras reiteradamente. Aún más importante es que estos resultados nos ayudan a conocer mejor los mecanismos esenciales del aprendizaje y sugieren que la memoria a corto plazo puede mantenerse en el software sin necesitar cambios en el hardware cerebral.

Reconozco que este post puede ser dificilillo de entender. El aprendizaje y la memoria son fenómenos extremadamente complejos, y es difícil explicarlos mediante mecanismos simples. Sobretodo porque los mismos científicos no comprendemos aún las reglas básicas del juego. Por favor, no dudéis en preguntarme todo lo que no os ha quedado claro.

Pregunta para los que soláis ir a correr de manera frecuente: ¿creéis que durante el recorrido, estar pensando cuánto falta por llegar o el tiempo que ya lleváis forzando vuestros músculos, influye de manera considerable en el cansancio físico percibido?

La experiencia de una de las mejores corredoras de larga distancia del mundo, que mejoró sus marcas tras una operación en la que le extirparon una parte del lóbulo temporal derecho de su cerebro, parecen indicar que sí.

A pesar del título tan veraniego del post y de introducir el asunto con cierta ligereza, la historia de la estadounidense Diane Van Deren, esconde más dolor que entusiasmo.

A los 16 meses de edad Diane sufrió una lesión en el cerebro que en aquel momento pasó desapercibida. Los médicos la encontraron años más tarde, cuando se pusieron a buscar las causas de los ataques epilépticos que Diane empezó a padecer a sus 30 años, durante el embarazo de su tercer hijo.
A partir de entonces, la situación se agravó y los ataques iban apareciendo de manera cada vez más frecuente, llegando a producirse 4 o 5 veces por semana. Había una solución: como la lesión estaba muy localizada, en 1997 los doctores optaron por quitar un fragmento del tamaño de un kiwi del cerebro de Diane.
Los ataques desaparecieron, pero también algunas de sus capacidades.
Desde la operación Diane es incapaz de orientarse, tiene mucha menos capacidad de memorizar, de organizar tareas, y ha perdido gran parte de su concepción del espacio y el tiempo.
Esto último, sin embargo, la ha convertido en una mejor atleta.
Diane ya era una aficionada a las carreras de larga distancia antes de que aparecieran sus problemas. Pero ahora, a sus 49 años, compite en carreras de más de 100 millas (161 km), y el año pasado ganó la Yukon Arctic Ultra 300 (480 km)

Como opina el neurofisiólogo que la trató en el artículo del New York Times que describe su historia : “cuando está corriendo, la cirugía cerebral le ayuda”. Diane entrena horas y horas por las Montañas Rocosas de Colorado y compite en larguísimas distancias sin el freno que puede suponer la percepción del tiempo y el espacio. Simplemente avanza y avanza sin capacidad para recordar donde se encuentra, y cuanto falta por llegar.
Los problemas de memoria y organizativos de esta madre de familia hacen que su día a día no sea nada fácil, pero como ella misma describe en este inspirador video (en inglés): “utilizo mis piernas como mis palabras. Cuando gano una carrera, es como una demostración de que todos podemos superar las tragedias que ocurren en nuestras vidas.”

Imagínate que un día cualquiera, al salir de casa y abrirse las puertas del ascensor, ves en su interior -cosa inusual- un amable ascensorista que te invita a pasar. Nunca le has visto y le das la mano a modo de saludo. En ese mismo instante una intensa corriente eléctrica pasa a través de su mano y recorre tu cuerpo de forma aguda y desagradable.
He aquí una experiencia –algo surrealista sin duda- que marcará y permanecerá grabada en tu memoria. Se creará un recuerdo que resurgirá sin falta la próxima vez que tomes el ascensor y, si volviera a aparecer el extraño ascensorista, no le darías en ningún caso la mano. Quizás fingirías estar esperando a alguien para no subirte y tomar después el siguiente ascensor.

Este pequeño incidente se incorpora en forma de huella física en la red de neuronas que conforman tu cerebro, en algún lugar de esa extraordinaria trama de 100.000 millones de neuronas y de 1.000 billones de sinapsis o conexiones entre ellas. Se habla de huella sináptica, porque es en el reforzamiento de las sinapsis donde queda materializada esa marca.
A partir de experimentos realizados en este tipo de contextos –evidentemente con ratas de laboratorio- se llegó a una serie de descubrimientos clave para uno de los grandes armisticios entre dos importantes disciplinas: la neurociencia y el psicoanálisis.
Este último daba por hecho que las experiencias marcaban al individuo de manera intensa hasta el punto de determinarlo en gran medida; la neurociencia, para los psicoanalistas, pecaba de reduccionista y entregaba todo el poder a las estructuras cerebrales con las que veníamos equipados.
Pero llegó uno de los más arrolladores descubrimientos neurocientíficos de las últimas décadas: la plasticidad cerebral, es decir, la propiedad del cerebro de ser modificado estructuralmente por las experiencias y los estímulos externos, y también por las percepciones y estados internos.
Esta es la base de todos los recientes estudios sobre la memoria y sus mecanismos cerebrales y moleculares.
Y es también lo que ha permitido llevar a psicoanalistas y neurocientíficos a hablar en la misma mesa. Si las huellas impresas por las experiencias son realmente cambios arquitectónicos en la red neuronal, es evidente que las situaciones vividas van a determinar en gran medida al individuo.

Representando esa reconciliación entre psicoanálisis y neurociencia, citemos a Pierre Magistretti , neurobiólogo de la École Polytechnique Fédérale de Lausanne y co-autor con el psicoanalista François Ansermet, del libro "A cada cual su cerebro".
Magistretti pasó por Redes el pasado verano y nos habló de ese puente construido por la plasticidad cerebral entre la neurociencia y el psicoanálisis. Nos explicó que las huellas físicas dejadas por las experiencias en la estructura neuronal - podríamos llamarlas primarias- son más adelante reasociadas y recombinadas en otras redes distintas, configurando unas huellas secundarias, ya no estrictamente relacionadas con la experiencia. Magistretti y Ansermet apuestan incluso por decir que esas huellas secundarias son lo que nos configura realmente, constituyen nuestra identidad.

Vamos a ver cómo esa identidad está tejida en el recóndito inconsciente.
Ha sido gracias a numerosos experimentos que buscan indagar sobre la memoria y los mecanismos que la construyen que se han podido revelar poco a poco las bases fisiológicas del fenómeno de recombinación de los recuerdos al que alude Magistretti. Entre los investigadores que se dedican a este campo, está Cristina Alberini del Departamento de Neurociencia y Psiquiatría de la Mount Sinai School of Medicine, en Nueva York. Una de las líneas de investigación de su grupo analiza las bases moleculares de la memoria y los procesos de estabilización de la misma, encauzado al desarrollo de terapias para los desórdenes de estrés postraumático.

Alberini fue una de las invitadas al coloquio organizado por Pierre Magistretti en mayo, en el Collège de France, titulado “Neurociencias y psicoanálisis: un encuentro entorno a la emergencia de la singularidad”.
En su exposición , “La dinámica de nuestras representaciones internas: consolidación de la memoria”, Alberini describió los experimentos que le permitieron concluir sobre la función del proceso de re-consolidación de los recuerdos; esa reformulación de lo ya almacenado que iría elaborando con el tiempo la singularidad del individuo.

Aunque los neurocientíficos trabajen con ratas de laboratorio, tomemos el caso con el que iniciamos el post.
Se trataba primero de esclarecer qué regiones de tu cerebro y qué procesos se ponen en marcha para que la huella dejada por la experiencia, la primera vez que sucede, perdure y te permita reaccionar la próxima vez que te encuentres en semejante situación. Dicho de otra forma, ¿cómo se consolida la memoria declarativa, la que se refiere a hechos, personas y objetos que nos rodean?
Dos áreas esenciales en el procesamiento de la información son el hipocampo y la amígdala. El primero encauza la información del contexto, la segunda tramita la memoria emocional, las respuestas de estrés y de miedo.

Para que ambos procesen lo que está sucediendo, se han de producir cambios significativos en la actividad de las neuronas implicadas y en la comunicación entre ellas. Y eso, en el marco de un organismo vivo terrestre como un ser humano, se trasluce muchas veces en activación de genes y la consiguiente síntesis de proteínas. Éstas son las pequeñas máquinas que se encargan de mover, transformar, eliminar, reponer, activar, y un sinfín de funciones más.
Para verificarlo, inyectamos en tu cerebro, con una cánula directa a tu hipocampo, una sustancia inhibidora de la síntesis proteica. Y ya que estamos, hagámoslo en diferentes momentos respecto al instante en que ocurre el suceso para indagar cuándo se ponen en marcha los procesos que consolidarán el recuerdo.
Te inyectamos el inhibidor bien sea antes de que salgas de casa y llames al ascensor, bien cinco horas después del “susto”, 24 o 46h después.
Si pudiéramos realizar estos cuatro tests, comprobaríamos que cuando la inyección que impide la síntesis de proteínas se efectúa a las cinco o a las 24 horas después del suceso, se trastoca la consolidación de la memoria, la huella no puede afianzarse y el recuerdo desparece: dos días más tarde, si apareciese el ascensorista, le volverías a dar la mano inocentemente, creyendo no haberle visto antes ni haber tenido ningún percance con él.
Si la inyección es antes, no interfiere en la formación del recuerdo y si es 46h después, tampoco. Tras 46h, la huella ha dejado de ser vulnerable.
Podemos decir que el proceso de fijación de la memoria se produce dentro de un margen de tiempo determinado tras la experiencia, con una intensidad máxima alrededor de las cinco horas. Tras ese tiempo, la memoria ha dejado de ser frágil, se estabiliza… pero ¿hasta cuándo?
Se pensaba que para siempre, pero los neurocientíficos conocen ahora la existencia de un segundo procesamiento de la información almacenada; transcurre una vez el recuerdo de la experiencia es revivido, reactivado por un estímulo externo o interno. De forma que a pesar de tratarse de una huella estable, pierde su fuerza y vuelve a su estado frágil cuando el recuerdo es recuperado.
Este nuevo tratamiento de la información almacenada, o re-consolidación, necesita también la síntesis de proteínas para llevarse a cabo.

Para ver si se trata de un proceso distinto al del primer aprendizaje, y siguiendo los experimentos de Alberini, se diseña la continuación del caso anterior. Dos días después de tu primer y desagradable encuentro con el ascensorista inesperado, reactivamos el recuerdo: vuelves a verle inexplicablemente sonriéndote ante la puerta abierta. Te inyectamos entonces, justo después, el inhibidor de la síntesis proteica. Si lo hacemos en el hipocampo, le esquivarás de nuevo si te tropiezas con él dos días más tarde, recordando la primera experiencia. Pero si la inyección es general y no sólo dirigida al hipocampo, el recuerdo será dañado y en un tercer encuentro habrás olvidado lo sucedido, le sonreirás tontamente sorprendido y recibirás su calurosa descarga.
Este proceso depende estrictamente de la recuperación o reactivación del recuerdo, ya que si te inyectáramos el inhibidor de la síntesis proteica sin haberte sometido a ese recordatorio, comprobaríamos que la memoria seguiría ahí y que huirías del ascensorista al reconocerlo dos o más días después.
Por lo tanto, en la re-consolidación no participan exactamente las mismas regiones cerebrales, ni los mismos circuitos que en la consolidación. No es una mera repetición del afianzamiento del aprendizaje. ¿Cuál es entonces su función?
Sí, efectivamente, para averiguarlo, hay que volver a realizar tests e inyecciones.
Se establecieron dos hipótesis para este retorno de los recuerdos a un estado frágil: o bien se trataba de un proceso que mediara la integración de la información reciente con la antigua; o bien de un mecanismo para reforzar aún más la memoria.
En el equipo de Alberini se dieron cuenta de que, en realidad, el mecanismo de re-consolidación no es el mediador de la integración de las nuevas experiencias con los recuerdos afianzados, aunque permite este proceso, pero sobre todo refuerza todavía más las conexiones que almacenan la información aprendida.
La configuración de un recuerdo sería un proceso largo, constituido de varias etapas, iniciadas por el aprendizaje, seguido de sucesivas reactivaciones y “rescates” que permitirían fortalecer las huellas.
El inconsciente sería el encargado de estas reasociaciones que autorizarían la integración en los recuerdos de información interna o nueva.
Y aquí viene un punto importante: de esta forma, no corremos el riesgo de estar determinados por la propia plasticidad, puesto que si no existiera esa reorganización, habría una continuidad estricta entre las experiencias y las huellas dejadas en el individuo. La discontinuidad, el desfase entre experiencias y huellas reasociadas crea una realidad interna no-consciente, construida a partir de la percepción del entorno y de la percepción del estado interno. Y de esa discontinuidad emerge el grado de libertad, la singularidad, la posibilidad de ser únicos.

La plasticidad cerebral conlleva un paradójico equilibrio en el que todo queda inscrito, todo se conserva, pero al mismo tiempo todo cambia y se transforma.
Estos tejemanejes del cerebro para ir dando forma y sentido a las experiencias irían configurando una realidad interna inconsciente, que dirige nuestras acciones e interviene en nuestras decisiones.
Como bien dice Pierre Magistretti, “la conciencia no es más que un mecanismo que a posteriori nos permite ser conscientes de lo que nuestro inconsciente ya ha decidido hacer”.
Los experimentos de Alberini y de otros neurocientíficos que buscan las bases moleculares de la memoria acaban certificando que a pesar de todo lo que nos determina, desde los genes a las propias experiencias subjetivas que dejan una potente marca en nuestra arquitectura cerebral, en realidad, se podría decir que estamos determinados para no estar programados, para poseer un gran margen de libertad y de creatividad.

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.

Lo que os presento hoy puede ser tomado como una broma o como los primeros estadios de una tecnología potencialmente revolucionaria.
Considerado en plan jocoso, se trata de pegar una especie de pila de 9 voltios a tu frente mientras estás estudiando. La electricidad que transmite a una zona de tu cerebro podría hacer que memorizaras de forma más efectiva. “Parece pura guasa” fueron las palabras que utilizó Roberto cuando me envió por mail este artículo aparecido en el MIT Technoloy Review .

Pero quizás podríamos tomárnoslo un poco en serio… el aparatito ha sido aprobado por la FDA , y un grupo de neurocientíficos de los Institutos Nacionales de Salud de EEUU han comprobado que los individuos cuya área dorsolateral del cortex prefrontal se estimulaba eléctricamente mientras aprendían listados de palabras, recordaban más vocablos que el grupo control sin “ayuda externa”.
Los investigadores no concluyen nada definitivo todavía. Éste es uno de los experimentos preliminares en un estudio muchísimo más completo que pretende comprobar si la TDCS (Estimulación Transcraneal por Corriente Directa ) puede realmente potenciar el aprendizaje.
Se sabe que una leve corriente eléctrica es capaz de aumentar la actividad neuronal. En los años 60 se utilizaba electricidad para mejorar el estado anímico de personas con desórdenes psiquiátricos, e investigaciones más recientes han demostrado que incrementa la función motora y la fluencia verbal. Ahora el equipo del NIH está activando un área específica del cerebro relacionada directamente con la planificación y memorización. Tienen la sólida sospecha que esta técnica podría ser aplicada para mejorar el aprendizaje de personas sanas.
Los investigadores aseguran que este procedimiento es más “suave” que la TMS (Estimulación Magnética Transcraneal ), un método que utiliza campos magnéticos para estimular áreas específicas del cerebro de manera no invasiva. La TMS lleva aplicándose durante décadas con resultados muy positivos en el tratamiento de algunas depresiones, rehabilitación de áreas lesionadas tras accidentes cerebrovasculares, o incluso migrañas.
De hecho, en Harvard conocí a un neurólogo español experto en TMS (os lo presentaré más adelante) y le envié la noticia para que me diera su opinión. Me dijo: “nosotros también la estamos utilizando. Yo no apostaba demasiado, pero está dando resultados muy interesantes. Vale la pena continuar haciendo estudios”.

Mejorar el Cerebro
Si contextualizamos un poco el caso concreto que planteaba el artículo del Tech Review, vemos que se enmarca bajo la delicada idea de intentar potenciar los cerebros sanos. El cambio de paradigma es el siguiente: ir al médico no sólo cuando estás enfermo para que te devuelva a la “normalidad”, sino ir también cuando estás “normal” para que te mejore. Ya lo hacemos con el cuerpo a base de gimnasios, cirugía y sustancias químicas. Ahora parece que le toca el turno al cerebro; y en un grado bastante superior del que supone tomar café…
El fármaco Ritalin se prescribe a los pacientes con Trastorno por Déficit de Atención (TDAH), pero la revista Nature publicó el pasado Abril unos datos muy significativos: una de cada cinco personas que tomaban Ritalin no tenían ningún problema de salud; lo consumían para mejorar su rendimiento intelectual. La mayoría eran académicos y científicos. Lo mismo pasa con el fármaco Provigil, recetado en principio a los personas con problemas de sueño excesivo.

Y es que los límites del cerebro no están tan claros. Jorge Luis Borges imaginó a Funes el memorioso, un personaje de ficción con una memoria tan desarrollada que no podía olvidar nada de lo que percibía. Era un desdichado, y terminó volviéndose loco. Pues resulta que alguien “parecido” existió en la realidad. El Ruso Solomon Shereshevskii era capaz de recordar discursos enteros palabra por palabra. Su memoria era extraordinaria, y fue sujeto de muchos estudios científicos.
Seguro que Shereshevskii ya nació con un cerebro diferente, y quizás alguien normal nunca podrá adquirir su capacidad de recordar, pero eso no quita que nuestras conexiones neuronales no sean absolutamente maleables.

Recuerdo un artículo que hablaba sobre las mejoras cognitivas que provocaba el ejercicio físico.
Un estudio del año pasado demostró que el ejercicio aumentaba la neurogenesis en áreas del cerebro relacionadas con la memoria y el aprendizaje. Cuando corres llega más oxígeno al cerebro, pero también aumentan los niveles de ciertos factores de crecimiento neuronales y de una proteína llamada BDNF que dirige el desarrollo neuronal en el hipocampo. Es decir: la actividad muscular genera de manera indirecta una serie de sustancias químicas que afectan al rendimiento del cerebro. No parece imposible que algún día se plagie este mecanismo (o cualquier otro) y se induzca de forma directa.

Quien sabe si los universitarios del futuro tomarán pastillas antes de estudiar, o repasarán la lección con cascos que les vayan estimulando eléctricamente el cerebro. Lo que sí está claro es que la idea de potenciar las capacidades de los cerebros normales más allá del esfuerzo ya no es sólo una ilusión. Se ha empezado a investigar. Adeás, parece que candidatos a utilizar estas opciones cuando estén disponible de forma segura no faltarán, ni compañías que se ilusionen con un número tan alto de clientes potenciales tampoco.
Y es que por muy complejo que sea el cerebro, todo indica que la posibilidad de mejorarlo significativamente está ahí, esperando a que la tecnología nos lo permita.

Estoy preocupado… El pasado jueves y viernes atendí a una excelente serie de conferencias en NY: 25 charlas de veinte minutos sobre temas diversos con ponentes de primer nivel. Tenía la sensación de haberme empapado con información de muy buena calidad. Pero ayer sábado, cuando regresé a Cambridge, un amigo me pidió que le explicara los puntos clave de la conferencia, y me di cuenta que tenía bastantes lagunas a la hora de recordar datos, conceptos… ¿Y si mi cerebro no había guardado toda esa información? Qué mala pasada! (toma eufemismo…)
Entonces, en seguida me vino a la cabeza una clase de psicología el semestre pasado sobre el papel del sueño en la consolidación de recuerdos. Me pregunto si las poquísimas horas dormidas durante los últimos 3 días han debilitado mis neuronas, y evitado que aprovechara al máximo las conferencias….
Recojo los apuntes de esa clase, y comento los 3 principales artículos que nos presentaron.

Aprender descansado
Dormir después de aprender algo ayuda a consolidarlo. Esto hace tiempo que está demostrado. Pero no estaba tan claro si dormir antes del aprendizaje “prepara” de alguna manera al cerebro para fijar recuerdos.
El año pasado Nature Neuroscience publicó un artículo describiendo el siguiente experimento: Se formaron dos grupos de voluntarios. A unos les hicieron pasar una noche en vela, y a otros no. A las 6 de la tarde del día siguiente les pasaron unos tests en los que debían memorizar imágenes. Luego les dejaron ir a dormir a todos y seguir su rutina normal. Dos días más tarde les volvieron a pasar una serie de fotografías intercalando imágenes del primer test, y otras parecidas. Tenían que discernir si ya las habían visto o no. El grupo que pasó una noche sin dormir obtuvo resultados significativamente peores del que había descansado.

Dormir como fuente de inspiración
Tampoco está claro si se trata de un mito o una realidad la idea de que mientras dormimos, el cerebro reorganiza recuerdos y encuentra soluciones más creativas a problemas que nos van rondando por la cabeza.
En 2004 se realizó un estudio para ver si dormir aumentaba la perspicacia a la hora de resolver series de cifras incompletas, en las que habían reglas “ocultas”. Se hicieron tres grupos de participantes. El primero se entrenó brevemente a las 11 de la mañana, y pasó les test a las 7 de la tarde. El segundo se entrenó a las 11 de la noche, no durmió, y pasó el test a las 7 de la mañana. El tercero se entrenó también a las 11 de la noche, pero fueron a dormir tranquilamente, e hicieron la prueba a las 7 de la mañana.

Era previsible encontrar diferencias entre el grupo que había pasado una noche en vela y el que había dormido, pero no se esperaban una mejora tan grande respecto al que se había entrenado de día.
Los científicos concluyeron que dormir reestructuraba las memorias recién aprendidas, facilitaba la extracción de conocimiento explícito y aumentaba la perspicacia para solucionar problemas.

Más habilidosos si dormimos
El tercer estudio que se comentó era sobre el aprendizaje de habilidades motoras. Tenías que aprender a pulsar lo más rápido y preciso posible una sencilla serie de números en un teclado (4-1-3-2-4) en un teclado.
Un grupo se entrenaba a las 10 de la mañana, repetía la prueba a las 10 de la noche, iba a dormir, y lo volvía a hacer a las 10 de la mañana del día siguiente. El otro grupo empezaba entrenándose a las 10 de la noche, iba a dormir, repetía a las 10 de la mañana, y de nuevo a las 10 de la noche.
Como podéis ver en el gráfico de abajo, no importaba si se trataba del segundo o tercer intento. La gran mejora en precisión y rapidez motora coincidía con la prueba hecha tras dormir.

Entonces… ¿Qué ha pasado con lo “aprendido” durante mis jornadas en NY? ¿Cómo han influido las pocas horas de sueño de los últimos días? Sobretodo la juerga del jueves… ¿Evitó que se “consolidaran” las charlas de ese día, y que mi cerebro se “preparara” para las del viernes? Y no se trataba de cansancio o falta de concentración; el café y el estímulo intelectual me mantenían bien despejado y atento.
Pero quizás si en lugar de salir por ahi hubiera hecho deporte, según otros estudios que relacionan el ejercicio físico con la generación de nuevas neuronas y la mejora de capacidades mentales, ahora recordaría más detalles de la conferencia...
Ya sé que la selección natural consideró que olvidar y modificar recuerdos tenía su lado positivo, pero no creo que la evolución pensara que acabaríamos atendiendo conferencias y recibiendo tal densidad de datos. Las limitaciones de la memoria a veces son frustrantes.
En casos como estos… ¿os tomarías vosotros pastillas que aumentaran vuestras capacidades cognitivas y mejoraran la memoria?

El cambio de paradigma es el siguiente: De momento vamos al médico cuando estamos enfermos, para que nos devuelva a nuestro estado “normal”. Dentro de un tiempo no nos conformaremos con eso. El concepto de “normalidad” quedará obsoleto, y a pesar de estar sanos acudiremos a que mejore nuestro cuerpo y nuestra mente.

Este es el mensaje básico que transmite en su blog Ed Boyden, el codirector del “Center for Human Augmentation” en el MIT.
Y no se refiere a tratamientos antienvejecimiento, curas de salud o técnicas de autoayuda... Ed Boyden habla de prótesis, de neuroingeniería y de aumentar nuestras capacidades cognitivas.
Yo siempre había oído hablar de estas ideas en contextos de ciencia ficción o escenarios muy futuristas. Cuando descubrí el post de Ed, le envié un mail de inmediato solicitando una entrevista. No podía dejar pasar la oportunidad de hablar con alguien que está investigando de verdad sobre estos temas, en uno de los centros tecnológicos más avanzados del mundo.
El pasado viernes charlamos en su despacho durante 45 intrigantes minutos.

La fusión del cuerpo y la máquina
Ed quiso dejar claro desde el principio su planteamiento: El primer objetivo del laboratorio de neuroingeniería que él dirige es ayudar a personas con desórdenes neurológicos. Pero si además. la tecnología que desarrollen permite mejorar la memoria, creatividad o felicidad humana, están obligados moralmente a hacerlo.
Con un pelín de demagogia me dijo que la máquina de escribir se inventó originalmente para que los ciegos pudieran enviar cartas, y que Grahan Bell tenía en mente ayudar a las personas con sordera cuando diseñó el teléfono. Esto nos llevó a hablar de prótesis.
Ed señaló que dos puertas a su derecha se encontraba el despacho de Hugh Herr , un doble amputado y pionero en el diseño de prótesis inteligentes. Hugh (el que escala en la foto) asegura poseer los mejores tobillos del mundo, ya que cuando sube escaleras le empujan hacia arriba.
La moraleja es obvia: ¿por qué deberíamos contentarnos con un miembro ortopédico que iguale al natural, si podemos hacerlo mucho mejor?
Otro ejemplo es el atleta Oscar Pistorious, que con dos piernas metálicas diseñadas específicamente para correr, este verano quedó segundo en una carrera contra atletas profesionales.
Hay ejemplos todavía más sorprendentes de esta fusión entre el cuerpo y la tecnología, como las minúsculas cámaras que conectadas al nervio óptico permiten a algunos ciegos recuperar parte de su visión, o parapléjicos que pueden manejar una silla de ruedas con su pensamiento.
Ed insiste en que los primeros receptores de estos avances son las personas discapacitadas, pero no duda que su uso se extenderá a gente sana que quiera “mejorarse”.

Aumentar nuestro cerebro
El objetivo del laboratorio de neuroingeniería que Ed Boyden dirige es utilizar pulsos de luz para activar y desactivar neuronas específicas del cerebro. Pretenden controlar la actividad de los circuitos neuronales afectados en ciertas patologías como el Parkinson, de una forma mucho más precisa que con fármacos. Esto me llevó a preguntarle por la mejora farmacológica de las facultades cognitivas. Había oído que dentro el MIT se estaba incrementando el uso del Modafinil, un medicamento creado contra la narcolepsia, pero que también aumenta la atención y mejora la memoria. Dijo que el café también ena un potenciador cognitivo importante, pero no parecía muy cómodo. Miró de reojo el piloto encendido de mi grabadora de voz, y me dijo que no había leído suficiente sobre el tema.
Volviendo a la estimulación neuronal con luz óptica, auguró que muy pronto serán capaces de modificar el comportamiento en ratas de laboratorio. Reconoció que las aplicaciones en humanos todavía son lejanas, pero que sin duda tiene un gran futuro. Los fármacos inundan todo tu cerebro, sin embargo estas técnicas no invasivas permiten trabajar sobre zonas concretas con gran precisión.
De hecho la “Estimulación Magnética Transcraneal” (TMS) consiste en estimular eléctricamente zonas específicas del cerebro, y su uso ya está aprobado para tratar ciertas patologías, sobretodo la depresión.

De golpe, al oír que la TMS mejoraba el estado de ánimo de las personas con depresión, visualicé el salto que Ed pronosticaba. Imaginé alguien entrado en una especie de centro de masajes, donde un médico le ponía un casco que emitía impulsos eléctricos, y salía de la sesión la mar de contento por el resto del día. O una madre llevando a la consulta del especialista a su hijo para que le mejorara un poco la memoria y la capacidad de aprendizaje, porque no estaba sacando muy buenas notas. Pregunté a Ed si consideraba realista este escenario de futuro. Sonrió, creo que mentalmente recordó la grabadora, y asintió a medias con la cabeza...

Las ideas alrededor de la mejora humana artificial no son nuevas en absoluto. Llevamos muchísimo tiempo utilizando herramientas que alteran nuestro cuerpo, cambian nuestra mente, y redefinen nuestra identidad. Por otro lado cineastas y escritores se han encargado de imaginar cómo la tecnología puede hibridarse con nuestro organismo. Quizás lo nuevo es que una institución científica de reconocido prestigio como el MIT haya creado un centro llamado “Center for Human Augmentation”, organice un evento titulado “h2.o; Bienvenidos a la nueva ciencia de la adaptación humana ”, y sus investigadores reconozcan abiertamente poseer una nueva categoría de herramientas que cambiará nuestros cuerpos, mentes e identidad a una velocidad nunca antes contemplada. La revolución ha empezado. La era del Human 2.0 se aproxima.

Queridos amigos,

¡Estrenamos la sección “Científicos exiliados”!

En ella investigadores españoles nos explicarán de forma muy, pero que muy sencilla y directa: qué quieren averiguar, cómo pretenden averiguarlo, y por qué sus estudios son importantes.

Pero no lo harán sólo mediante el texto que escriban en el post. Los científicos que participen contestarán a todas las preguntas que les hagáis a través de los comentarios. Por favor, no os cortéis. Podéis preguntarles sobre su investigación específica, sobre su campo de estudio más general, o sobre lo que os apetezca.
¿Tenéis alguna duda sobre neurociencia? Os presento al primer científico exiliado que os la puede intentar resolver:

¿Dónde se guardan los recuerdos? por Miquel Bosch

Conocí a Miquel durante una fiesta en Cambridge. Llegó a la 1:30 de la madrugada. “Si que llegas tarde!” comenté cuando me lo presentaron. Con cara de resignación me dijo que trabajaba todos los sábados por la noche, ya que es el único momento que queda libre el microscopio multifotónico con el que investiga. Cambiamos de tema…
Charlando sobre divulgación científica me explicó que ganó un accésit del premio Joan Oró organizado por la Asociación Catalana de Comunicación Científica . “Hombre! Yo firmé tu cheque!” espeté al descubrir la coincidencia, “fui el tesorero en la junta directiva de la ACCC...”
Fuimos a buscar más cervezas, pero ya no quedaban.

Escribe Miquel…

Cierren los ojos por un momento y intenten recordar su profesor de biología favorito de la escuela primaria. De repente se les habrá aparecido una cara en la que seguramente hacía mucho tiempo que no pensaban. Bien, pues, ¿dónde estaba ese recuerdo? ¿En forma de qué? ¿Qué ha pasado en este instante en su cerebro para que esa imagen emerja a la conciencia?

¿Quién eres, y qué quieres averiguar?

Mi nombre es Miquel Bosch y ésa es una cuestión que me tiene obsesionado: ¿Cómo funciona la memoria? ¿Cómo se puede almacenar información en esa masa grasienta que tenemos por cerebro? Por suerte, en estos momentos me encuentro en uno de los mejores lugares para contestar esta pregunta: el Picower Institute for Learning and Memory del MIT, en Cambridge, USA. Después de cuatro años de intensa tesis en el mundo de las células madre en la Universidad de Barcelona y de una interesantísima estancia de medio año en el NIBB de Okazaki, Japón, he cogido de nuevo las maletas y me he ido esta vez a Massachussets, a disfrutar de su crudo invierno y su dieta no-mediterránea.
Aquí tengo el privilegio, y la responsabilidad, de disponer de la más cara y refinada tecnología para resolver mis inquietudes, gentileza de mi supervisor, el profesor Hayashi, y su mentor, el profesor Tonegawa, premio Nobel en 1987.

¿Cómo pretendes averiguarlo?

Para estudiar la memoria lo mejor es empezar por el principio: por las neuronas. El cerebro humano dispone de unos cien mil millones de ellas. Cada una puede llegar a formar diez mil contactos con otras neuronas. Hagan cuentas. No se sabe con certeza cuántas neuronas y cuántos de esos contactos participan de la formación de un solo recuerdo.
Hace unos 35 años se descubrió que esos contactos, o sinapsis, no son estáticos sino flexibles: pueden reforzarse y transmitir mejor el impulso eléctrico, o bien pueden debilitarse hasta desconectarse. Ésta, se pensó, podría ser la base de la memoria y el aprendizaje. Pero todavía hoy en día no entendemos bien cómo funciona el asunto. La cuestión no es nada sencilla de abordar. Hablamos de billones de sinapsis, todas transmitiendo al mismo momento, todas cambiando constantemente para grabar o borrar las señales eléctricas y químicas que llamamos trazas de memoria. Evidentemente no podemos estudiar todos esos cambios al mismo tiempo. Estudiaremos uno de ellos para entender el conjunto. Y lo haremos con rayos de luz.

La espléndida tecnología de la que les hablo es la microscopía multifotónica. Rayos láser de luz infrarroja permiten activar uno sólo de esos contactos entre millones y observar, en tiempo real, cómo se mueven las moléculas en su interior. Solamente allí donde dos fotones del láser coincidan al mismo tiempo se liberará el neurotransmisor enjaulado y se activarán los hambrientos receptores neuronales.

En este video vemos sinapsis en plena acción de grabar un recuerdo.
Las protuberancias que Ramón y Cajal llamó espinas dendríticas, donde residen las sinapsis, experimentan evidentes cambios de forma cuando son potenciados mediante el glutamato liberado por el láser (el punt orojo). Millones de cambios como estos puede que tengan lugar cada minuto en nuestro cerebro mientras aprendemos, recordamos u olvidamos. Muchas espinas se expanden, otras se contraen, algunas aparecen de la nada, otras desaparecen para siempre.
Pero ahí hay un misterio aún sin resolver: ¿cómo se acuerda esa espina que la señal que ha recibido merece la pena de ser recordada?¿Cómo consigue mantener ese estado potenciado durante horas o incluso años cuando las proteínas que la componen se reciclan continuamente en cuestión de segundos o minutos?¿Quién recuerda los recuerdos en realidad? Bueno, en eso estamos...Modificando genéticamente las proteínas neuronales podemos ver cómo viajan de un lugar a otro en los primeros minutos de la formación de la memoria o cómo flotan frenéticamente en la membrana neuronal mientras tiene lugar la descarga eléctrica. Esto lo hacemos marcándolas con proteínas fluorescentes extraídas de las medusas o bien enganchándolas a pedruscos nanoscópicos luminosos de múltiples colores. Todo esto nos puede llevar a entender un poco más el oscuro funcionamiento de la memoria y el aprendizaje, y aportar soluciones a los casos donde éstos fallan, como en el Alzheimer o el retraso mental.

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¿Hay vida después del MIT? Ciertamente el MIT es un lugar especial. Montañasde dinero, tanto público como privado. Igual cantidad de mentes privilegiadas, engreídas, locas o soñadoras. Un poco de competitividad salvaje y otro poco de maravillosa fascinación por el arte de la ciencia. Un lugar "stoop-pendo" donde disfrutar de la belleza del descubrimiento o donde extinguirse miserablemente bajo la presión asfixiante.
En las largas horas que paso observando las neuronas,en una ruidosa y claustrofóbica habitación del laboratorio, con mi microscopio de un millón de dólares, me sobreviene otra pregunta obsesiva. ¿Podré llevar a cabo ciencia del mismo nivel y contestar preguntas fundamentales en un lugar que no sea la superpotencia científica que indudablemente son los USA? ¿Hay algún sitio en España, o en Europa, con los mismos recursos y ambiciones, con el mismo espíritu internacional e interdisciplinar, con las mismas ganas de desarrollar proyectos de riesgo que desemboquen en asombrosos descubrimientos y posibles premios Nobel, como en el MIT? Lo más importante, ¿podré volver a la dieta mediterránea?

Miquel Bosch