Apuntes científicos desde el MIT

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

La vida del científico es intensa. Viajes frecuentes, conferencias interminables, muchas horas en el laboratorio devanándote los sesos... ¿Cómo podemos aguantar este ritmo? Pues en mi caso con mi botiquín particular: pastilla para la jaqueca, tranquilizante en los viajes de avión, pastilla para que no me tiemblen la voz y las manos en las conferencias, pastilla para el jet lag… y cafeína, mucha cafeína. Lo cierto es que estamos acostumbrados a tomar todo tipo de estimulantes y calmantes para engañar a nuestra mente. Pero ¿qué hacen todos estos fármacos en nuestro cerebro? ¿Son seguros?

Smart Drugs

Muchos de nosotros nunca tenemos suficiente memoria, concentración y horas para realizar todo lo que pretendemos hacer. Los estimulantes cognitivos o ‘smart drugs’, son fármacos que alteran la actividad del cerebro potenciando nuestras capacidades mentales cuando se necesita una ayudita extra. Existen varios tipos de potenciadores cognitivos en el mercado, y su utilización se ha disparado en los últimos años. En estos momentos los estimulantes más utilizados son los siguientes:

Cafeína

Se encuentra en altos niveles tanto en el café como en el té.

La cafeína inhibe a una fosfodiesterasa, lo que induce vasodilatación. Se conocen bien sus efectos anti-somnolencia y sus efectos secundarios, que afectan a los sistemas cardiovascular (palpitaciones), respiratorio y gastrointestinal (laxante).

Anfetaminas

Adderall y Ritalin son las más populares. Se prescriben comúnmente a pacientes con trastorno por déficit de atención con hiperactividad. Aumentan los niveles de dos neurotransmisores esenciales para la concentración y la memoria: la dopamina y la noradrenalina, pero se desconoce el mecanismo exacto. Tienen serios efectos secundarios: alucinaciones, anorexia, problemas del corazón y adicción. Son inmensamente populares entre los universitarios americanos (se estima que en algunas universidades americanas hasta un 20% las consumen regularmente). Los estudiantes consiguen los medicamentos de forma ilegal, a pesar de que en Estados Unidos el tráfico de estos medicamentos puede conllevar penas de cárcel.

Modafinil (Provigil)

Es el potenciador cognitivo de última generación, y el que está de moda.

También aumenta los niveles de dopamina y noradrenalina en el cerebro, pero al mismo tiempo afecta al sistema glutamatérgico, el neurotransmisor más utilizado por las neuronas.

Se utiliza ampliamente para tratar la narcolepsia, un desorden grave del sueño, y se ha demostrado que ayuda en el habla, la planificación, la concentración y la memoria.

Está todavía poco estudiado, y de momento no se han detectado efectos secundarios serios.

Además de estos compuestos, existen muchos otros que de una u otra forma mejoran las capacidades mentales. Un caso curioso es la nicotina de los cigarrillos, que ayuda en la concentración. Podéis encontrar una lista detallada aquí.

¿Qué estimulantes cognitivos funcionan mejor: fármacos, entrenamiento cerebral, dieta, meditación o ejercicio?

Fármacos

¿Son las anfetaminas y el modafinil realmente mejores que la cafeína? Varios estudios han sugerido que no. Además, se conocen poco los efectos a largo plazo de las ‘smart drugs’. Si además tenemos en cuenta los efectos secundarios conocidos y por conocer, la consumición de estos fármacos no es demasiado segura.

Entrenamiento Cerebral

Recientemente ha habido un ‘boom’ de productos informáticos que prometen mejorar las funciones cognitivas. ¿Quién no ha oído hablar de maquinitas para hacer sudokus o crucigramas en el metro? Hasta Nintendo y la Wii tienen aplicaciones para el ejercicio cerebral. El mercado del ‘brain fitness’ es muy importante actualmente, y sólo en 2007 generó 227 millones de dólares en Estados Unidos. Pero ¿qué ciencia hay detrás de todo esto? La evidencia de que el entrenamiento cerebral realmente funciona es muy limitada en este momento. Un estudio reciente realizado con personas de edad avanzada mostró que el entrenamiento no mejoró sus capacidades cognitivas, pero redujo el deterioramiento asociado con la edad. Otro estudio con niños con desórdenes en la atención mostró beneficios a nivel cognitivo. Sin embargo, no se conoce si esta mejora puede generalizarse a otras personas. Existe un grupo de científicos especialmente crítico con el entrenamiento cerebral, argumentando que hacer sudokus todo el día mejorará únicamente las capacidades cognitivas requeridas para esa tarea, es decir, que harás cada vez mejor los sudokus, pero que eso no tiene por qué beneficiar a otros aspectos de tu vida mental.

Dieta

Los suplementos nutricionales son también muy populares. Por ejemplo, se ha propuesto que las vitaminas B6 y E, así como otros compuestos (B12, folato, neuroesteroides), potencian la memoria. Lo cierto es que todos estos suplementos nutricionales se han estudiado muy poco y de forma poco rigurosa. Por lo tanto no está probado que realmente ayuden a las capacidades mentales.

Meditación

La meditación, al igual que los suplementos nutricionales, es otra técnica moderna ‘curalotodo’. De momento no hay evidencias científicas que demuestren que meditar beneficie a las funciones cognitivas. Pero hay varias investigaciones en curso en estos momentos, y habrá que esperar a las conclusiones. De todas formas, hacer meditación no puede más que aportar cosas positivas a tu cuerpo. Al menos te ayudará a reducir el estrés.

Ejercicio

Numerosos estudios han demostrado que realizar ejercicio es beneficioso para la salud mental, ya seas joven o mayor, estés en forma o sufras una enfermedad neurodegenerativa. Se ha demostrado que el ejercicio mejora especialmente funciones complejas como la memoria de trabajo o la planificación de tareas. También se ha demostrado que el ejercicio promueve el crecimiento de neuronas en el hipocampo, un área cerebral importante para la memoria y el aprendizaje.

En conclusión, parece que el ejercicio sigue siendo la mejor terapia para estimular tu mente. Pero esto puede cambiar en el futuro, ya que numerosas compañías farmacéuticas tienen varios fármacos en estudios clínicos que saldrán al mercado en los próximos años.

Pequeños, peludos… y listos

Por supuesto, todos los estimulantes cognitivos explicados anteriormente (con excepción de la meditación, seguramente) se han probado en animales antes de realizar los estudios clínicos con personas. Pero en la última década se ha dado un paso más con la generación de líneas transgénicas de ratones. Gracias a la ingeniería genética podemos diseñar ratones con funciones neuronales alteradas y estudiar si son más o menos inteligentes al realizar una batería de tareas que miden sus capacidades cognitivas. En estos momentos existen varias líneas de ratones que aprenden y memorizan mejor que los ratones normales. El problema reside en que algunos de estos ratones tienen problemas secundarios indeseables, como un aumento en la sensibilidad al dolor, aumento del miedo o problemas para olvidar cosas irrelevantes. Esto último es especialmente interesante: parece que el hecho de memorizar cosas con demasiada precisión interfiere con la habilidad de generalizar, de pensar de forma abstracta, y hace que los ratones tengan problemas para generar la estrategia necesaria para resolver la tarea. En cualquier caso, las investigaciones en ratones son importantes para comprender cómo funciona nuestra mente, y probablemente nos ayudarán a entender las bases moleculares de nuestra inteligencia.

Peligros relacionados con los estimulantes cognitivos

Está claro que los estimulantes mentales pueden ayudarnos enormemente en nuestra vida diaria. Pero su utilización indiscriminada está creando una gran polémica médica, ética y hasta filosófica.

En primer lugar por su dudosa seguridad. Es importante tener en cuenta que los potenciadores cognitivos tienen como diana al órgano más complejo y desconocido del cuerpo humano. Todavía hay pocos estudios que hayan analizado con rigor los efectos secundarios de los fármacos estimulantes tanto en pacientes como en personas sanas. Otro problema adicional es su prescripción a niños. No sabemos cómo los fármacos pueden afectar al desarrollo de sus cerebros a largo plazo, algo que por sí ya genera un conflicto ético.

Otro problema importante es la limitación de la libertad. Existen muchas personas forzadas a tomar medicación, lo que claramente restringe su libertad. Estas personas son, por ejemplo, niños, soldados y pacientes que son un peligro para sí mismos y para otros. En muchos países los soldados toman anfetaminas y modafinil para potenciar su estado de alerta. De hecho, en Estados Unidos los soldados están obligados por ley a tomar esta medicación si se les ordena. Por razones similares, es fácil imaginar un mundo en el que algunas empresas obliguen a sus trabajadores a tomar estimulantes. Un ejemplo hipotético sería un fármaco que permitiera a los cirujanos salvar a más pacientes. ¿Sería ético obligar a los cirujanos a tomar estos medicamentos antes de cirugías complicadas?

En cuanto a los niños, están al amparo de las decisiones que toman sus padres. De hecho, ya que la estimulación cognitiva en forma de educación en el colegio es obligatoria para todos los niños, ¿deberían los colegios exigir potenciación cognitiva a sus alumnos?

Otro problema grave es que los estimulantes de la mente pueden poner en peligro la justicia del sistema. El hecho de que algunos alumnos tomen estimulantes cognitivos y otros no lo hagan hace pensar si el examen en sí mismo es justo. Es como si en un examen en la universidad se permitiera a algunos alumnos tener una calculadora y a otros no. De hecho, es muy parecido al caso de dopaje en los atletas, que sí es ilegal. Por otro lado, si los estimulantes cognitivos son caros, sólo los alumnos ricos podrán comprarlos, aumentando aún más las ventajas que tienen con respecto al resto. ¿Debemos prohibir que los alumnos tomen estos fármacos para que los exámenes sean más justos?

Los estimulantes de la mente se prescriben a miles de personas con déficit cognitivo, pero también los toman miles de personas sanas de forma indiscriminada. De hecho, existe la denominada ‘psiquiatría cosmética’, personas sanas que toman fármacos (como el antidepresivo Prozac) para ‘sentirse mejor’. Estos tratamientos son muy populares en mujeres de edad avanzada. ¿Pero son realmente necesarios? Del mismo modo, ¿no sería recomendable reducir la cantidad de estrés en nuestras vidas y la carga imposible de trabajo a nuestras espaldas? ¿Y qué hay de nuestro espíritu de superación, de conseguir nuestros objetivos con esfuerzo? El tener fácilmente a nuestro abasto estas ‘ayudas cognitivas’ puede afectar a nuestra forma de ver el mundo y cambiar a nuestra sociedad de manera muy profunda.

Vicky Puig

Las centenares de bombas atómicas que explotaron durante las pruebas de armamento nuclear en los años 50 dejaron “algo” en la atmósfera que los científicos están aprovechando para identificar cadáveres, estudiar la regeneración celular, detectar falsificaciones, o solucionar crímenes al más puro estilo CSI .

¿Os suena la técnica del Carbono 14 utilizada para la datación de restos fósiles?
El principio básico es el siguiente: La interacción de los rayos cósmicos con la atmósfera genera isótopos de Carbono-14 (átomos de C con 2 neutrones de más en el núcleo). Éstos se combinan con el oxígeno para formar CO2, que se incorpora a las plantas mediante la fotosíntesis y a los animales cuando se las comen. Al final la proporción de isótopos de C-14 respecto Carbono "normal" (C-12) en animales y plantas es la misma que existe en la atmósfera, una cantidad que se ha mantenido relativamente constante en los últimos miles de años. Pero al morir el tejido orgánico deja de incorporar nuevos átomos de C-14, y de hecho empieza a perderlos poco a poco porque el C-14 es un isótopo inestable y se va desintegrando a un ritmo que los científicos conocen perfectamente. Si analizas la cantidad de C-14 que queda en un determinado fósil sabrás su edad aproximada.
La sensibilidad de esta técnica sólo permite analizar muestras con una antigüedad máxima de 60.000 años, y que tengan como mínimo varios miles de años. Pero…

Se ve que como consecuencia de las más de 500 bombas atómicas que Estados Unidos y la Unión Soviética hicieron explotar en tierra firme durante sus tests en la década de los 50, los niveles de C-14 en la atmósfera se multiplicaron notablemente. Cuando en 1963 se prohibieron las pruebas nucleares en la atmósfera (continuaron haciéndose bajo tierra), los índices de C-14 empezaron a bajar poco a poco, encontrándose todavía ahora más altos de lo que estaban antes de las explosiones:

Hace un tiempo unos científicos ingeniosos pensaron: Si los animales y plantas hemos estado incorporando diferentes cantidades de C-14 atmosférico durante los últimos 60 años… ¿podríamos aprovechar esta variabilidad para algo? Vaya si lo están aprovechando…

¿Quién murió antes?
En 1992 la policía austriaca descubrió los cadáveres de dos hermanas que llevaban años fallecidas en su casa sin que nadie se hubiera enterado. Por motivos económicos y de seguros de vida cuantiosos había mucho interés en saber cuál había muerto antes. Los investigadores Walter Kutschera y Eva María Wild tuvieron una idea: si pudieran medir la cantidad de C-14 presente en algún material orgánico de los que se renuevan constantemente, y compararlo con los niveles históricos de C-14 en la atmósfera, quizás podrían averiguar el momento de su defunción. Funcionó. Kutschera y Wild concluyeron que una hermana había fallecido en 1988 y la otra en 1989.

¿Se renuevan las neuronas?
En 2001 la joven neurocientífica australiana Kirsty Spalding viajó a Suecia para investigar sobre la formación de nuevas neuronas. Al poco tiempo su jefe se enteró del caso de las hermana austriacas y le propuso la siguiente línea de investigación: Para saber si en una determinada zona del cerebro nacen nuevas neuronas o no, podemos medir la cantidad de C-14 que tienen. Si no se regeneran, habrá la misma proporción que en el momento del nacimiento, y si se forman nuevas neuronas deberíamos encontrar niveles diferentes. Kirsty pasó una temporada visitando mataderos hasta poner a punto la técnica con cerebros de caballo (necesitaba animales que vivieran bastante tiempo y tuvieran cerebros grandes). Cuando tuvo el procedimiento controlado, lo aplicó en humanos y demostró que en determinas zonas del neocórtex y del área visual no se generaban nuevas neuronas en edad adulta, algo que resultaba muy difícil de averiguar con otras metodologías. Actualmente Kirsty Spalding es una de las principales expertas en esta metodología que se sirve del C-14 originado durante las explosiones atómicas.

Identificación tras la tragedia del Tsunami
El devastador tsunami del 2004 en el océano índico mató a más de 200.000 personas, entre ellas unos 500 turistas suecos. Según el médico forense Henrik Druid algunos de los cadáveres estaban en tal estado que no podía distinguirse ni siquiera si se trataba de un adolescente o de una persona mayor. La edad es un dato importantísimo en la identificación de cuerpos, y para intentar averiguarla Henrik Druid recurrió a las técnica que Spalding había desarrollado en el Instituto Karolinska de Estocolmo. La tarea parecía sencilla: El esmalte de los dientes es permanente, por tanto sabiendo la cantidad de C-14 que contenían y comparándola con los datos históricos de C-14 en la atmósfera se podía averiguar el momento en que salió cada pieza. Se aplicó la técnica a los cuerpos todavía no identificados de 6 víctimas del tsunami y se predijo su edad con un margen de error de 1 año.

La policía sueca y también la canadiense están interesados en esta técnica como herramienta de investigación criminal. Henrik Fruid asegura que muy pronto oiremos hablar de casos resueltos con esta metodología, pero el rango de aplicaciones va mucho más lejos. Un grupo australiano realizó un estudio en el que logró identificar la añada de unos vinos muy preciados embotellados entre 1958 y 1997, científicos de los Institutos Nacionales de Salud de US la utilizan para estudiar la regeneración de células beta pancreáticas, e investigadores californianos pueden saber si el marfil confiscado provenía de elefantes cazados antes o después de la prohibición de cazarlos, y si un cuadro supuestamente anterior al 1940 se trata en realidad una falsificación moderna. Si el lienzo tiene niveles elevados de C-14, algo falla…

En la vertiente más científica Spalding y su jefe Jonas Frisén han desarrollado un ambicioso programa para investigar a fondo la regeneración celular en diferentes tejidos humanos. Pero en ciertos experimentos les tocará apresurarse un poco…, se calcula que en 2020 los niveles atmosféricos de C-14 volverán a ser los mismos que habían antes de los tests con armamento nuclear.