Quinientos científicos representan una gran cantidad de proyectos, líneas de investigación y esperanzas, tanto para el conocimiento básico del ser humano como para todos los que sufren algún tipo de enfermedad neurológica. Y los resultados presentados fueron tan sorprendentes como complejos, tanto como lo puede ser el intentar conocer las funciones y estructuras cerebrales utilizando, en definitiva, las mismas capacidades que se intentan conocer.

Entre los investigadores estuvieron algunos de los máximos exponentes de la neurobiología moderna, entre ellos el doctor Joaquim Fuster, miembro de la Asociación Americana de Psiquiatría, la Asociación de Investigación Médica de California, la Academia de Ciencias de Nueva York y la Real Academia de Medicina de Barcelona, y Howard Eichenbaum, científico que demostró que las diferentes funciones del proceso de la memoria se pueden asignar a áreas interconectadas del córtex cerebral y de los componentes de la formación hipocámpica.

Los procesos conductuales y cognitivos en particular son objeto de intensa investigación y de avances sustanciales en la esperanza de resolver cuestiones fundamentales relacionadas con la naturaleza humana, y la neurociencia constituye un ejemplo de lo que podríamos denominar una transdisciplina, es decir, la interacción de diversas especialidades que operan en los distintos niveles de organización de la realidad (molecular, celular, tisular, orgánica, organísmica) para entender integralmente la función del sistema natural biológico más complejo que conocemos: el cerebro.

En el encuentro también estuvo presente Mara Dierssen, presidenta electa de la Sociedad Internacional de Comportamiento y Genética Neuronal (IBANGS) e investigadora del Centro de Regulación Genómica (CRG), a quien preguntamos sobre los avances más importantes en el campo de la investigación neurobiológica relacionada con el comportamiento.

Qué avances destacarías de los presentados en esta reunión sobre las ciencias de la conducta?

Quisiera recordar que las ciencias de la conducta distan de integrar una unidad conceptual, ya que se han originado de muy diferentes aproximaciones y mantienen métodos y teorías no sólo distintos sino, en muchos casos, opuestos. En el congreso se presentaron nuevos modelos y teorías acerca del funcionamiento e integración de los diferentes sistemas cerebrales que dan origen a la conciencia y los estados mentales en el ser humano. Se habló de la función de la corteza cerebral prefrontal y su papel en la organización temporal de las acciones, de su contribución al control de la función cognitiva y de su papel como reguladora de funciones atentivas e integradoras.

Uno de los temas importantes fue la generación de modelos en el ratón de enfermedades humanas, ya sea a través de la modificación genética, o mediante la utilización de modelos existentes en la naturaleza, como son las ratas con niveles reducidos o elevados de ansiedad.

Se recalcó, además, la necesidad de contar con expertos que sean capaces de realizar una caracterización conductual profunda, que permita llegar a modelos extrapolables al ser humano, respetando el etograma* murino, y de la necesidad de establecer plataformas de fenotipación en Europa que orienten acerca de las directrices básicas en este ámbito.

¿En qué consistirán estas plataformas de fenotipación?

De hecho ya existe una iniciativa de la Unión Europea para establecer tales plataformas. En el marco del Parque de Investigación Biomédica de Barcelona (PRBB), y en una iniciativa conjunta entre el laboratorio del Dr. Rafael Maldonado y el programa «Genes y enfermedad» del CRG estamos desarrollando una Unidad de Fenotipación y Análisis Neuroconductual, que se integra como grupo colaborador de esta iniciativa europea. Se trata de dar respuesta a la necesidad expresada por diferentes grupos de investigación, tanto dentro del parque como a nivel europeo, de fenotipar los modelos murinos generados de manera fiable y reproducible, permitiendo establecer los rasgos fenotípicos alterados en estudios longitudinales y transversales, delineando un diagnóstico tanto a nivel neurológico, como neurosensorial, comportamental y cognitivo.

Usted ha desarrollado importantes estudios sobre el síndrome de Down utilizando modelos animales que sobreexpresan genes involucrados en esta enfermedad. ¿Cómo funciona este síndrome en el ser humano?

Hasta el momento las bases neuropatológicas del retraso mental en las personas con síndrome de Down (SD) no son conocidas, aunque se ha argumentado la posibilidad de que las alteraciones que se observan macroscópicamente (reducción no homogénea del tamaño del cerebro que afecta de forma más acusada al rombencéfalo) sean las responsables de la disfunción cognitiva, que derivaría en un desarrollo anómalo y una función cerebral alterada en el adulto.

¿Cuáles son las bases sobre las que se sustenta el estudio del síndrome de Down utilizando modelos animales?

Una de las características patognomónicas del síndrome de Down es la patología dendrítica, que es la única correlación neuroanatómica que se ha podido establecer de forma clara con el retraso mental. Se trata de una alteración que compromete la capacidad de integración de información en la corteza cerebral, ya que cada dendrita posee estructuras especializadas, las espinas dendríticas, que reciben conexiones aferentes de carácter excitador. El estudio de un modelo murino con trisomía parcial del cromosoma 16, homólogo al cromosoma 21 humano, nos ha permitido estudiar las alteraciones en la microestructura de la corteza cerebral derivadas de la alteración genética y la posible influencia del enriquecimiento ambiental a este nivel.

Para ello hemos analizado las células piramidales de la corteza cerebral frontal en el ratón Ts65Dn*, modelo de síndrome de Down. En este ratón existen algunos indicios de disfunción cortical, como son la hiperactividad, los niveles de atención reducidos o la disrupción de determinados patrones conductuales, y nuestros resultados demuestran que la microarquitectura de la corteza cerebral presenta alteraciones importantes en los ratones Ts65Dn, caracterizadas por una reducción del tamaño del árbol dendrítico basal, que es, además, menos rico en ramificaciones que el de un animal normal. Ello conlleva una reducción significativa, tanto en el número de espinas dendríticas, como en la distribución de las mismas. Con el fin de estudiar los efectos del enriquecimiento ambiental se sometieron ratones Ts65Dn y ratones no trisómicos a este protocolo experimental durante las primeras semanas de vida.

Los resultados obtenidos muestran que el grado de plasticidad cerebral del modelo Ts65Dn es considerablemente menor que el de los animales no trisómicos, y por tanto la mejoría conductual que se ha descrito tras el enriquecimiento ambiental no responde a cambios neuroanatómicos estables. Por otro lado, los resultados sugieren que las alteraciones conductuales observadas pueden ser debidas a un desarrollo anormal de la circuitería cerebral a escala cortical.

Muchas enfermedades neurológicas están asociadas tanto al medio ambiente en que se desenvuelve un individuo como a su carga genética. ¿Será posible corregir los defectos genéticos, o habrá que trabajar más bien en la estimulación ambiental de quienes tengan este tipo de enfermedades?

La repuesta no es única. Cada vez somos más conscientes de que en la mayor parte de las enfermedades existe un componente genético de predisposición que, al interaccionar con el ambiente, puede originar la patología. Hasta ahora no era posible corregir el defecto genético y, por tanto, el tratamiento únicamente podía ser farmacológico, o cuando esto no era eficaz, ambiental. Sin embargo, el mejor conocimiento de las bases genéticas y el desarrollo de tecnologías cada vez más sofisticadas de intervención indudablemente proporcionarán nuevas vías de tratamiento que en cada enfermedad serán diferentes.

Algunas de las presentaciones estaban enfocadas al estudio de la conciencia humana. ¿Es posible «localizar» la conciencia en un lugar específico del cerebro?

Se ha hablado de la localización anatómica de la percepción consciente, intentando comprender no sólo los mecanismos neurales y los sustratos neurobiológicos y moleculares de la misma, sino también de los desórdenes de la experiencia consciente, una alteración subyacente a diversas enfermedades neurológicas y neuropsiquiátricas.

Por último, ¿podemos llegar a conocer el funcionamiento del cerebro, aunque sea, en este caso, tanto el instrumento de análisis como el objeto de estudio?

Entramos con esta pregunta en un ámbito que tiene más que ver con la filosofía. Es evidente que nuestro conocimiento parte de la observación, y en el caso del cerebro, de la autoobservación a través de la propia estructura que observa. Hay dos formas de autoobservarse, una es entendiendo el «yo» como un hecho objetivo y otra es entendiendo el «yo» como un hecho subjetivo.

Sabemos que los estados mentales se producen por los patrones de actividad neural; el conocimiento, definido como un flujo cognitivo de un estado mental a otro, debe estar codificado en conexiones neurales llamadas sinapsis. De la misma manera que la actividad en la amígdala monitorea el ambiente y registra el miedo, los circuitos del lóbulo parietal nos orientan en el espacio y marcan la clara distinción entre lo propio y el mundo, y los circuitos frontales y temporales marcan el tiempo y generan autoconciencia. La existencia de la percepción es una certeza. Sin embargo, la existencia del hecho percibido es una hipótesis. Hablar de «hechos objetivos» no es hablar de «hechos ciertos», sino hablar de «hechos reconocidos por todos». Así, la experiencia subjetiva «veo un árbol» nos provoca la creación de una hipótesis «ahí hay un árbol».

La experiencia subjetiva es real, no hay duda de ello. En cambio, la hipótesis objetiva es fruto de una combinación de imaginación y percepción, susceptible de error, y siempre sujeta a revisión. En tal marco conceptual, es claramente difícil prever el avance de la comprensión de la estructura que subyace a la propia comprensión, el cerebro. Sin embargo, la propia dependencia perceptual hace que, a medida que avanzamos en el desarrollo de herramientas tecnológicas para profundizar en el nivel de percepción (microscopía, imaginería, ingeniería genética), nuestra posibilidad de acceder al conocimiento se incremente.

Más información en Biomedia:
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