PRÓLOGO

Cuando Pablo, mi hijo mayor, se acercaba a cumplir ocho años, sintió curiosidad por saber a qué me dedicaba y entonces me preguntó qué hacía todos los días. Le contesté que trataba de entender el cerebro humano. Esta respuesta, en apariencia, lo dejó tranquilo. Sin embargo, varios meses después volvimos a caer en el tema y repitió la pregunta, de modo que contesté de nuevo con la misma respuesta. Me miró extrañado y entonces preguntó: «¿Todavía estás haciendo eso?»

Luego de reírme con su pregunta, me di cuenta también de la dificultad para transmitir a mi familia y amigos lo complicado que es tratar de entender nuestro cerebro. Pertenezco a una generación de científicos que ha trabajado en este problema durante décadas, y los logros aún son insuficientes para acercarnos a una respuesta más o menos completa. Por siglos, la curiosidad sobre el cerebro ha concentrado el interés de mucha gente, y la actividad del neurocientífico se construye sobre esos avances. No es tarea menor, en este sentido, saber en cuántas generaciones más será posible satisfacer este interés. De momento es imposible saberlo. Incluso es difícil saber con exactitud cuánto conocemos sobre el cerebro humano. Las estimaciones que uno puede encontrar en los textos especializados llegan a un máximo del 15 por ciento y eso, considero, aún es un número optimista.

No es extraño, entonces, que el cerebro humano y todo lo que hacemos gracias a él despierte inevitable curiosidad. Las grandes preguntas del ser humano han estado centradas casi siempre en las cosas que podemos hacer, en nuestra habilidad de pensar, en las interacciones sociales, en nuestras emociones, en la creatividad y en las preguntas que hacemos sobre la propia consciencia. Durante estos años de actividad científica he tenido la oportunidad de conversar acerca de este tema en lugares alejados del laboratorio —en salas de clase, seminarios y en charlas abiertas al público general—. En todas estas instancias surgen las mismas preguntas.

Este libro es, por tanto, el resultado de esas conversaciones, y busca reflejar la mayoría de las preguntas que una y otra vez aparecen en ellas. Compartir nociones duras y exactas con lectores no especializados conlleva el riesgo de perder rigurosidad y por esto pido comprensión a los lectores especializados que lean este libro. Por otro lado, es casi imposible hablar de un tema científico sin hacer referencia a algunos conceptos que pueden ser áridos, los cuales he intentado describir de la manera más general posible.

INTRODUCCIÓN

El cerebro humano es una de las estructuras más complejas que existe en el universo. Es un órgano que nos permite reír y llorar, ver y escuchar. Nos permite movernos, escribir poesía y pintar, diseñar naves espaciales para explorar tanto la Luna como las profundidades del océano. También nos permite establecer una relación social con otros seres humanos, comunicarnos y tener consciencia. Esta máquina biológica puede realizar una enorme gama de conductas diferentes, al mismo tiempo que nos hace las personas únicas que somos. ¿Por qué ocurre esto? ¿Qué propiedades tiene el cerebro humano para que sea tan especial?

En un individuo promedio, que pese 72 kilos, el cerebro humano pesa alrededor de un kilo y medio, lo que constituye aproximadamente el 2 por ciento del peso total de su cuerpo. Como todos los órganos del cuerpo, el cerebro está constituido por células. Las más importantes son las neuronas, que llegan a ser más de cien mil millones. En otras palabras, en cada una de nuestras cabezas existen más células que las estrellas que podemos observar en el firmamento.

Una de las características más importantes de las neuronas es su habilidad o capacidad de modificar, por medio de pulsos eléctricos y químicos, la actividad de otras neuronas o músculos, a través de conexiones que llamamos sinapsis, las cuales hacen del cerebro una enorme red de células que se conectan a través de seiscientos billones de puntos de contacto. Estas conexiones superan con creces las que se encuentran en todas las computadoras y conexiones de internet que existen en el mundo. Muchas de estas conexiones se realizan a través de prolongaciones de las neuronas, llamadas axones y dendritas, que permiten conectar regiones cercanas y distantes del cerebro. Estas prolongaciones tienen un diámetro promedio de 0,002 milímetros (es decir, son cerca de cincuenta veces más delgadas que un pelo humano) y pueden conectar células vecinas o células a varios metros de distancia, como lo que ocurre entre la médula espinal de una ballena y los músculos de su cola. Si uno sumara la longitud de cada una de estas prolongaciones presentes en un cerebro humano, podríamos construir un cable biológico de más de trescientos cincuenta mil kilómetros de largo, lo suficiente para ir desde la Tierra hasta la Luna, o para dar veinticinco veces la vuelta a nuestro planeta.

A pesar del enorme avance científico en muchas áreas del conocimiento humano, no sabemos lo suficiente sobre el cerebro. Parece una ironía que, para entender una máquina biológica como esta, debamos usarla a ella misma para entenderla. Como afirma Lyall Watson, biólogo y zoólogo sudafricano: «Si el cerebro fuera tan simple que pudiéramos entenderlo, seriamos tan simples que no lo entenderíamos».

¿Qué es lo que sabemos del cerebro? Lo que hemos podido aprender es, en gran medida, gracias a la neurociencia. Esta disciplina tiene por objetivo entender sus procesos biológicos. Una de las características más importantes de esta área científica radica en su carácter multidisciplinario, pues converge con la biología, la psicología, la física, las ingenierías, la bioquímica, la medicina, la computación y muchas otras disciplinas largas de enumerar. En las últimas décadas, además, la neurociencia ha suscitado gran interés debido a la importancia que nuestra sociedad le ha atribuido para entender qué es lo que ocurre en nuestros cerebros. Francis Crick, quien obtuvo el Premio Nobel en 1962 junto a James Watson por descubrir la estructura genética del ADN, las moléculas que constituyen nuestros genes y que son la base de la fabricación de todas nuestras proteínas, explicó en la revista Scientific American la importancia de la neurociencia: «No hay estudio científico más esencial para el hombre que el estudio de su propio cerebro. Nuestra entera visión del universo depende de eso».²

No tengo certeza de que finalmente el cerebro humano nos revelará todos sus secretos, o quizás, para entenderlo, necesitemos primero crear cerebros artificiales que nos ayuden. De lo que sí estoy seguro es que la neurociencia ha permitido conocer muchas cosas sobre nuestros cerebros, y parte de esos avances y descubrimientos se encuentran aquí, en este libro. Al mismo tiempo, nuestro desconocimiento de muchísimos fenómenos que dependen de nuestro cerebro es tierra fértil para el surgimiento de un sinnúmero de mitos, los cuales serán discutidos también. Comenzaremos, sin embargo, revisando los elementos fundamentales de la neurociencia.

LA RELACIÓN ENTRE EL CEREBRO Y NUESTRA CONDUCTA

La conducta humana ha provocado curiosidad desde la Antigüedad. Aristóteles proponía en su estudio De las partes de los animales que el asiento del alma y el control del movimiento voluntario —de hecho, de funciones nerviosas en general— debían buscarse en el corazón, puesto que el cerebro era, para el filósofo griego, un órgano de menor importancia.³ El maestro de Alejandro Magno pensaba que el cerebro era una especie de radiador que servía para regular la temperatura del cuerpo y, en esta línea, afirmaba que aquellas personas que realizaban actos justos y temperados lo hacían porque tenían la «cabeza fría». Quizás en aquella época esta afirmación no era disparatada (para algunos, aún no lo es): es cierto que muchas veces cuando tenemos emociones fuertes sentimos una alteración importante de la actividad del corazón. No podemos culpar a Aristóteles por sus conocimientos sobre anatomía. Hipócrates —quien vivió más o menos en la misma época— propuso una idea que se encuentra vigente al día de hoy: afirmaba que «nuestros placeres, gozos, risas y juegos no proceden de otro lugar sino de ahí [del cerebro], y lo mismo las penas y amarguras, sinsabores y llantos».⁴

Ya desde la Antigüedad, vemos, se ha entendido que nuestro cerebro es el sistema biológico que organiza y ejecuta toda nuestra conducta: sin el cerebro no hay emociones ni percepción ni consciencia. Es tan importante, que la idea de estar o no estar vivo se relaciona directamente con la integridad de nuestro cerebro. Aunque diferentes países consideran distintos criterios para cuando una persona es declarada viva o muerta, la mayoría estima que la ausencia de actividad cerebral constituye un criterio legal para determinar la muerte. En estos casos, la persona declarada muerta carece de actividad cerebral, lo cual se mide a través de la técnica de la electroencefalografía.

A su vez, como sociedad reconocemos que somos libres y conscientes de nuestras conductas y que, si nuestro cerebro no opera correctamente, ni siquiera podríamos ser legalmente responsables de lo que hacemos. Es por ello que una de las más maravillosas contribuciones del cerebro es su capacidad para generar nuevas conductas en un mundo en constante cambio, característica que, paradójicamente, está siendo creada gracias a las capacidades y posibilidades que nos ofrecen nuestros propios cerebros. Aún no sabemos los límites de lo que podemos hacer con este órgano, pero estoy convencido de que, en las próximas décadas, sabremos lo suficiente para tener una respuesta.

LA IMPORTANCIA DEL ESTUDIO DEL CEREBRO Y EL RESTO DEL SISTEMA NERVIOSO

Existen, al menos, tres razones fundamentales para el explosivo interés científico y social en el cerebro humano. La primera razón tiene que ver con la visión de nosotros mismos como sujetos. La evidencia obtenida de estudios sobre nuestro cerebro y el de otros animales indica que este órgano se encuentra involucrado en la mayoría de las actividades básicas que realizamos —como ver, escuchar, tocar, correr, comer, dormir— y en otras que requieren mayor complejidad, como desarrollar emociones —reír, llorar, tener miedo—. Es también la fuente de conductas cognitivas como pensar o aprender, facultades que hacen posibles nuestras ideas filosóficas y políticas. Asimismo, nuestros sentimientos por nuestros hijos, padres o parejas surgen de la actividad eléctrica y química de nuestro cerebro. Sin este no podemos observar las múltiples conductas que determinan al ser humano, por lo que la mayoría de las cosas que reconocemos en nosotros provienen o requieren de la integridad de este órgano en nuestras cabezas.

Entender los procesos cerebrales que dan origen a estas experiencias mentales implica acercarse a aquello que funda nuestro entendimiento, eso que nos define como humanos. Consideremos que una persona —el autor, por ejemplo— pudiera perder un brazo, o tener un trasplante de corazón o hígado. Todas las personas que me conocen seguirán reconociéndome como el ser humano que soy. Sin embargo, podría tener un accidente vascular o una lesión cerebral, que me podrían transformar en una persona completamente distinta, incapaz de reconocer a quienes me rodean. En casos extremos podría perder una parte importante de mi cerebro —por ejemplo, la corteza cerebral— y aunque siguiera respirando y mi corazón aun funcionara con normalidad, la sociedad consideraría que —como persona— habría muerto. Nuestra definición y caracterización de lo humano tiene mucho que ver, como podemos apreciar, con la capacidad y funcionamiento de nuestro cerebro.

Una segunda razón que hace importante estudiar el cerebro y el resto del sistema nervioso surge de la relación que existe entre el cerebro y las enfermedades neuropsiquiátricas. Quizás por su tremenda complejidad, el cerebro es también bastante frágil. Es el órgano menos resistente a la falta de oxígeno y, como está en cambio permanente, es susceptible de sufrir alteraciones importantes durante su desarrollo. En la adultez puede sufrir grandes cambios a consecuencia de una inflamación, por daños o lesiones producidas por golpes, por exposición a sustancias químicas o por mera falta de oxígeno. Debido a que la medicina ha podido avanzar en múltiples áreas del cuerpo humano, el cerebro y el resto del sistema nervioso se han quedado atrás por la dificultad que requiere la comprensión de muchos de los procesos que ocurren allí. Si no lo podemos entender, tampoco lo podemos curar. Esto ha tenido consecuencias directas en nuestra sociedad. En años recientes ha ocurrido un importante aumento en el porcentaje de las enfermedades del cerebro, en parte, producto del aumento de personas de edad avanzada, debido a que muchas de las enfermedades importantes de la vejez están asociadas al cerebro.

Lo anterior ha implicado un aumento significativo del gasto social en salud neuropsiquiátrica. Por ejemplo, según cifras del European Brain Council (una organización sin fines de lucro que reúne asociaciones de pacient

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