¿Ha estado la neurociencia en el camino equivocado durante siglos? Justin Pickard / Flickr, CC BY-SA

Comprender el cerebro humano es posiblemente el mayor desafío de la ciencia moderna. los enfoque principal para la mayoría de los últimos años 200 ha sido vincular sus funciones a diferentes regiones del cerebro o incluso a neuronas individuales (células del cerebro). Pero la investigación reciente sugiere cada vez más que podemos estar tomando el camino equivocado si queremos comprender la mente humana.

La idea de que el cerebro se compone de numerosas regiones que realizan tareas específicas se conoce como "modularidad". Y, a primera vista, ha sido exitoso. Por ejemplo, puede proporcionar una explicación de cómo reconocemos las caras activando una cadena de regiones cerebrales específicas en el occipital y lóbulos temporales. Los cuerpos, sin embargo, son procesados ​​por un conjunto diferente de regiones cerebrales. Y los científicos creen que otras áreas más, las regiones de memoria, ayudan a combinar estos estímulos perceptivos para crear representaciones holísticas de las personas. La actividad de ciertas áreas del cerebro también ha sido vinculado a condiciones y enfermedades específicas.

La razón por la cual este enfoque ha sido tan popular se debe en parte a las tecnologías que nos brindan una visión sin precedentes del cerebro. Imagen de resonancia magnética funcional (fMRI), que rastrea los cambios en el flujo sanguíneo en el cerebro, permite a los científicos ver las áreas del cerebro iluminarse en respuesta a las actividades, ayudándoles a mapear las funciones. Mientras tanto, Optogenética, una técnica que utiliza la modificación genética de las neuronas para que su actividad eléctrica pueda controlarse con pulsos de luz, puede ayudarnos a explorar su contribución específica a la función cerebral.

Si bien ambos enfoques generan resultados fascinantes, no está claro si alguna vez proporcionarán una comprensión significativa del cerebro. Un neurocientífico que encuentra una correlación entre una neurona o región cerebral y un parámetro físico específico pero en principio arbitrario, como el dolor, se verán tentados a sacar la conclusión de que esta neurona o esta parte del cerebro controla el dolor. Esto es irónico porque, incluso en el neurocientífico, la función inherente del cerebro es encontrar correlaciones, en cualquier tarea que realice.

Pero, ¿qué ocurre si consideramos la posibilidad de que todas las funciones cerebrales se distribuyan por el cerebro y que todas las partes del cerebro contribuyan a todas las funciones? Si ese es el caso, las correlaciones encontradas hasta ahora pueden ser una trampa perfecta del intelecto. Luego tenemos que resolver el problema de cómo la región o el tipo de neurona con la función específica interactúa con otras partes del cerebro para generar un comportamiento significativo e integrado. Hasta el momento, no hay una solución general a este problema, solo hipótesis en casos específicos, como el reconocimiento de personas.

El problema puede ser ilustrado por un estudio reciente que encontró que la droga psicodélica LSD puede interrumpir la organización modular eso puede explicar la visión. Además, el nivel de desorganización está relacionado con la gravedad del "colapso del yo" que las personas suelen experimentar al tomar el medicamento. El estudio encontró que el medicamento afectaba la forma en que varias regiones del cerebro se comunicaban con el resto del cerebro, lo que aumentaba su nivel de conectividad. Entonces, si alguna vez queremos entender cuál es nuestro sentido del yo, debemos entender la conectividad subyacente entre las regiones cerebrales como parte de una red compleja.

¿Un camino a seguir?

Algunos investigadores ahora cree el cerebro y sus enfermedades en general solo pueden entenderse como interacción entre un gran número de neuronas distribuidas por el sistema nervioso central. La función de cualquier neurona depende de las funciones de todas las miles de neuronas a las que está conectada. Estos, a su vez, dependen de los de los demás. La misma región o la misma neurona pueden usarse en una gran cantidad de contextos, pero tienen diferentes funciones específicas según el contexto.

De hecho, puede ser una pequeña perturbación de estas interacciones entre las neuronas que, a través de los efectos de la avalancha en las redes, causa enfermedades como la depresión o la enfermedad de Parkinson. De cualquier manera, debemos comprender los mecanismos de las redes para comprender las causas y los síntomas de estas enfermedades. Sin una visión completa, no es probable que podamos curar con éxito estas y muchas otras condiciones.

En particular, la neurociencia necesita comenzar a investigar cómo las configuraciones de red surgen de los intentos del cerebro para darle sentido al mundo. También necesitamos obtener una imagen clara de cómo la corteza, el tallo cerebral y el cerebelo interactúan junto con los músculos y las decenas de miles de sensores ópticos y mecánicos de nuestros cuerpos para crear una imagen integrada.

Volver a conectar con la realidad física es la única forma de entender cómo se representa la información en el cerebro. Una de las razones por las que tenemos un sistema nervioso en primer lugar es que la evolución de la movilidad requería un sistema de control. Las funciones cognitivas y mentales, e incluso los pensamientos, se pueden considerar como mecanismos que evolucionaron en orden para planificar mejor las consecuencias de movimiento y acciones.

Entonces, el camino a seguir para la neurociencia puede ser enfocarse más en las grabaciones neuronales generales (con optogenética o IRMf), sin tener el objetivo de responsabilizar a cada neurona o región cerebral por una función particular. Esto podría alimentarse en la investigación de red teórica, que tiene el potencial de dar cuenta de una variedad de observaciones y proporcionar una explicación funcional integrada. De hecho, tal teoría debería ayudarnos a diseñar experimentos, y no al revés.

Principales obstáculos

No será fácil sin embargo. Las tecnologías actuales son costosas: hay importantes recursos financieros, así como el prestigio nacional e internacional invertido en ellas. Otro obstáculo es que la mente humana tiende a preferir soluciones más simples que explicaciones complejas, incluso si la primera puede tener un poder limitado para explicar los hallazgos.

Toda la relación entre la neurociencia y la industria farmacéutica también se basa en el modelo modular. Las estrategias típicas cuando se trata de enfermedades neurológicas y psiquiátricas comunes son identificar un tipo de receptor en el cerebro que puede ser dirigido con medicamentos para resolver todo el problema.

Por ejemplo, los ISRS, que bloquean la absorción de serotonina en el cerebro para que haya más disponible de forma gratuita, se usan actualmente para tratar una serie de problemas de salud mental diferentes, incluida la depresión. Pero no funcionan para muchos pacientes y puede haber un efecto placebo involucrado cuando lo hacen.

Del mismo modo, la epilepsia es hoy ampliamente vista como una sola enfermedad y es tratado con medicamentos anticonvulsivos, que funcionan amortiguando la actividad de todos neuronas. Tales drogas tampoco funcionan para todos. De hecho, podría ser que cualquier perturbación minuciosa de los circuitos en el cerebro, que surja de uno de los miles de desencadenantes diferentes únicos para cada paciente, podría empujar al cerebro a un estado epiléptico.

De esta manera, la neurociencia está perdiendo gradualmente brújula en su supuesto camino hacia la comprensión del cerebro. Es absolutamente crucial que lo hagamos bien. No solo podría ser la clave para entender algunos de los mayores misterios conocidos de la ciencia, como la conciencia, sino que también podría ayudar a tratar una gran variedad de problemas de salud costosos y debilitantes.

Sobre el Autor

Henrik Jörntell, profesor titular de Neurociencia, Universidad de Lund

Este artículo se publicó originalmente el La conversación. Leer el articulo original.

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