El cerebro humano constituye sólo el dos por ciento de nuestro peso corporal total, pero está abarrotado por dentro. Son aproximadamente 86 mil millones de neuronas, rodeadas por 180.000 kilómetros de fibras conectadas a 100 billones de sinapsis. Es un vasto superordenador biológico.
En las bambalinas del cerebro humano
Las células en el cerebro humano se comunican usando señales eléctricas. Cuando se envía un mensaje, se abren miles de canales microscópicos, lo que permite que los iones cargados positivamente inunden la membrana. Después, más de 1 millón de bombas en miniatura en cada celda mueven los iones de nuevo listos para el siguiente impulso.
Los cuerpos celulares de las neuronas, y sus conexiones, están contenidos dentro de la materia gris, que consume el 94 por ciento del oxígeno entregado al cerebro.
Materia blanca
Diferentes áreas son responsables de diferentes funciones, y el cableado entre sí es una red grasa de fibras llamadas materia blanca. Cuando una señal llega al final de una célula nerviosa, pequeños paquetes de señales químicas se derraman sobre las neuronas circundantes. Estas conexiones, denominadas sinapsis, permiten pasar mensajes de una celda a la siguiente. Cada neurona puede recibir miles de entradas, coordinándolas en el tiempo y el espacio, y por tipo de producto químico, para decidir qué hacer a continuación.
Los científicos han estado estimulando eléctrica y químicamente el cerebro humano para ver cómo responde a diferentes señales, registrando la actividad eléctrica para mapear pensamientos y utilizando imágenes como la resonancia magnética funcional para rastrear los aumentos del flujo sanguíneo que revelan cuándo se disparan las células nerviosas.
Las células del cerebro humano también se pueden estudiar dentro del laboratorio. Gracias a estas investigaciones sabemos más que nunca sobre esta increíble estructura, pero nuestra comprensión no ha hecho más que empezar. Hay mucho más que aprender.
Desarrollo del cerebro humano
De una sola célula el cerebro humano pasa a convertirse en una red increíblemente intrincada en apenas nueve meses.
A las pocas semanas de la fecundación, progenitores neuronales empiezan a formarse; estas células madre pasarán a convertirse en todas las células del sistema nervioso central. Se organizan en un tubo neural cuando el embrión es apenas del tamaño de una punta de pluma, y entonces comienza el modelado, disponiendo la organización estructural del cerebro y de la médula espinal.
En su tasa de crecimiento pico, el cerebro en desarrollo puede generar 250.000 nuevas neuronas cada minuto. En el momento en que nace un bebé, el proceso todavía no está completo, pero a la edad de dos años el cerebro humano es del 80% de su tamaño adulto.
¿Por qué el cerebro está arrugado?
El cerebro humano se pliega sobre sí mismo para lograr más potencia de procesamiento.
Los pliegues y bolsillos de nuestro cerebro son un rareza biológica que solo compartimos con pocas especies más: delfines, algunos primates y elefantes. Es una inteligente adaptación evolutiva que permite tener una gran cantidad de tejido cortical en un espacio pequeño, lo que permite una enorme capacidad intelectual en nuestro relativamente pequeño cráneo.
El plegado comienza durante el segundo trimestre de embarazo, creando crestas y fisuras, pero la biología detrás de las distintivas arrugas es más extraña de lo que se podría pensar. La organización del cerebro humano está determinada por cascadas complejas de señales químicas, pero la forma general parece ser el resultado de simple física. La materia gris se encuentra en el exterior del cerebro y, durante el desarrollo, su crecimiento supera rápidamente el crecimiento de la materia blanca que hay debajo. Esto causa estrés mecánico en la estructura, obligando al exterior a abrocharse y rizarse.
Almacén de recuerdos
Un equipo del Instituto Salk de estudios biológicos de California estima que el cerebro humano puede almacenar alrededor de 1 petabyte de información, metida en las conexiones entre las células nerviosas. Eso es alrededor de 2,000 años de música MP3 o 223,000 DVD.
Y, increíblemente, es posible ver cómo se hacen recuerdos. El Instituto Weizmann en Israel y UCLA en los Estados Unidos capturaron la formación de la memoria en acción. Los pacientes vieron clips de videos y luego se les pidió que recordaran lo que habían visto. Las neuronas que se iluminaron en sus cerebros cuando vieron los videos la primera vez luego se iluminaron de nuevo mientras revivía la experiencia dentro de sus cabezas… como un eco.
Investigaciones recientes de los Estados Unidos y Japón han sugerido que estos ecos en realidad se almacenan dos veces, una vez en el hipocampo y otra vez en la corteza. El hipocampo maneja el almacenamiento a corto plazo y se olvida gradualmente, pero a medida que lo hace ayuda a reforzar la memoria en la corteza, lo que permite el recuerdo a largo plazo.
¿Te pueden leer la mente?
Los pensamientos son electricidad, y ello significa que pueden ser detectados y decodificados.
Los electrodos colocados en el cuero cabelludo pueden escuchar las señales hechas por el zumbido de las neuronas en el interior del cerebro humano, y los investigadores están desarrollando formas para decodificar los mensajes.
Funciona mediante el uso de un equipo que puede desentrañar los patrones que el cerebro crea cuando las personas se centran en un solo pensamiento simple, como un movimiento o una palabra. Las señales se pueden utilizar entonces para controlar una prótesis o incluso se pueden enviar al cerebro de otra persona usando imanes colocados a través de su cuero cabelludo.
¿Ciencia ficción sobre el cerebro humano? No
Puede sonar a ciencia ficción, pero este campo se está moviendo tan rápido que incluso grande empresas como Facebook están interesadas en él. En 2017, Mark Zuckerberg anunció que la empresa está «trabajando en un sistema que permitirá escribir directamente con la mente unas cinco veces más rápido de lo que se puede escribir en nuestro teléfono». También están trabajando en un sensor de piel que puede traducir el tacto en pensamientos, imitando lo que el oído hace con el sonido.
La mente sobre la materia
Pura capacidad intelectual impulsa el impacto curativo del efecto placebo
Los placebos son una parte importante de las pruebas de nuevos tratamientos. Antes de que los nuevos medicamentos o procedimientos lleguen a los hospitales, se comparan con una píldora, parche o inyección que no contiene ningún ingrediente activo. Ni el médico ni el paciente saben cuál es cuál, ayudando a prevenir el sesgo.
Pero el cerebro humano es algo poderoso, y solo pensar que está recibiendo tratamiento puede hacer que uno se sienta mejor o que le dé efectos secundarios. Uno de los estudios más famosos, dirigido por el neurocientífico estadounidense Jon Levine en 1978, intentó averiguar que sucede. Él y su equipo dieron ‘analgésicos’ placebo a los pacientes después de la extracción de muelas del juicio. Sus estudios revelaron que el alivio del dolor que experimentaron los pacientes se debió en realidad a la liberación de sus propios analgésicos naturales: endorfinas.
Este extraño efecto no puede curar el cáncer o deshacerse del asma, pero, con un poco de ayuda de las píldoras de azúcar y las inyecciones salinas, el cerebro humano puede cambiar la forma en que nos sentimos.
