manipulacion cerebral
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NOVIEMBRE 20035,50 EURO
EVOLUCION MOLECULAR DIRIGIDA
REGENERACION CEREBRAL
FARMACOS POTENCIADORES
ESTIMULACION DEL CEREBRO
TECNICAS DE OBSERVACION
ENFERMEDADES MENTALES
ASPECTOS ETICOS
REGENERACION CEREBRAL
FARMACOS POTENCIADORES
ESTIMULACION DEL CEREBRO
TECNICAS DE OBSERVACION
ENFERMEDADES MENTALES
ASPECTOS ETICOS
MANIPULACION CEREBRALMANIPULACION CEREBRAL
Noviembre de 2003Número 326
Técnicas de observación cerebralPhilip Ross
Equipos de escáner cerebral podrían dentro de poco discernirpensamientos rudimentarios y discriminar entre hechos y ficciones.
Plasticidad cerebralMarguerite Holloway
Al parecer, ciertos ejercicios mentales y físicospueden mejorar el cerebro de formainsospechada. Un punto a favor del viejoaforismo de resabios lamarckistas segúnel cual lo que no se usa, se pierde.
Estimulación cerebralMark S. George
La activación de los circuitos cerebralesmediante impulsos de campo magnéticopuede suavizar las depresiones, avivarlas facultades cognoscitivas e inclusocombatir la fatiga.
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3HACE...
50, 100 y 150 años.
4APUNTES
Gaseosa Vostok...Alucinante...
Un cuarto de hidrógeno...La forma del universo...
El virus del Nilo.
30CIENCIA Y SOCIEDAD
Altruismo,¿se cumple la regla de Hamilton?...
La fuerza de Coriolis,realidad y fantasía...
Neurofibromatosis tipo 1...Colorido y coprofagia,
el alimoche.
36DE CERCA
Simbiosis extremas.
Fármacos potenciadores del cerebroStephen S. Hall
Se hallan en estudio nuevos fármacos para mejorar la memoriay otras facultades superiores. Pero su posible aplicación
a las personas sanas ha despertado ya un enconado debate.
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Regeneración cerebralFred H. Gage
¿Cómo puede repararse un cerebrodañado? La solución quizá se halleen el propio cerebro.
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84CURIOSIDADES DE LA FÍSICA
Trampas para el agua,por J. M. Courty y E. Kierlik
86JUEGOS MATEMÁTICOS
Zenón y los camellos,por Juan M.R. Parrondo
88IDEAS APLICADAS
Validadoras de billetes,por Mark Fischetti
90LIBROSEl silicio
y sus orfebres...Bioarqueología de América
96AVENTURAS PROBLEMÁTICAS
Excursionista perdido,por Dennis E. Shasha
Diagnósticode las enfermedades mentales
Steven E. Hyman
El diagnóstico de las enfermedades psiquiátricas, a menudo difícil,podría encontrar en el test genético y en la técnica
de formación de imágenes dos valiosas herramientas auxiliares.
Evolución molecular dirigidaMiguel Alcalde
Al recrear en el laboratorio los procesos clavesde la evolución �mutación, recombinación yselección�, se están preparando moléculas denuevo cuño. Se condensan en meses osemanas los millones de años en que se muevela escala temporal de la evolución.
El control del estrésRobert Sapolsky
Los nuevos conocimientos acerca de las vías neuroquímicas asociadas al estréscerebral marcan el camino hacia nuevos tratamientos
de la ansiedad y la depresión.
Agua en el cosmosLuis F. Rodríguez y Yolanda Gómez
No sólo hay agua en la Tierra o en Marte.Molécula abundante en el universo, de sus emisiones se valen
los astrónomos para estudiar diversos objetos en el espacio.
Etica de la manipulación cerebralArthur L. Caplan
¿Hasta qué punto se puede interveniren el cerebro para reforzar sus funciones?
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Portada: Tom Draper Design
COLABORADORES DE ESTE NUMERO
Asesoramiento y traducción:
Luis Bou: Plasticidad cerebral, Técnicas de observación cerebral yAventuras problemáticas; Carlos Lorenzo: Regeneración cerebral;Esteban Santiago: Fármacos potenciadores del cerebro; José ManuelGarcía de la Mora: Diagnóstico de las enfermedades mentales y Eticade la manipulación cerebral; J. Vilardell: Hace..., Apuntes, Curiosidadesde la física e Ideas aplicadas
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Copyright © 2003 Prensa Científica S.A. Muntaner, 339 pral. 1.a 08021 Barcelona (España)
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Difusióncontrolada
INVESTIGACIÓN Y CIENCIA, noviembre, 2003 3
...cincuenta años
APRENDIZAJE INFANTIL. «Resulta interesante estudiar elmodo en que los niños aprenden a medir espontánea-mente. El doctor Bärbel Inhelder, uno de mis colabo-radores, y yo hemos hecho el experimento siguiente:le mostramos a un niño una torre de bloques colocadasobre una mesa y le pedimos que construyera una se-gunda torre de la misma altura sobre otra mesa (másbaja o más alta que la primera) con bloques de un ta-maño distinto. El niño empieza mirando en derredoren busca de un patrón de medida. Llama la atenciónque el primer útil que se le ocurre es su propio cuerpo.Coloca una mano en la cima de la torre y la otra enla base, y tratando de conservar la distancia entre am-bas manos se traslada a la otra torre para compararla.Los niños de unos seis años suelen realizar esa ope-ración muy seguros, como si sus manos no cambia-ran de posición en el traslado. —Jean Piaget»
POTENCIA COMPACTA. «La turbina de gas, hoy gene-ralmente conocida como motor de chorro, aparecidahace apenas una docena de años, ha progresado conenorme celeridad no sólo en la aviación, sino tambiénen otros campos. Hacia 1965, si no antes, será sinduda alguna el motor de nuestra era. Lo más proba-ble es que transforme por completo el transporte desuperficie y revolucione las instalaciones generadorasde energía. Ciertamente, la turbina de gas es la plantamotriz más versátil hasta ahora construida por el hom-bre. Los dos grandes construc-tores estadounidenses de turbi-nas de vapor, General Electricy Westinghouse, pusieron a lavez en explotación sus prime-ros turbogeneradores fijos en1949 y ya hay 20 en EE.UU.»
...cien años
REVOLUCIÓN EN LA IMPRENTA.«Hace unos diez años se inicióla manufactura del aluminio envolumen suficiente para que re-sulte comercialmente útil. Notardó en descubrirse que a esteliviano y blanco metal se le podíahacer apto para la impresión,como si fuera piedra litográfica.Mientras la piedra fue el únicomaterial para imprimir en su-perficies, sólo podíamos dispo-ner de un tipo de impresora, lamáquina plana. Pero a una placametálica se la puede doblar enforma de cilindro. En una prensa
rotativa las hojas de papel pasan entre dos cilindroscon tanta facilidad como las prendas en una escurri-dora de lavandería, duplicando el número de impre-siones de las lentas impresoras planas. Ello supusodesde luego una revolución en los establecimientos li-tográficos, hasta que algunos de los talleres más gran-des hacen ahora el 90 por ciento del trabajo en pren-sas rotativas.»
ANTIGÜEDADES CRETENSES. «El doctor Arthur Evans hasuspendido, por ahora, sus grandes trabajos en Creta.¿Dónde se guardarán los tesoros que ha encontrado?Dada la nacionalidad del doctor Evans, muchos hanconfiado en que parte de ellos podrían acabar en elMuseo Británico. Pero se informa ahora que en Candíase ha puesto la primera piedra de un museo cretenseque albergará las inapreciables antigüedades que pre-miaron al doctor Evans por sus excavaciones en Knosos.Al recordar la vergüenza de los mármoles de Elgin,sólo podemos admitir que es lo justo. Creta, con laque nuestra deuda es inestimable, tiene sin duda todoel derecho a poseer esas muestras de los orígenes delas bellas artes y esas tablillas de arcilla en las quese empezó a escribir la Historia de Europa hace tresmil quinientos años.»
...ciento cincuenta años
LA SENDA DE LOS MOSQUITOS. «Hay, no cabe duda,mayor proclividad a la enfermedad durante el sueño
que en el estado de vigilia.Quienes pasan la noche en laCampiña de Roma quedan sinremedio infectados por su airenocivo, mientras que los viaje-ros que la atraviesan sin dete-nerse escapan a los miasmas.»
¿QUÉ ES EL CALOR? «¿Qué sa-bemos del calor como sustan-cia? ¿Hay un hombre que lo hayavisto con sus ojos, manejado consus manos (como una piedra) opesado en una balanza? No. Ca-recemos por completo de prue-bas genuinas de su existenciacomo materia, y nada sabemosde él como tal; ahora bien, encuanto cualidad propia de todala materia, que se genera enciertas condiciones, es mucho loque sabemos. El calor es unapropiedad con la que el GranHacedor ha dotado a toda ma-teria, al igual que la ha dotadocon el atributo de la pesantez.»
HACE
El aprendizaje de los niños, estudiado porJean Piaget, 1953
APUNTES
4 INVESTIGACIÓN Y CIENCIA, noviembre, 2003
Perforar el lago Vostok, la extraña masa de agua que anida a cuatromil metros de profundidad bajo el hielo antártico, podría hacerlo re-
ventar como una lata pinchada de refresco gaseoso. El Vostok interesapor su frialdad y aislamiento (cabe la posibilidad de que albergue mi-croorganismos singulares); podría servir para los preparativos de laexploración de la luna joviana Europa. El pasado año, unos científicosrusos anunciaron sus planes de perforarlo. Ahora, basándose en elcontenido de gas del hielo circundante, un equipo de la NASA informade que cada litro de agua del lago contiene 2,5 litros de gas compri-mido, con una presión del mismo orden que la de una gaseosa sinabrir. Habría que presurizar el orificio de la barrena o dejar que serecongelara; si no, ocurriría un estallido, similar a un géiser, que ave-naría el lago y permitiría que entrasen en él contaminantes.
—J. R. Minkel
Se bombardearon moléculas de agua conneutrones energéticos para analizar el
comportamiento de los protones. El númerode neutrones dispersados fue un 25 % me-nor del esperado; parecía como si se hu-biera esfumado un cuarto de los núcleos dehidrógeno. Aunque con benceno (C6H6) ymetales hidrogenados el resultado fue elmismo, el grupo germano-británico que rea-lizó el experimento quiso verificarlo me-diante otra técnica. Atacaron con electro-nes, no con neutrones, un polímero sólido,el formvar (C8H14O2). El déficit de hidrógenopersistió. Se ha atribuido ahora esa trans-
parencia parcial a un entrelazamiento cuán-tico de corta duración de los protones. Enlos menos de 10–15 segundos necesariospara la dispersión, el protón existe en unfrágil estado cuántico de interconexión. Elprotón interfiere destructivamente consigomismo a causa de ese entrelazamiento; atodos los efectos es como si se autoaniqui-lara en parte. Las partículas que se disper-san sólo perciben la fracción restante.
—J.R. Minkel
Aceptar un resultado experimental nuevo es en parte unacto de fe, fe que nace del prestigio. Pero Flaubert
podría haber escrito en su Diccionario: “Prestigiosa. Dícesesiempre de ciertas revistas, universidades e instituciones.”Por ejemplo, las protagonistas de la siguiente historia. En unexperimento realizado en la Universidad Johns Hopkins,cinco monos recibieron dosis de éxtasis espaciadas de ma-nera que equivaliesen al consumo habitual en una raveparty. Uno murió y otro enfermó. No parece que las personasque lo ingieren alcancen esa misma tasa de mortandad. PeroGeorge Ricaurte y sus colaboradores, responsables del en-sayo, sostuvieron que el análisis de los monos demostrabaque la 3,4-metilenodioximetanfetamina (MDMA), es decir, eléxtasis, atacaba la dopamina, el neurotransmisor cuyamerma caracteriza la enfermedad de Pakinson. De ahí a afir-mar que bastaba una noche extática para correr el riesgo deacabar padeciendo más tarde el Parkinson no había másque un paso. (En una investigación anterior habían ya obser-vado un efecto negativo en la serotonina, aunque no tan omi-
noso.) Se publicó en 2002 en Science, la revista de la Aso-ciación Americana para el Avance de la Ciencia, cuyo ejecu-tivo jefe, y ex director del Instituto Nacional de la Drogadic-ción, Alan I. Leshner, se apresuró a sacar una incisivaconclusión: “Jóvenes, no experimentéis con vuestro cere-bro”. Periódicos, televisiones y hojas web médicas divulga-ron la noticia como si fuese una verdad establecida. Perohubo también algunos disconformes. Entre ellos, ciertoscientíficos de la no tan prestigiosa Asociación Multidisplinarpara los Estudios Psicodélicos. Remitieron una carta aScience con una serie de críticas. Ricaurte encontró unarespuesta, más o menos convincente, para cada objeción.Eso fue en junio de este año. Pero la verdad es la verdad, ladiga Agamenón o su porquero. El 12 de septiembre aparecíauna rectificación en Science. Por error, reconocían Ricaurtey sus colaboradores ahora, no se les dio a los monos MDMA,sino metanfetamina, es decir, speed. Con este producto, lasdosis administradas eran excesivas. A los críticos se leshabía escapado el meollo de la cuestión.
FARMACOLOGIA Y TOXICOLOGIA
Alucinante
El lago subglacial subterráneo Vostoken una imagen de radar
GEOFISICA
Gaseosa Vostok
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LAGO VOSTOK
FISICA
Un cuarto de hidrógeno
¿H1,50? Bombardeado, un protónpierde un cuarto de sí
Se ha interpretado la cartografía del fondocósmico de microondas (FCM) efectuada
por el satélite WMAP como una ratifica-ción del modelo cosmológico vigente. Atenor de dicha hipótesis, vivimos en ununiverso plano, infinito, en expansiónacelerada. Sin embargo, quedan por ex-plicar algunas anomalías, que afectana cuestiones fundamentales. Los datosconcuerdan con la planitud, pero sóloyendo al límite inferior del margen deerror del valor que WMAP le ha medidoal parámetro de densidad que rige la geo-metría del universo. En realidad los datoscasan mejor con un mundo de leve curvaturapositiva —como una esfera—, un universo, pues,cerrado y finito, pero sin bordes. La finitud del universo,si fuera suficientemente pequeño, dejaría una huella di-recta en el FCM; pero esa pequeñez requiere topologíascomplicadas. Las fluctuaciones del FCM están relaciona-das con las inhomogeneidades (o primeros grumos) dela densidad de la materia que comenzaba a estructurarseen el universo incipiente. De acuerdo con la cosmologíarelativista, las fluctuaciones de la materia representanfluctuaciones de la métrica del espacio mismo, y éste, sies finito, no puede admitir longitudes de onda mayoresque su propio tamaño (de igual manera que las vibracio-nes de una campana no pueden ser mayores que la cam-pana). Por ello, deberíamos encontrar “un corte” en el es-pectro y una longitud de onda máxima en las fluctuacionesmedidas. Los datos del WMAP muestran precisamentedicho corte, esto es, un decrecimiento notable —e ines-perado si el universo fuera infinito— en el espectro a lasmayores longitudes características. Luminet, Weeks,Riazuelo, Lehoucq y Uzan han demostrado que un es-pacio finito con una topología determinada satisface lasmediciones a todas esas escalas: un dodecaedro —su ver-sión curva— tal, que cada cara está conectada con suopuesta; saliendo por la una se entra por la otra (un “es-pacio dodecaédrico de Poincaré”). El modelo les lleva
además a una predicción contrastable:el FCM debe presentar seis pares decircunferencias, de 35o de radio, queexhiban un mismo patrón de fluctua-ciones del FCM —las múltiples cone-xiones del espacio repiten imágenes
en distintas posiciones—. Pero Cornish,Spergel y Starkman, a quienes se debe
la idea de estudiar la pequeñez y com-plejidad topológica de un mundo finito me-
diante pares de circunferencias, han calculadocon Eiichiro Komatsu, a partir de los resultados del
WMAP, que, al menos, no las hay de más de 25o. Ahorabien, con un valor del parámetro de densidad de la masa-energía un poco distinto, el modelo dodecaédrico prede-ciría círculos menores, que deben buscarse aún. Hay to-davía que comprobar otros aspectos del cálculo. En juniode 1999 Investigación y Ciencia publicó un artículo deLuminet, Weeks y Starkman acercade la finitud del espacio.
—Alejandro Gangui
INVESTIGACIÓN Y CIENCIA, noviembre, 2003 5
Edward Jenner descubría que una infección con el virusbenigno de la pústula de las vacas confiere inmunidad
frente a la viruela, su pariente próximo. Un procedimientosimilar podría dar resultado contra el mortífero virus delNilo, propagado por los mosquitos. Al investigar su códigogenético, se ha comprobado que su secuencia se asemejaa la del virus australiano de Kunjin, que no es letal; sólocausa fiebre y dolores. El equipo de Roy Hall, de la Uni-versidad de Queensland en Brisbane, ha inyectado a rato-nes distintas cantidades de ADN de virus atenuado deKunjin. Descubrieron así que bastan 0,1 microgramos deADN de virus de Kunjin para activar los anticuerpos corres-pondientes tanto a éste como al virus del Nilo: con esa can-tidad protegían a los ratones inyectados con dosis letales.
—Charles Choi
VIROLOGIA
El virus del Nilo
Los mosquitos, que propagan el virus del Nilo,podrían aportar también la vacuna C
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COSMOLOGIA
La forma del universoUn pentágono esférico es un fragmento pen-
tagonal de esfera; con 12, se la embaldosa
Un observador que vivieseen un dodecaedro esférico
de caras conectadas podríainterpretar que habita en ununiverso esférico constituido
por células dodecaédricasesféricas iguales; 120 embaldo-san la superficie tridimensionalde una hiperesfera (una pelota)
de cuatro dimensiones
�El cerebro fue construido para cambiar”,sentencia Michael M. Merzenich, del hos-pital clínico de la Universidad de Californiaen San Francisco. Tal afirmación, que hoyno resulta tan revolucionaria como lo
fue en los años ochenta, cuando Merzenich y otros lapropusieron, viene a decir que el cerebro evolucionaen una dirección u otra según lo “empuje” la expe-riencia. Semejante idea puede parecer obvia, puestoque es evidente que nuestros cerebros se modifican.Después de todo, aprendemos. Pero Merzenich se re-fiere a algo de mayor alcance: esta facultad del cere-bro para reconfigurarse por sí mismo tiene consecuenciasmucho más impresionantes.
Se diría que el cerebro viene a ser una vasta llanurafluvial de aspecto cambiante. Puede que un año elagua corra hacia el este por una serie de pequeños ca-nales; al año siguiente discurrirá quizá por un río pro-fundo, y, un año más tarde, quién sabe si las corrien-tes trazarán meandros hacia el oeste. El mismo argumentosirve para el cerebro. Cámbiesele la información deentrada —sea ésta una conducta, un ejercicio mentalcomo calcular una propina, aprender un nuevo juegode tablero o una destreza física— y el cerebro, joveno adulto, se modificará en consecuencia. Las técnicasde formación de imágenes por resonancia magnética
revelan el nuevo mapa: se iluminan regiones diferen-tes. De acuerdo con esta hipótesis, el cerebro puedeexperimentar una amplia remodelación en el trans-curso de la vida sin fármacos ni intervención quirúr-gica. En caso necesario, es posible enseñar a regionesdel cerebro nuevas tareas. Si un área cerebral sufreuna disfunción o resulta lesionada, otra puede hacersecargo de su cometido, suplirla. Se han observado ta-les desplazamientos de funciones en sujetos que hanpadecido un accidente cerebrovascular, con pérdida con-siguiente del lenguaje o de capacidad motora, en en-fermos de parálisis cerebral, en músicos u operariosincapacitados para mover los dedos uno a uno y enindividuos con trastorno obsesivo-compulsivo o contrastornos de lectura. Con tandas de ejercicio intenso,físico y mental, se ha logrado neutralizar los efectosde la lesión.
El paso siguiente consiste en ampliar y perfeccionarestos tratamientos; también, en investigar tareas basa-das en el ejercicio que produzcan mejoras en las con-diciones de esquizofrenia, la enfermedad de Parkinson,la pérdida senil de la memoria, el autismo y otrasafecciones.
A muchas personas —quienes practican la meditacióno la bio-retroalimentación e incluso quienes siguentratamiento psicoterapéutico— la idea de ejercitar el
INVESTIGACIÓN Y CIENCIA, noviembre, 2003 7
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Plasticidadcerebral
Al parecer, ciertos ejercicios mentales y físicospueden mejorar el cerebro de forma insospechada.
Un punto a favor del viejo aforismo de resabios lamarckistassegún el cual lo que no se usa, se pierde
Marguerite Holloway
8 INVESTIGACIÓN Y CIENCIA, noviembre, 2003
cerebro en determinadas tareas puede parecerles in-tuitiva: concentrémonos en determinado aspecto y nues-tro cerebro, según se vislumbra a través de nuestrocomportamiento, se modificará. Pero en la comunidadmédica y neurocientífica, ese concepto y sus posiblesaplicaciones terapéuticas les resultan novedosos. ThomasP. Sutula, director del instituto de neurociencias de laUniversidad de Wisconsin en Madison, recuerda que,hace un par de décadas, creíase que el cerebro cons-tituía una caja negra, al estilo del disco duro de un or-denador.
A Merzenich, uno de los protagonistas de la nuevarevolución, se le critica por haber fundado una com-pañía con ánimo de lucro que desarrolla terapias ba-sadas en la plasticidad; se le objeta que se haya lan-zado al mercado sin antes realizar las pruebas y losensayos adecuados. Pero las cuestiones esenciales deeste nuevo campo trascienden esa controversia. Aunquela investigación haya echado los cimientos para em-pezar a entender la neuroplasticidad basada en las des-
trezas o impulsada por la experiencia, quedan muchasincógnitas por despejar. De entrada, ¿dónde están suslímites? Se ignora cuál es el grado de plasticidad delcerebro adulto en comparación con el del niño; sólose sabe que es menor. Tampoco acabamos de conocerel mecanismo de actuación de la plasticidad en susdistintos niveles, desde los impulsos eléctricos hastalas regiones especializadas del cerebro, pasando porlos neurotransmisores, las sinapsis y las redes. Por nohablar de cuánto puede perder una parte del cerebrocuando toma a su cargo las funciones de otra.
Sinapsis y secciones
De ninguna palabra se ha abusado tanto en las neu-rociencias como de “plasticidad”. El término se
ha convertido en comodín para designar cualquiercambio operado en el cerebro, sea químico o neuro-genético. Se habla de plasticidad para aludir tambiéna la remodelación cartográfica de regiones extensas.Roger Nicoll, de la Universidad de California en SanFrancisco, estudia la plasticidad de la sinapsis, lugardonde las neuronas se comunican entre sí mediante neu-rotransmisores. El aprendizaje entraña el refuerzo delas conexiones entre neuronas, por un doble camino,a través de la creación de nuevas conexiones y através de la intensificación de su capacidad para co-municarse químicamente. Tales cambios vinculan lasneuronas en una cadena que puede volverse a formarcon el fin de evocar un movimiento, un sentimiento oun pensamiento. Por eso se repite que las neuronas quese excitan conjuntamente, estrechan su lazo. La neu-roplasticidad vive o muere en el nivel sináptico.
Hasta mediados de los años sesenta se creía que losadultos eran incapaces de crear nuevas sinapsis, quelas conexiones entre neuronas quedaban fijadas en una
AREA SENSORIA
AREA MOTORA
CORTEZASENSORIALIZQUIERDA
CORTEZAMOTORAIZQUIERDA
EL HOMUNCULOLA CORTEZA CEREBRAL está or-ganizada en varias regiones; entreellas, la corteza motora y la cortezasensorial. El diagrama clásico delhomúnculo correspondiente a cadauna de estas cortezas muestra elespacio relativo —o mapa— que elcerebro utiliza para procesar y res-ponder a la información provenientede distintas partes del cuerpo. Nue-vos descubrimientos indican que ta-les mapas pueden modificarse conlas experiencias del individuo.
Resumen/Plasticidad del cerebro
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■ Contrariamente a la creencia largamente sostenida,la estructura del cerebro adulto no es rígida. Conmayor facilidad de lo que se pensaba, una regiónpuede reemplazar y asumir la función de otra.
■ Se está sacando partido de la neuroplasticidadpara tratar individuos con dificultades de lectura,víctimas de accidente cerebrovascular y ciertasformas de lesiones debidas a estrés repetitivo.
■ Algunos expertos confían en que la práctica deejercicios físicos y juegos especiales de ordenadorsirvan para ayudar a los individuos a reeducar suscerebros, con el fin de superar problemas de me-moria y diversos trastornos mentales.
posición definida al concluir el desarrollo cerebral. Lainvestigación iniciada por entonces empezó a vislum-brar que no era así. Geoffrey Raisman y Pauline M.Field, a la sazón en la Universidad de Oxford, demos-traron la existencia de plasticidad sináptica en adul-tos. Los grupos encabezados por Mark R. Rosenzweig,de la Universidad de California en Berkeley, y WilliamT. Greenough, de la de Illinois, entre otros, llegarona descubrimientos impresionantes sobre la forma enque el entorno y la experiencia afectaban al cerebro.Greenough demostró que en las ratas, jóvenes y adul-tas, se establecían nuevas sinapsis si se les planteabantareas difíciles o se las introducía en entornos com-plejos, aunque mucho menos que el medio en que sedesenvuelven en estado libre. Las nuevas sinapsis re-forzaban la memoria y la coordinación motora.
Estos estudios sobre la ejercitación y lo que se hadado en llamar “enriquecimiento” (creación de estímu-los por medio de juguetes o de tareas) continúan flo-reciendo; se investigan sus aplicaciones clínicas. Laestimulación y el ejercicio aceleran la recuperación delesiones cerebrales en ratas. Según parece, si se in-troducen ratones portadores de un gen de Huntingtonen un entorno complejo, se retrasa el desarrollo de laenfermedad. Greenough y otros han vinculado estosefectos con la creación no sólo de sinapsis, sino tam-bién de vasos sanguíneos y de astrocitos, células ce-rebrales que desempeñan un papel importante en laeliminación de sustancias en exceso, potasio por ejem-plo, y en el mantenimiento de un medio óptimo paralas neuronas. La formación de mielina, envoltura lipí-dica que recubre los axones y cumple una misión cru-cial para su supervivencia y su eficacia, se ve asi-mismo reforzada en estas situaciones.
La importancia de la plasticidad a mayorescala —pensemos en una red entera de neu-ronas o en una región del cerebro— se re-conoció tiempo después de haberse apreciadola plasticidad sináptica. Pero la idea de lamisma venía de lejos. En el cambio del si-glo XIX al XX, varios autores propusieron queel cerebro era plástico, conformado por la ex-periencia. William James postulaba que laexperiencia modifica constantemente el cere-bro y, en los años veinte, Karl Lashley obser-vó que la corteza motora de los monos pa-recía cambiar de una semana a otra. En losaños setenta prosiguieron trabajos similares,aunque se impusieron los hallazgos de quie-nes proponían un cerebro adulto fijo e inva-riable: el cerebro sólo cambiaba masivamentedurante el desarrollo del neonato y la infan-cia temprana, es decir, en los estadios críti-cos. La imagen del cerebro asociado a unordenador con la circuitería terminada pre-dominó.
Los experimentos emprendidos en los añosochenta por Merzenich, Jon Kaas, de laUniversidad Vanderbilt, y otros revelaron quela corteza motora de un mono adulto podíacambiar. La corteza —la superficie del cere-bro donde, en los humanos, residen las re-
giones del lenguaje y el razonamiento— está organi-zada en áreas correspondientes a las funciones senso-riales, motoras, auditivas y de otro tipo de informa-ción. En un estudio, poco después de amputarle undedo a un mono se observó que el lugar de la cortezamotora que antes era activado por ese dedo exhibíarespuestas emitidas por neuronas que portaban infor-mación de un dedo contiguo, lo que indicaba que elárea cerebral originalmente dedicada al dedo perdidose hallaba ahora supervisando y procesando informa-ción procedente del vecino.
Tal experimento supuso una revelación para la co-munidad de neurocientíficos. Se daba por sentado quelos genes contenían el anteproyecto del cerebro y dela organización de sus procesos. Nadie sospechabaque pudieran detectarse cambios de semejante nivelmacroscópico. Aun así, los suplentes se hallaban a po-cos milímetros de distancia. Luego, en 1991, se des-cubrieron otros que habían recorrido centímetros. Loscimientos para tal descubrimiento se habían echado mu-chos años antes, cuando Edward Taub, docente hoy enla Universidad de Alabama en Birmingham, seccionóvarios nervios de un brazo en unos cuantos monospara observar los efectos que se producían en sus ce-rebros. Taub se vio obligado a suspender la investi-gación tras una querella interpuesta por activistasdefensores de los derechos de los animales. Años des-pués, esos mismos monos fueron examinados por TimP. Pons, de la Universidad Wake Forest, Taub y porotros, quienes observaron algo notable. El área del ce-rebro que originalmente había recibido informacióndel brazo, ahora inutilizado, recibía información pro-cedente del rostro. Los cambios se extendían a travésde grandes distancias. Se había producido una reorga-
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NUEVO MAPA DE LA MANOInmediatamente despuésde seccionar el nervio
A los 22 díasde la sección
Dedos
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EN UN EXPERIMENTOcon monos, hoy clásico,Michael M. Merzenichdemostró la plasticidadde los mapas corticalesdel cerebro. Tras seccio-nar un nervio que apor-taba información de unaparte de una mano o deun dedo (porciones som-breadas, a la izquierda) auna parcela específica dela corteza, descubrió quela misma parcela corticalempezaba a responder aregiones de la mano a lasque no servía anterior-mente (porciones som-breadas, a la derecha).Más todavía, las áreasrepresentadas en esacorteza se ampliaroncon el tiempo.
nización en la corteza de magnitud tal, que nadie con-sideraba posible. Fue otro hito. El cerebro adulto eradinámico y eficiente; no dejaba espacios vacíos sinaprovechar.
Mapas cerebrales
Alo largo de los dos últimos decenios, la investi-gación en monos ha convergido con las pruebas
obtenidas de humanos. La plasticidad cortical se haconvertido en una propiedad aceptada del cerebro adul-to. Los estudios realizados con personas que han per-dido una extremidad demuestran que el espacio queanteriormente descodificaba información aferente deese miembro puede prestar servicio al muñón o alrostro. En los músicos de cuerda, el área de la cor-teza que gobierna la mano de digitación es mayor quela correspondiente a la mano que no digita; los dedosmás utilizados son los que tienen asignado mayor es-pacio. En las personas que leen Braille, la corteza vi-sual se torna activa cuando palpan las prominenciascon los dedos.
Dada la convergencia de todos estos datos, Merzenich,Taub y otros trataron de averiguar de qué forma sa-carles partido en beneficio de quienes sufren lesioneso incapacidades. Hasta el momento, las indicacionesmás claras de que el cerebro puede ser curado mer-ced a su propia plasticidad proceden de trabajos queel grupo Taub abordaron en los años ochenta con pa-cientes que habían sufrido un accidente cerebrovas-cular. En experimentos anteriores, Taub había descu-bierto que los monos a los que se habían seccionadonervios de un brazo lo movían si se les obligaba aello mediante una descarga eléctrica. Resulta que laspersonas que han perdido función motora tras un ac-cidente cerebrovascular pueden también aprender denuevo a utilizar el brazo. Restringiendo la movilidaddel brazo sano y haciendo que los pacientes realicende una forma intensiva ejercicios de entrenamiento ytareas motoras con el brazo débil durante muchas ho-ras, todos los días a lo largo de dos semanas, Taub,Wolfgang Mitner, de la Universidad de Jena, y ThomasElbert, de la Universidad de Constanza, lograron quelos pacientes volvieran a mover un brazo aparente-mente seco. En el argot técnico se trata de una tera-pia de movimiento por restricción inducida (RI). Apesar de que se daba por inconcuso que no cabía re-cuperación de la función pasado un año, algunos pa-cientes —incluso quienes habían sufrido un accidentecerebrovascular hacía 20 años o más— volvieron aservirse de sus brazos.
Esta recuperación queda reflejada en los desplaza-mientos que se producen en los mapas cerebrales delos sujetos. La terapia RI había provocado la inter-vención de nuevas áreas corticales, adyacentes al árealesionada. En un trabajo reciente, Daniel B. Hier, dela Universidad de Illinois en Chicago, determinó quelas configuraciones corticales de las víctimas de unaccidente cerebrovascular experimentan también des-plazamientos tras seguir otro método de rehabilitación.
Aunque la práctica se haya extendido bajo diversasformas, muchos expertos prefieren esperar resultadosde estudios más completos antes de adoptarla. A talfin, el norteamericano Instituto Nacional de la Saludha financiado un ensayo clínico de la terapia RI enseis centros. Es preciso conseguir réplicas suficientes.Averiguar, además, si la terapia RI es útil en ciertostipos de pacientes y no en otros y desde cuándo debeiniciarse.
Taub, Elbert y otros han empezado a aplicar terapiaRI en niños con parálisis cerebral. Han cosechado éxi-tos en la rehabilitación de víctimas de accidente cere-brovascular con dificultades de lenguaje. Estos pacien-tes afásicos repiten ciertos sonidos durante variashoras al día. A diferencia de la terapia motora, el “impe-dimento” no entraña ninguna “restricción” en este mé-todo; consiste esencialmente en una práctica intensivade palabras y sonidos.
Taub, Merzenich y Nancy Byl, de la Universidad deCalifornia en San Francisco, han recurrido a una te-rapia similar para la recuperación de la motilidad delos dedos en músicos y obreros. Cuando se usan losdedos una y otra vez en rápida sucesión, las distin-ciones entre las regiones de la corteza empiezan a des-
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1. LA TERAPIA DE MOVIMIENTO con restricción inducidaopera de acuerdo con el principio siguiente: podemos en-señar a alguien a utilizar otra parte de su cerebro paraque asuma la función de un área lesionada o disfuncional.Al inmovilizar su brazo sano, el paciente fuerza a su ce-rebro a aprender a utilizar el brazo resentido tras un ac-cidente cerebrovascular.