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En abril de 2019 el Allen Institute of Brain Science celebraba la culminación de un ambicioso proyecto de investigación: cartograficar cada una de las 100.000 neuronas y cada una de las 1.000 millones de sinapsis contenidas en un milímetro cúbico de la corteza cerebral de un ratón. Por el momento, se trata del conectoma (así se llama este tipo de “mapa”) a nanoescala de mayores dimensiones, valga el oxímoron. Dentro de este granito de arena había unos cuatro kilómetros de fibras nerviosas. El equipo tomo imágenes de más de 25.000 secciones ultrafinas de tejido contenido en ese minúsculo volumen, generando un conjunto de datos (dataset) de dos petabytes, suficiente capacidad como para unos 50 millones de elepés en MP3: el faraón Mentuhotep III podría haberle dado al “play” en el año 2000 a. C. y todavía no se habría repetido ni una sola canción. Si quisiéramos mapear de forma análoga la corteza cerebral humana generaríamos un zetabyte: aproximadamente, la cantidad de información registrada en todo el mundo a día de hoy. Si a esos datos meramente morfológicos quisiéramos añadir datos más específicos, acerca de la tipología química de las sinapsis, pongamos por caso, necesitaríamos múltiplos de esa cifra. Si a esos datos quisiéramos añadir, adicionalmente, datos acerca de, por ejemplo, el citoesqueleto proteico que configura la estructura interna de la neurona – y no olvidemos que importantes especialistas sostienen que el mismo es crucial para la “vida mental del cerebro” – , generaríamos por cada neurona una cantidad de información similar a la requerida para mapear la anatomía neuronal del cerebro completo. Si a estas “fotos” quisiéramos añadir datos acerca de la actividad acaecida cada segunda en cualquiera de estos niveles de organización, necesitaríamos, sencillamente, elevar una cifra astronómica a otra absurda. Se trata de hechos que no debieran descuidar los que fantasean con “simulaciones computacionales del cerebro”.

Arias, Asier. Introducción a la Ciencia de la conciencia. Catarata. Madrid, 2021. p. 223-224.

Desde luego, vienen bastante bien unas dosis de realismo acerca de las posibilidades de construir cerebros artificiales. Pero que no cunda el desánimo. No hace falta tener un mapa de grano tan sumamente fino para comprender el funcionamiento de nuestra mente. A fin de cuentas, podemos explicar bastante bien el funcionamiento del brazo, sin tener un mapa de todas y cada una de las fibras musculares y óseas que lo componen. Lo interesante entonces no es el realismo del mapa en sí, porque la explicación de su funcionamiento estará a otros niveles explicativos superiores. Por eso nunca me han impresionado demasiado todos estos proyectos titánicos de mapeo cerebral. Como se ha mencionado muchas veces, ya tenemos desde hace años todo el conectoma de la Caenorhabditis elegans, que solo tiene 302 neuronas y unas 8.000 conexiones sinápticas, y no somos capaces de predecir su conducta ¿por que íbamos a sacar algo en claro de cerebros exponencialmente más complicados? En el fondo, se trata de una miope obcecación reduccionista. Y es que el reduccionismo es una estrategia siempre saludable, menos cuando deja de serlo.

P.D.: puedes descargarte una aplicación del Allen Institute para ver mapas del cerebro en 3D aquí. Y también tienen un mapa muy chulo de la conectividad del cerebro del ratón aquí.

Una buena parte de los seres vivos viven felizmente sin cerebro. Tenemos el gran ejemplo del reino vegetal: miles de especies que no han necesitado sistema nervioso y que les ha ido muy bien sin él en la historia evolutiva. Y es que, ¿para qué puede valer un cerebro en las fases más primitivas de su desarrollo, cuando todavía anda lejísimos de poder pensar, imaginar, recordar, etc.? Para moverse. Los sistemas nerviosos primitivos van a tener la función de coordinar la percepción con el movimiento, van a ser básicamente “un cable” que comunica los ojos y los músculos, nada más. Una especie de tunicados, los ascidiáceos, tienen dos fases en su ciclo vital: en la primera, la fase de larva, son como renacuajos que se mueven por el agua buscando un lugar donde fijarse; y en la segunda, quedan pegados a la roca y se alimentan atrapando sustancias mediante un sistema de filtrado y expulsión de agua.  En la fase de larva, ya que tienen que moverse, disponen de una notocorda y de un tubo neural dorsal (un primitivo sistema nervioso), pero en la fase sésil, lo pierden (lo disuelven y se lo comen en un acto de “autocanibalismo”) ya que van a permanecer inmóviles adheridos a un sustrato el resto de su vida adulta. Los ascidiáceos se comen su propio cerebro cuando ya no lo necesitan.

Ascidia

Si los primeros organismos vivieron en el fondo marino y una de sus fuentes esenciales de alimento fue la luz (asombrosamente, la fotosíntesis aparece muy pronto en la historia de la vida), uno de los primeros objetivos del movimiento tuvo que ser dirigirse hacia las zonas más iluminadas (también comprobamos que los primeros sistemas perceptivos fueron sencillas células fotosensibles). Así, el primer imperativo para la acción, la primera orden de la historia de la vida tuvo que ser algo así como “ve hacia la luz” (curiosamente, cuando los seres humanos morimos también solemos decir lo mismo).

Hay una especie de notoplana (un tipo de platelminto) que mide aproximadamente 20 milímetros. Su cerebro (más que “cerebro”, su ganglio rostral, es decir, el ganglio que más se acerca a la parte delantera del animal) mide 700 x 1300µ (1 mm.). Lo curioso es que si se lo extirpamos quirúrgicamente, el animal sobrevive. Se vuelve más lento, ve menos, reacciona con menos viveza al alimento… en general, es mucho más torpe, pero puede sobrevivir perfectamente sin mayores problemas.

Notoplana

Si nos vamos a una especie algo más compleja, la lombriz de tierra (con unas 6.000 células nerviosas, que llegan a 10.000 en la fase adulta del animal a los cuatro meses de su nacimiento), y le extirpamos su cerebro (dos ganglios supraesofágicos), de nuevo, tenemos similares resultados: mantiene su “cabeza” en alto y parece inquieta. Si en su trayectoria hay un hueco, la lombriz caerá en vez de sortearlo como hacía habitualmente. Tendríamos a una lombriz mucho más desmañada que antes que, sin embargo, es capaz de enderezarse, puede practicar el coito e, incluso, aprender un camino en un laberinto.

Más complejas aún: las aves. Su cerebro es el de un reptil avanzado, con un gran núcleo basal (el famoso cuerpo estriado) y un buen cerebelo (aunque mucho más liso que el de los mamíferos). Si le extirpamos su dos hemisferios, aún pueden volar, correr y picotear; pero pierden la capacidad de construir nidos, aparearse o cuidar de sus crías. Esta cirugía sugiere una función social de los hemisferios en estas especies.

¿Y qué pasa con los seres humanos? En general, dada la complejidad de nuestra conducta, cualquier lesión cerebral suele tener consecuencias desastrosas pero, igualmente, se puede sobrevivir sin una importante parte de nuestro cerebro y, lo que parece aún más sorprendente, llevar una vida completamente normal. En 1923, el neurocirujano Walter Dandy de la Universidad John Hopkins, realizó la primera hemisferectomía (seccionar una parte o incluso la totalidad de uno de los dos hemisferios cerebrales) en un ser humano. Es una cirugía bastante radical que hoy en día solo se realiza en pacientes que, por ejemplo, sufren apoplejías diarias que no pueden tratarse de otro modo. Lo verdaderamente sorprendente es que cuando estas operaciones se realizan con niños de muy corta edad (menos de 10 años), su personalidad y memoria se desarrollan con total normalidad. Un chiquillo operado en la Universidad de California en Los Ángeles (UCLA) llegó a ser campeón de ajedrez de su Estado (debe ser muy humillante que te gane al ajedrez un individuo con solo medio cerebro). Los inconvenientes de la hemisferectomía se reducen principalmente a que pierdes la movilidad de la mano contraria al hemisferio extraído, la visión del ojo y algo de funcionalidad en el brazo. No se ha detectado ninguna irregularidad más (eso sí, si la operación se realiza a una edad muy temprana). Estos casos suelen ponerse de ejemplo para defender la idea de la espectacular plasticidad de cerebral, de como partes de nuestro cerebro asumen sin problemas las funciones de otras. Sin embargo, también siembran más interrogantes: si con medio cerebro puedo hacer lo mismo que con un cerebro entero, ¿para que quiero el otro medio?

Este breve recorrido por la historia evolutiva del cerebro puede indicarnos dos cosas: en primer lugar, el sistema nervioso nació para coordinar la percepción con el movimiento. Eso explica muy bien como, en el caso de nuestra sofisticada visión, veamos perfectamente los contornos de los objetos y calculemos relativamente bien las distancias con ellos (la visión estereoscópica). Nuestra visión ha sido perfeccionada durante cientos de miles de años de evolución para que nos movamos de forma muy competente en nuestro entorno circundante. Después, el cerebro creció y aumentó su complejidad para adquirir nuevas funciones, pero no hay que olvidar que esas funciones se edificaron sobre las antiguas. Podemos reflexionar, recordar o sentir sobre la base de un cerebro hecho para controlar nuestro movimiento. Nunca debemos pensar en el cerebro sin atender a su historia biológica.

 Y, en segundo lugar, que el cerebro, en sus primeras fases, fue una ventaja evolutiva más entre otras y que, en cuanto a tal, solo evolucionó en los seres y en los entornos en los que fue necesario. No hay ningún tipo de finalidad evolutiva que nos lleve a la aparición del cerebro. Solo si necesitas moverte, es posible que desarrolles uno. Podríamos imaginarnos un mundo en el que solo existieran especies vegetales o microorganismos y en el que jamás hubiera sido necesario sistema nervioso alguno. Sería un mundo descerebrado y, fascinantemente, no sería un mundo absurdo y sin sentido.

Los pacientes que son ciegos debido a una lesión en las partes visuales superiores del cerebro refieren que no tienen en absoluto ningún sentido visual. Cuando se les pide que cojan un objeto situado en su campo visual, como un lápiz luminoso, preguntan a qué nos referimos, ya que no pueden verlo. Si, no obstante, se les dice que adivinen e intenten agarrarlo de todos modos, suelen realizar con éxito esta tarea en un porcentaje muy superior al que se derivaría de la pura suerte. De hecho, algunos pacientes agarran el lápiz luminoso nueve de cada diez veces, aunque en cada ocasión refieran que no tienen ni idea de dónde se halla el objeto y que intentan adivinarlo al azar. La explicación parece ser que el antiguo sistema visual, situado en el cerebro medio, se halla intacto en estos pacientes y los guía a la hora de asir el objeto, aunque, como esta región no está interrelacionada con las áreas superiores del cerebro, estas personas no tienen una conciencia clara de la ubicación del lápiz luminoso.

En El cerebro accidental de David Linden

Cada vez tengo más clara la idea de lo poco que controlamos a nivel consciente. Somos una máquina automática con una lucecilla arriba que no se entera de prácticamente nada aunque, la pobre, se vanagloria de tener el control absoluto.

PD: ¿No podría verse este experimento como otra prueba a favor de la ilusión del libre albedrío? El ciego está convencido de que elige libremente buscar el lápiz luminoso en tal o cual sitio cuando sabemos que su cerebro medio es el que ha hecho todo.

Para más razones véase El yo no es un comandante… es un farsante