Módulo 9: El Cerebro PDF

MODULO 9. EL CEREBRO No parece gran cosa. De aspecto suave, esponjoso, moteado y de un color gris rosáceo, apenas puede decirse que posea mucha belleza física. Sin embargo, a pesar de su apariencia externa, es una de las maravillas naturales más grandes que se conocen, y tiene una belleza y complej...

MODULO 9. EL CEREBRO No parece gran cosa. De aspecto suave, esponjoso, moteado y de un color gris rosáceo, apenas puede decirse que posea mucha belleza física. Sin embargo, a pesar de su apariencia externa, es una de las maravillas naturales más grandes que se conocen, y tiene una belleza y complejidad propias. El objeto al que se aplica esta descripción es el cerebro. El cerebro es responsable de nuestros pensamientos más nobles y nuestros impulsos más primitivos. Es el supervisor del intrincado funcionamiento del cuerpo humano. Si alguien tratara de diseñar una computadora para imitar el rango de capacidades del cerebro, la labor sería casi imposible; de hecho, ha resultado difícil siquiera acercarse. La mera cantidad de neuronas en el cerebro basta para intimidar incluso al ingeniero informático más ambicioso. Varios miles de millones de neuronas conforman una estructura que pesa apenas un kilo con 360 gramos en el adulto promedio. Aunque no es la cantidad de células lo más asombroso sobre el cerebro, sino su capacidad para permitir que el intelecto humano prospere orientando nuestro comportamiento y pensamientos. Ahora consideraremos las determinadas estructuras del cerebro y las principales funciones con las que se relacionan. Sin embargo, es necesario hacer una advertencia: aunque analizaremos determinadas áreas del cerebro en relación con conductas específicas, este abordaje implica una simplificación exagerada. No existe una correspondencia sencilla directa, uno a uno, entre una parte diferenciada del cerebro y un comportamiento en particular. Más bien, los comportamientos se producen por interconexiones complejas entre conjuntos de neuronas que hay en muchas regiones del cerebro: nuestras conductas, emociones, pensamientos, esperanzas y sueños son producidos por diversas neuronas que se encuentran por todo el sistema nervioso y que trabajan en sintonía. Estudio de la estructura y las funciones cerebrales: una mirada secreta al cerebro El cerebro ha planteado un reto continuo para quienes lo estudian. Durante gran parte de la historia, examinarlo solo era posible después de que moría un individuo. Hasta entonces podía abrirse el cráneo y extraer el cerebro sin causar una grave lesión. Aunque este procedimiento era descriptivo, difícilmente podía decirnos mucho sobre el funcionamiento de un cerebro sano. No obstante, en la actualidad las técnicas de exploración cerebral abren una ventana hacia el cerebro vivo. Con ayuda de estas técnicas, los investigadores pueden tomar una "fotografía" del funcionamiento interno del cerebro sin tener que abrir el cráneo a una persona. Las técnicas de exploración más importantes, que se ilustran en la figura 1, son el electroencefalograma (EEG), la tomografía por emisión de positrones (TEP), la imagen por resonancia magnética funcional (IRMf) y la imagen por estimulación magnética transcraneal (EMT). El electroencefalograma (EEG) registra la actividad eléctrica del cerebro mediante electrodos colocados en la parte externa del cráneo. Aunque tradicionalmente el EEG produciría solo una gráfica de patrones de ondas eléctricas, ahora se emplean nuevas técnicas para transformar la actividad eléctrica cerebral en una representación pictórica que permite un diagnóstico más preciso de trastornos como la epilepsia y las discapacidades para el aprendizaje. La imagen por resonancia magnética funcional (IRMf) ofrece una detallada imagen tridimensional, generada por computadora, de las estructuras y la actividad del cerebro, pues proyecta un potente campo magnético hacia el cerebro u otras partes del cuerpo. Con la exploración mediante IRMf es posible producir imágenes vívidas y pormenorizadas del funcionamiento y la estructura del cerebro. Con ayuda de la IRMf, los investigadores están en posibilidad de ver características cuyo tamaño es de menos de un milímetro y cambios que ocurren en intervalos de una décima de segundo. Por ejemplo, la IRMf muestra la operación de haces de nervios individuales, pues traza el flujo de la sangre, lo cual abre un camino para mejorar el diagnóstico de afecciones que van desde el dolor de espalda crónico hasta trastornos del sistema nervioso, como accidentes cerebrovasculares, esclerosis múltiple y enfermedad de Alzheimer. Las exploraciones por medio de IRMf se utilizan de manera rutinaria en la planeación de cirugías cerebrales, pues ayudan a los cirujanos a distinguir las regiones cerebrales implicadas en el funcionamiento normal y perturbado (Hurschler et al., 2015; Sahakian y Gottwald, 2017). La tomografía por emisión de positrones (TEP) muestra la actividad bioquímica dentro del cerebro en un momento determinado. Las exploraciones TEP comienzan con la inyección de un líquido radiactivo (aunque seguro) en el torrente sanguíneo, el cual se abre camino hasta el cerebro. Al localizar la radiación dentro del cerebro, una computadora determina cuáles son las regiones más activas, así ofrece una asombrosa imagen del cerebro en funcionamiento. Como ejemplo, es posible utilizar exploraciones TEP para diagnosticar problemas de memoria e identificar la presencia de tumores cerebrales. Las exploraciones con TEP pueden medir incluso el flujo de sangre y oxígeno (Konijnenberg et al., 2019). La estimulación magnética transcraneal (EMT) utiliza campos magnéticos para obtener una comprensión del funcionamiento cerebral. En la EMT, se expone una diminuta región del cerebro a un potente campo magnético que ocasiona una interrupción momentánea en la actividad eléctrica. Así, los investigadores pueden observar los efectos de esa interrupción en el funcionamiento normal del cerebro. La EMT, uno de los procedimientos más recientes de exploración del cerebro, recibe a veces el nombre de "lesión virtual" porque produce efectos análogos a los que ocurrirían si se practicara un corte físico a ciertas regiones del cerebro. La enorme ventaja de la EMT, por supuesto, es que el corte virtual solo es temporal. Además de identificar regiones del cerebro responsables de determinadas funciones, la EMT tiene el potencial de tratar ciertos tipos de trastornos psicológicos, como la depresión y esquizofrenia, pues se disparan breves pulsaciones magnéticas por todo el cerebro (Prasser et al., 2015; Francis et al., 2019). Es posible que futuros descubrimientos permitan métodos todavía más complejos para examinar el cerebro. Por ejemplo, el naciente campo de la optogenética incorpora la ingenie-ría genética junto con el uso de tipos especiales de luz para observar circuitos de neuronas individuales. Además, los investigadores han diseñado métodos de inserción de hidrogel, para observar neuronas individuales y cómo se distribuyen por los circuitos cerebrales. Por último, en estudios con animales, se han desarrollado sondas de neuropixeles, que al implantarse permiten que los neurocientíficos examinen la actividad en cientos de neuronas en múltiples partes del cerebro al mismo tiempo (Shirai y Hayashi-Takagi, 2017; Yang, Song y Qing, 2017; Steinmetz et al., 2018; de Sousa et al., 2019). El núcleo central: nuestro "cerebro primitivo" Aunque las capacidades del cerebro humano superan con mucho las de cualquier otra especie, los seres humanos comparten con los animales más primitivos algunas funciones básicas, como la respiración, la alimentación y el sueño. No es de sorprender que esas actividades las dirija una porción relativamente primitiva del cerebro conocida como núcleo central (figura 2). El núcleo central, que es muy similar en todos los vertebrados (animales con columna vertebral), se menciona a veces como "cerebro primitivo", pues su evolución se remonta a cerca de 500 millones de años, hasta las estructuras primitivas que se hallan en especies no humanas. Si ascendiéramos por la médula espinal desde la base del cráneo para encontrar las estructuras del núcleo central del cerebro, la primera parte a la que llegaríamos sería el rombencéfalo, el cual contiene el bulbo raquídeo, la protuberancia anular y el cerebelo. El bulbo raquídeo controla muchas funciones esenciales del organismo, entre las cuales las más importantes son la respiración y el latido del corazón. La protuberancia anular es un puente en el rombencéfalo que contiene largos haces de nervios y actúa como transmisor de información motora, coordina los músculos e integra el movimiento entre las mitades derecha e izquierda del cuerpo. También participa en la regulación del sueño. El cerebelo se extiende por la parte posterior del rombencéfalo. Sin la ayuda del cerebelo, seríamos incapaces de caminar en línea recta sin tambalearnos e inclinarnos al frente, pues la labor del cerebelo consiste en controlar el equilibrio corporal. Vigila constantemente la realimentación de los músculos para coordinar su ubicación, movimiento y tensión. De hecho, beber demasiado alcohol, al parecer, deprime la actividad del cerebelo, lo que genera la forma de caminar y el movimiento inestable, característicos de la embriaguez. El cerebelo también participa en varias funciones intelectuales que abarcan desde análisis y coordinación de información sensorial hasta resolución de problemas (Vandervert, Schimpf y Liu, 2007; Swain, Kerr y Thompson, 2011; Ronconi et al., 2017).La formación reticular es una red de nervios en el cerebro que se extiende desde el bulbo raquídeo, cruza la protuberancia anular, pasando por la sección media del cerebro, o mesencéfalo, hasta la parte más frontal, llamada prosencéfalo. Como un guardia siempre vigilante, la formación reticular puede producir la activación general corporal. Cuando, por ejemplo, nos sobresalta un ruido fuerte, la formación reticular produce un estado de alerta para determinar si necesitamos emitir una respuesta. También ayuda a regular el ciclo de sueño y vigilia, pues al parecer filtra los estímulos del entorno para permitirnos tener un sueño tranquilo. El tálamo, que está oculto dentro del prosencéfalo, actúa como una estación de retransmisión de información sensorial. Los mensajes de ojos, oídos y piel viajan al tálamo para que se comunique a las partes superiores del cerebro. El tálamo también integra la información de esas partes superiores del cerebro y la clasifica para reenviarla al cerebelo y al bulbo raquídeo. El hipotálamo se ubica justo por debajo del tálamo. Aunque es diminuto ---casi del tamaño de la yema de un dedo--- el hipotálamo desempeña un papel sumamente importante. Una de sus principales funciones es mantener la homeostasis, que es un estado interno constante para el cuerpo. El hipotálamo ayuda también a proporcionar una temperatura corporal constante y vigila la cantidad de nutrientes almacenados en las células. Una segunda función igual de importante es que produce y regula comportamientos esenciales para la supervivencia básica de la especie, como la alimentación, la autoprotección y la sexualidad. El sistema límbico: más allá del núcleo central en una inquietante visión del futuro, los escritores de ciencia ficción han sugerido que a las personas algún día se les implantarán de forma rutinaria electrodos en el cerebro. Con esos electrodos recibirán diminutas descargas que producirán una sensación de placer, pues estimularán ciertos centros del cerebro. Cuando se sientan angustiadas, simplemente activarán sus electrodos para lograr euforia inmediata. Aunque esta fantasía futurista es inverosímil ---y en última instancia improbable--- se basa en hechos. En efecto, el cerebro tiene centros de placer en varias regiones, algunas incluidas en el sistema límbico. Este sistema límbico, que consta de una serie de estructuras con forma de donas que comprenden a la amígdala y el hipocampo, tiene como límite superior al núcleo central y tiene conexiones con la corteza cerebral (figura 4).Las estructuras del sistema límbico controlan en forma conjunta diversas funciones básicas relacionadas con las emociones y el instinto de supervivencia, como la alimentación, la agresión y la reproducción. Una lesión en el sistema límbico puede producir notables cambios en el comportamiento. Por ejemplo, una lesión en la amígdala, que está implicada en el miedo y la agresión, puede convertir a animales que por lo común son dóciles y mansos en criaturas salvajes. Por el contrario, animales que en general son salvajes e incontrolables pueden transformarse en mansos y obedientes tras una lesión en la amígdala (Gontkovsky, 2005; Smith et al., 2013; Reznikova et al., 2015). Las investigaciones en las que se examinan los efectos de las descargas eléctricas leves en partes del sistema límbico y otras zonas del cerebro han producido algunos hallazgos que mueven a la reflexión. En un experimento clásico, unas ratas que presionaban una barra recibían una estimulación eléctrica leve a través de un electrodo implantado en su cerebro, lo cual les producía sensaciones placenteras. Incluso las ratas hambrientas que iban hacia su alimento se detenían a presionar la barra tantas veces como podían. De hecho, algunas de ellas se estimulaban literalmente miles de veces por hora, hasta caer rendidas de cansancio (Routtenberg y Lindy, 1965; Fountas y Smith, 2007; Pieper et al., 2019). La cualidad extraordinariamente placentera de ciertos tipos de estimulación también la han experimentado los seres humanos que, como parte del tratamiento de ciertos tipos de trastornos cerebrales, han recibido estimulación eléctrica en determinadas áreas del sistema límbico. Aunque sean incapaces de describir con precisión lo que se siente, estas personas informan que la experiencia es intensamente placentera, similar en algunos sentidos al orgasmo. El sistema límbico y el hipocampo en particular desempeñan una función importante en el aprendizaje y la memoria. Dicha importancia se ha demostrado en algunos pacientes con epilepsia quienes, en un esfuerzo por detener sus convulsiones, se han sometido a la remoción de partes del sistema límbico. Una consecuencia accidental de la cirugía es que a veces los individuos presentan dificultades para aprender y recordar información nueva. En un caso, un paciente al que se sometió a una cirugía era incapaz de recordar dónde vivía, aunque había residido en el mismo domicilio durante ocho años. Además, aun cuando el paciente podía sostener conversaciones animadas, unos minutos después era incapaz de recordar la conversación (Milner, 1966; Grimm, 2011; de Voogd et al., 2017). Así pues, el sistema límbico participa en varias funciones importantes, entre las que se hallan el instinto de supervivencia, el aprendizaje, la memoria y la experiencia del placer. Estas funciones difícilmente son únicas de los seres humanos; de hecho, al sistema límbico en ocasiones se le llama el "cerebro animal" porque sus estructuras y funciones son muy similares a las de otros mamíferos. Para identificar la parte del cerebro que proporciona las capacidades complejas y sutiles exclusivamente humanas, necesitamos concentrar nuestra atención en otra estructura: la corteza cerebral. La corteza cerebral: nuestro "cerebro moderno" A medida que ascendemos por la médula espinal al cerebro, nuestro análisis se ha concentrado en las regiones cerebrales que controlan funciones similares a las que se encuentran en organismos menos complejos. Pero, probablemente usted se pregunte: ¿dónde están las partes del cerebro que permiten a los seres humanos hacer lo que mejor hacen y que los distingue de todos los demás animales? Esas características únicas del cerebro humano ---de hecho, las capacidades mismas que le permiten hacerse esta pregunta en primer lugar--- están incorporadas en la capacidad para pensar, evaluar y llegar a juicios complejos. La ubicación principal de estas capacidades, junto con muchas otras, es la corteza cerebral. La corteza cerebral se conoce como el "cerebro moderno" porque su evolución es relativamente reciente. Consta de una masa de tejido sumamente plegado, corrugado y embrollado. Aunque tiene casi tres milímetros (0.12 pulgadas) de espesor, cubriría, si se extendiera, un área de más de 0.1858 metros cuadrados (2 pies cuadrados). Esta configuración permite que el área superficial de la corteza sea considerablemente mayor de lo que sería si estuviera lisa y se compactara de manera más uniforme en el cráneo. La forma irregular también permite un elevado grado de integración de las neuronas, lo cual brinda la posibilidad de que haya un sofisticado procesamiento de información. La corteza cerebral cuenta con cuatro secciones principales llamadas lóbulos. Cada lóbulo tiene áreas especializadas relacionadas con determinadas funciones. Si tomamos una imagen lateral del cerebro, los lóbulos frontales están en la parte central frontal de la corteza y los lóbulos parietales se encuentran justo detrás de ellos. Los lóbulos temporales están en la porción central inferior de la corteza, con los lóbulos occipitales detrás de ellos. Estos cuatro conjuntos de lóbulos están separados físicamente por profundas hendiduras llamadas surcos. En la figura 5 se presentan las cuatro regiones. Otra forma de describir al cerebro es en términos de las funciones asociadas con una determinada área. En la figura 5 se muestran las regiones especializadas dentro de los lóbulos y relacionadas con funciones y áreas específicas del cuerpo. Se conocen tres áreas principales: motoras, sensoriales y de asociación. Aunque analizaremos estas áreas como si estuvieran separadas y fueran independientes, tenga en consideración que se trata de una simplificación excesiva. En la mayoría de los casos, varias estructuras y áreas dentro del cerebro, que operan en forma interdependiente, influyen simultáneamente en el comportamiento. Como ejemplo, la gente utiliza áreas distintas del cerebro al crear enunciados (una tarea verbal), en comparación con las que emplea en la improvisación de melodías. Incluso, cuando alguien sufre una lesión cerebral, las partes no lesionadas del cerebro en ocasiones pueden asumir el control de las funciones que el área dañada manejaba previamente. En suma, el cerebro es extraordinariamente adaptable (Sacks, 2003; Boller, 2004; Brown, Martinez y Parsons, 2006). EL ÁREA MOTORA DE LA CORTEZA Si observa el lóbulo frontal que aparece en la figura 5, verá una porción sombreada denominada como área motora. Esta parte de la corteza es responsable, principalmente, de los movimientos voluntarios. Cada parte del área motora corresponde a una ubicación corporal específica. Si insertáramos un electrodo en una parte determinada del área motora de la corteza y aplicáramos una estimulación eléctrica leve, habría un movimiento involuntario en la parte correspondiente del cuerpo. Si nos desplazáramos a otra zona en el área motora y la estimuláramos, se movería una parte diferente del cuerpo. El mapa del área motora está delimitado con tanta precisión que los investigadores han identificado la cantidad y ubicación relativa de tejido cortical que se utiliza para producir movimientos en partes específicas del cuerpo humano. Por ejemplo, el control de movimientos a gran escala en términos relativos y que requieren poca precisión, como el de la rodilla o la cadera, se localiza en un espacio muy pequeño del área motora. En contraste, los movimientos precisos y delicados, como las expresiones faciales y el movimiento de los dedos, están bajo el control de una porción considerablemente más amplia del área motora (Schwenkreis et al., 2007; Ross et al., 2019)). En suma, el área motora de la corteza proporciona una guía del grado de complejidad e importancia de las capacidades motoras de partes especificas del cuerpo. De hecho, tal vez hace incluso más: evidencias cada vez más numerosas demuestran que la corteza motora no solo controla diferentes partes del cuerpo, sino que también puede dirigirlas para que adopten posiciones complejas, como la postura que adopta un centro ofensivo de fútbol americano justo antes de lanzar el balón al mariscal de campo, o la postura de un nadador que se coloca al borde de un trampolín (Pool et al., 2013; Massé-Alarie et al., 2017).En última instancia, el movimiento, como cualquier otro comportamiento, se produce por el disparo coordinado de una compleja variedad de neuronas en el sistema nervioso. Las neuronas que producen el movimiento se enlazan de maneras complejas y funcionan estrechamente en conjunto. EL ÁREA SENSORIAL DE LA CORTEZA De acuerdo con la correspondencia uno a uno que existe entre el área motora y el sitio en el cuerpo, no sorprende encontrar una relación similar entre determinadas partes de la cor-teza y los sentidos. El área sensorial de la corteza comprende tres regiones: una corresponde principalmente a las sensaciones físicas (incluidos el tacto y la presión), otra relacionada con la vista, y una tercera relacionada con el sonido. Por ejemplo, el área somatosensorial en el lóbulo parietal abarca lugares específicos asociados con la capacidad para percibir el contacto y la presión en un área determinada del cuerpo. Como ocurre con el área motora, la cantidad de tejido cerebral relacionada con un sitio especifico en el cuerpo influye en el grado de sensibilidad de ese sitio: cuanto mayor sea el área cortical dedicada a un sitio determinado del cuerpo dentro de la corteza, mayor sensibilidad tendrá el área del cuerpo. Así, nuestros dedos están relacionados con una porción mayor del área somatosensorial del cerebro, por lo que son más sensibles al tacto. El extraño individuo de la figura 6 representa cómo nos veríamos si el tamaño de cada parte externa de nuestro cuerpo correspondiera a la cantidad de tejido cerebral relacionado con la sensibilidad al tacto. Los sentidos del oído y la vista también se representan en áreas específicas de la corteza cerebral. El área auditiva, ubicada en el lóbulo temporal, es responsable del sentido del oído. Si esta área se estimula eléctricamente, la persona escuchará sonidos como clics o zumbidos. Al parecer hay sitios particulares dentro del área auditiva que responden a tonos específicos (Anderson, Lazard y Hartley, 2017; McKetton, DeSimone y Schneider, 2019). El área visual de la corteza, ubicada en el lóbulo occipital, responde del mismo modo a la estimulación eléctrica. La estimulación con electrodos produce la experiencia de destellos luminosos o colores, lo cual sugiere que la entrada sensorial pura de imágenes que proviene de los ojos se recibe en esa área del cerebro y se transforma en estímulos con significado. El área visual proporciona otro ejemplo de cómo se relacionan íntimamente ciertas áreas del cerebro con determinadas zonas corporales: ciertas estructuras del ojo guardan relación con una parte específica de la corteza en la cual, como podría adivinar, ocupan más área del cerebro las porciones más sensibles de la retina (Stenbacka y Vanni, 2007; Libedinsky y Livingstone, 2011). LAS ÁREAS DE ASOCIACIÓN DE LA CORTEZA En un insólito accidente ocurrido en 1848, una explosión lanzó una barra de hierro de 91 centímetros (3 pies) de largo que atravesó el cráneo del trabajador ferroviario Phineas Gage y permaneció encajada ahí después del accidente. Sorprendentemente, Gage sobrevivió y, a pesar de que la varilla se alojó en su cabeza, unos minutos después de ocurrido el percance parecía estar bien. Pero no fue así. Antes del accidente, Gage era muy trabajador y precavido. Después, se volvió irresponsable, bebía en exceso y pasaba de una idea salvaje a otra. En palabras de uno de sus médicos: "Gage ya no era el mismo" (Harlow, 1869). ¿Qué pudo ocurrirle al anterior Gage? Aunque no hay manera de saber-lo con certeza, podemos especular que el accidente lesionó la región de la corteza cerebral conocida como área de asociación, la cual en general se considera el sitio de los procesos mentales superiores como el pensamiento, el lenguaje, la memoria y el habla Las áreas de asociación conforman una gran porción de la corteza cerebral, controlan las funciones ejecutivas, las cuales son capacidades relacionadas con la planeación, el establecimiento de metas, el juicio y el control de los impulsos. Buena parte de nuestra comprensión sobre las áreas de asociación proviene de pacientes que, como Phineas Gage, han sufrido algún tipo de lesión cerebral. Por ejemplo, cuando se lesionan ciertas áreas de asociación, la persona sufre cambios en su personalidad que afectan su capacidad para emitir juicios morales y procesar las emociones. Al mismo tiempo, quienes sufren daño en dichas áreas todavía tienen posibilidad de razonar con lógica, realizar cálculos y recordar información (Beauchamp et al., 2019). Las lesiones en las áreas de asociación del cerebro pueden producir afasia, problemas con el lenguaje. En la afasia de Broca, el habla se vuelve entrecortada, laboriosa y a menudo agramatical, y el hablante es incapaz de encontrar las palabras correctas. En contraste, la afasia de Wernicke produce dificultades tanto para comprender el discurso de los demás como para la producción del lenguaje. El trastorno se caracteriza por un habla que suena fluida, pero que no tiene sentido, como en este ejemplo de un paciente con afasia de Wernicke: "Vaya, estoy sudando, estoy muy nervioso, ya sabe, de vez en cuando me quedo atorado, no puedo mencionar el tarripoi, hace un mes, un poquito..." (Robson et al., 2013; Ardila, 2015; Nielsen et al., 2019). Para mayor información sobre las áreas de asociación, lea la sección "Aplicación de la psicología en el siglo xxi". La neuroplasticidad y el cerebro Poco después de nacer, los brazos y piernas de Jacob Stark empezaron a sacudirse cada 20 minutos. Semanas después no podía enfocar los ojos en el rostro de su madre. El diagnóstico: ataques epilépticos incontrolables que afectaban todo su cerebro. Su madre, Sally Stark, recordó: "Cuando Jacob tenía dos meses y medio de edad, decían que nunca aprendería a enderezarse, nunca podría alimentarse solo \[...\]. Nos dije-ron que lo lleváramos a casa, le diéramos mucho amor y que buscáramos una institución" (Blakeslee, 1992). En lugar de ello, a Jacob se le practicó una cirugía cerebral cuando tenía cinco meses de edad, en la cual los médicos extirparon 20% de su cerebro. La cirugía fue todo un éxito. Tres años después, Jacob parecía normal en todos sentidos y no presentaba señal de convulsiones. La cirugía que ayudó a Jacob se basó en la premisa de que era la parte enferma la que producía convulsiones en todo el cerebro. Los cirujanos razonaron que, si extirpaban la porción que presentaba el trastorno, las partes restantes del cerebro, que aparecían intactas en las exploraciones TEP, asumirían el control de las partes extirpadas. Apostaron correctamente que Jacob de todos modos podría tener una vida normal después de la cirugía, en particular porque la intervención quirúrgica se realizó a una edad muy temprana. El éxito de la cirugía de Jacob muestra que el cerebro posee la capacidad para cambiar las funciones a diferentes sitios después de una lesión en un área determinada o en casos de cirugía, pero son igualmente alentadores algunos hallazgos sobre las facultades regenerativas del cerebro y el sistema nervioso. En años recientes, los científicos han aprendido que el cerebro cambia de manera continua, se reorganiza y es bastante más resiliente de lo que se pensó alguna vez. La neuro-plasticidad se refiere a la capacidad del cerebro para cambiar durante toda la vida con la incorporación de nuevas neuronas, nuevas interconexiones entre neuronas y la reorganización de las áreas de procesamiento de información. Los avances en nuestra comprensión de la neuroplasticidad han cambiado la perspectiva anterior de que no se crean nuevas células cerebrales después de la niñez. La realidad es muy diferente: no solo se vuelven más complejas las interconexiones entre neuronas duran-te la vida, sino que ahora al parecer también se crean nuevas neuronas en ciertas áreas del cerebro durante la adultez en un proceso que se conoce como neurogénesis. Cada día se crean miles de nuevas neuronas, en especial en áreas del cerebro relacionadas con el aprendizaje y la memoria (Shors, 2009; Kempermann, 2011; Apple, Fonseca y Kokovay, 2017). La capacidad de las neuronas para renovarse durante la adultez tiene implicaciones importantes para el potencial tratamiento de trastornos del sistema nervioso (consulte La neurociencia en su vida). Por ejemplo, podrían utilizarse fármacos que activan el desarrollo de nuevas neuronas para contrarrestar enfermedades como el Alzheimer, que se produce cuando hay muerte neuronal (Hamilton et al., 2013; Ekonomou et al., 2015; Dard, Dahan y Rampon, 2019). Además, experiencias específicas pueden modificar la manera en que se procesa la información. Por ejemplo, si usted aprende a leer Braille, se ampliará la cantidad de tejido en su corteza relacionada con la sensación en las yemas de los dedos. En forma similar, si aprende a tocar el violín, crecerá el área del cerebro que recibe mensajes de sus dedos, pero solo en relación con los dedos que se mueven sobre las cuerdas del instrumento (Schwartz y Begley, 2002; Kolb, Gibb y Robinson, 2003). El futuro también es prometedor para quienes sufren temblores y pérdida de control motor ocasionados por la enfermedad de Parkinson, aunque las investigaciones están plagadas de controversias. Puesto que la enfermedad de Parkinson se debe a una pérdida gradual de células que estimulan la producción de dopamina en el cerebro, muchos investigadores han razonado que sería eficaz un procedimiento que aumentara el suministro de dopamina y al parecer están en el camino correcto. Cuando se inyectan células madre ---células inmaduras de fetos humanos que tienen el potencial de convertirse en diversos tipos de células especializadas dependiendo de dónde se les implanten--- directamente en el cerebro de quienes padecen Parkinson, dichas células se arraigan y estimulan la producción de dopamina. Los resultados preliminares han sido prometedores, ya que algunos pacientes han mostrado gran mejoría (Parish y Arenas, 2007; Newman y Bakay, 2008; Wang et al., 2011). Las células madre, en consecuencia, tienen gran potencial. Cuando una de estas células se divide, cada célula que se crea a partir de esta división tiene el potencial de transformarse en una célula más especializada que, a su vez, tiene el potencial de reparar a las células dañadas. Puesto que muchas de las enfermedades más incapacitantes, desde el cáncer hasta los accidentes cerebrovasculares, provienen de un daño celular, es relevante el potencial de las células madre para revolucionar la medicina. Con todo, debido a que la fuente de las células madre implantadas por lo general son los fetos abortados, su uso es controvertido. Algunos críticos han afirmado que debería prohibirse el uso de células madre en investigación y tratamiento, en tanto que los partidarios sostienen que los beneficios potenciales son tan grandes que la investigación con células madre no debería tener restricciones. El asunto se ha politizado y no queda clara la cuestión de si la investigación con células madre debería regularse o no, y cómo hacerlo (Giacomini, Baylis y Roberts, 2007; Holden, 2007; Towns, 2017). Especialización de los hemisferios: ¿dos cerebros o uno? El desarrollo más reciente, al menos en términos evolutivos, en la organización y operación del cerebro humano probablemente ocurrió en el último millón de años: una especialización de las funciones controladas por los lados izquierdo y derecho del cerebro (MacNeilage, Rogers y Vallortigara, 2009; Tommasi, 2009; Gülbetekin, 2019). El cerebro se divide en dos mitades que son aproximadamente iguales, aunque opuestas, como una imagen de espejo. Así como tenemos dos brazos, dos piernas y dos pulmones, tenemos un cerebro izquierdo y un cerebro derecho. Por la forma en que están conectados los nervios en el cerebro con el resto del cuerpo, estas mitades simétricas izquierda y derecha, llamadas hemisferios, controlan el movimiento y reciben la sensación del lado opuesto a su ubicación. De este modo, el hemisferio izquierdo controla en lo general el lado derecho del cuerpo, en tanto que el hemisferio derecho controla el lado izquierdo. De este modo, dificultades funcionales en el lado izquierdo del cuerpo suelen ser indicadores de un daño en el hemisferio derecho del cerebro. A pesar de la apariencia de semejanza entre los dos hemisferios cerebrales, son un tanto diferentes en las funciones que controlan y en la forma en que lo hacen. Es más probable que ciertos comportamientos reflejen la actividad en un hemisferio que en otro, o estén lateralizados. Por ejemplo, en la mayoría de la gente, el procesamiento del lenguaje ocurre más en el lado izquierdo del cerebro. En general, el hemisferio izquierdo se concentra más en tareas que requieren competencia verbal, como hablar, leer, pensar y razonar. Además, este hemisferio tiende a procesar la información en forma secuencial, un fragmento tras otro (Hines, 2004). El hemisferio derecho tiene diferentes fortalezas, sobre todo en ámbitos no verbales como la comprensión de las relaciones espaciales, el reconocimiento de patrones y dibujos, la música, y la expresión y comprensión de emociones. El hemisferio derecho suele procesar la información en forma global, al considerarla como un todo (Gotts et al., 2013; Longo et al., 2015; Gainotti, 2019).El grado y la naturaleza de la lateralización varían de una persona a otra. Si, como la mayoría de la gente, usted es una persona diestra, es probable que el control del lenguaje se concentre más en su hemisferio izquierdo. En contraste, si se encuentra entre el 10% de las personas zurdas o ambidiestras (es decir, usa ambas manos indistintamente), es mucho más probable que los centros del lenguaje de su cerebro se ubiquen más en el hemisferio derecho o estén divididos por igual entre ambos hemisferios. Tenga presente que, a pesar de las diferentes fortalezas de los dos hemisferios, las disparidades en especialización entre ellos no son grandes. Además, ambos hemisferios cerebrales funcionan conjuntamente. Es un error pensar que determinados tipos de información se procesan exclusivamente en el hemisferio derecho o en el izquierdo. Los hemisferios trabajan en forma interdependiente para descifrar, interpretar y reaccionar ante el mundo. Además, quienes sufren una lesión en el lado izquierdo del cerebro y pierden capacidades lingüísticas, suelen recuperar la capacidad del habla: el lado derecho suele asumir el control de las funciones del izquierdo, sobre todo en los niños de corta edad; el grado de recuperación aumenta en función de qué tan temprano haya ocurrido la lesión (Johnston, 2004; Chang et al., 2018).Incluso, no todos los investigadores consideran que las diferencias entre los hemisferios cerebrales sean extremadamente importantes. Según el neurocientífico Stephen Kosslyn, es más relevante la diferencia en el procesamiento entre las mitades superior e inferior del cerebro. En su teoría, el sistema del cerebro superior se especializa en la planificación y el establecimiento de metas. En cambio, el sistema del cerebro inferior clasifica la información proveniente de nuestros sentidos, lo cual nos permite comprenderla y ordenarla. Por ahora es demasiado pronto confirmar la precisión de la teoría de Kosslyn, pero en efecto proporciona una alternativa interesante al concepto de que las diferencias entre el cerebro izquierdo y derecho son las de primordial importancia (Kosslyn y Miller, 2013).En cualquier caso, sigue aumentando la evidencia en favor de que las diferencias entre el procesamiento de los hemisferios izquierdo y derecho son significativas. Por ejemplo, los investigadores han encontrado evidencia de la posibilidad de que existan diferencias sutiles en patrones de lateralización cerebral entre hombres y mujeres, y entre miembros de diferentes culturas. El cerebro dividido: exploración de los dos hemisferios Cuando Vicki visitó a su neuróloga, estaba desesperada: sus ataques epilépticos frecuentes y graves no solo interferían con su vida cotidiana, sino que la ponían en peligro. No sabía cuándo perdería el sentido en forma repentina, lo cual hacía que situaciones mundanas como subir escaleras se volverían potencialmente mortales. La neuróloga de Vicki tenía una solución que, sin embargo, era radical y potencialmente peligrosa: seccionar por medios quirúrgicos el haz de fibras que conectaban los dos hemisferios de su cerebro. Este procedimiento detendría la tormenta de impulsos eléctricos que provocaban las convulsiones de Vicki, pero tendrían sus propios efectos curiosos en su funcionamiento cotidiano. En los meses posteriores a la cirugía, Vicki experimentó el alivio de estar libre de las convulsiones que se habían adueñado de su vida, pero debía superar nuevos retos. Tareas sencillas como comprar la comida o incluso vestirse se convirtieron en verdaderos calvarios, no porque tuviera dificultades para moverse o pensar, sino porque ambos lados de su cerebro no funcionaban de manera coordinada. Cada lado le indicaba a su mitad del cuerpo que funcionara en forma independiente del otro (Wolman, 2012). Las personas como Vicki, cuyo cuerpo calloso se ha cortado quirúrgicamente o sufre una lesión, se conocen como pacientes de callosotomía o cerebro dividido y ofrecen una rara oportunidad para los investigadores que estudian el funcionamiento independiente de ambos hemisferios cerebrales. Por ejemplo, el psicólogo Roger Sperry, quien ganó el Premio Nobel por sus trabajos sobre este tema, desarrolló muchas técnicas ingeniosas para estudiar cómo opera cada hemisferio (Sperry, 1982; Savazzi et al., 2007; Bagattini et al., 2015).En un procedimiento experimental, a pacientes que se les impedía ver un objeto mediante una pantalla, les hacían tocarlo con la mano derecha y les pedían que lo nombraran (figura 7). Como el lado derecho del cuerpo corresponde al lado izquierdo del cerebro que está orientado al lenguaje, los pacientes de callosotomía pudieron nombrarlo. Sin embargo, si los pacientes tocaban el objeto con la mano izquierda, eran incapaces de nombrarlo en voz alta, aun cuando su cerebro hubiera registrado la información. Al eliminar la pantalla, los pacientes pudieron identificar el objeto que tocaban. En ese caso, podían descubrir y recordar la información utilizando solo el lado derecho del cerebro. (Por cierto, a menos de que usted se haya sometido a esa cirugía, el experimento no funcionará en su caso porque el haz de fibras que conecta los dos hemisferios en un cerebro normal transferirá de inmediato la información de un hemisferio al otro.) A partir de experimentos como este, queda claro que los hemisferios derecho e izquierdo del cerebro se especializan en el manejo de diferentes tipos de información. Al mismo tiempo, es importante darse cuenta de que ambos hemisferios son capaces de comprender, conocer y tener conciencia del mundo en formas un tanto distintas. Por lo tanto, debería considerarse que ambos hemisferios son diferentes en términos de la eficacia con la que procesan ciertos tipos de información y no como dos cerebros completamente separados. Los hemisferios trabajan en forma interdependiente para permitir la gama y riqueza de pensamiento completas de las que son capaces los seres humanos.