CIENCIA › ALEJANDRO SCHINDER, DOCTOR EN BIOLOGíA E INVESTIGADOR PRINCIPAL DEL CONICET

“El cerebro es más complejo que una supercomputadora”

El equipo liderado por este investigador analiza las diferencias entre las funciones de las neuronas surgidas en la edad adulta y las originadas en el desarrollo temprano. Sus efectos en procesos de memoria y aprendizaje. Avances que reconstruyen el rompecabezas cerebral.

 Por Pablo Esteban

El proceso se inicia más o menos así: una célula madre quiescente modifica su estado a partir de la recepción de una señal eléctrica proveniente del hipocampo. Luego, el programa es bien conocido, su estructura se divide, se amplifica y se convierte en neurona a partir de la formación de dendritas y axones. Pronto, estará lista para la recepción de estímulos y la conducción de impulsos nerviosos.

Si, aproximadamente, un cerebro posee 100 mil millones de neuronas y cada una establece como mínimo mil conexiones, es posible afirmar que el ser humano, para su fortuna, es dueño de un complejo sistema de cables y autopistas que configuran un entramado compuesto por 100 billones de enlaces. Existen, en síntesis, dos tipos de circuitos que condensan todos los datos que viajan de modo frenético por esta red de conductos: los excitatorios, que se encargan de trasladar la información de una región hacia otra, y los inhibitorios, que sincronizan la actividad de los primeros.

En el siglo pasado, un antiguo dogma que dominaba el campo de la biología indicaba que el proceso de neurogénesis –que ocurre en el giro dentado del hipocampo– se desarrollaba durante las primeras etapas de vida de los individuos. Sin embargo, desde hace ya algunas décadas, se comprobó que el proceso de fabricación de neuronas no se estaciona en el desarrollo temprano, sino que acompaña a las personas por el resto de sus días.

La consolidación del campo de las neurociencias se asume como un proceso de largo aliento y los especialistas se mueven a tientas a partir del diseño de modelos que demandan interrogantes sencillos pero respuestas hercúleas. Desde el Instituto Leloir, Alejandro Schinder describe el comportamiento de las nuevas neuronas que nacen en cerebros adultos, narra el modo en que éstas se integran a las redes ya existentes en el hipocampo y problematiza el vínculo de las células nerviosas con mecanismos de memoria y aprendizaje.

–Cuénteme acerca de su trayectoria académica. ¿Por qué estudió biología? Leí que le costó decidir qué carrera universitaria debía seguir.

–Sí, puede ser. Tras recibirme de técnico electrónico, comencé Ingeniería Aeronáutica en la Universidad Tecnológica Nacional (UTN). Sin embargo, pronto advertí que la carrera no me convencía tanto y opté por estudiar Computación en la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales de la UBA. No obstante, y pese a un inicio prometedor, terminé cursando Biología en la misma institución. Luego, realicé el doctorado en la Universidad de California (EE.UU.) y, por último, completé mi formación con dos posdoctorados. Tras doce años, en el 2002, regresé a Argentina.

–En el Instituto Leloir, usted se desempeña como jefe del Laboratorio de Plasticidad Neuronal. En concreto, ¿a qué se refiere su objeto de análisis?

–Se vincula con la capacidad que tiene el cerebro de cambiar la forma en la que está conectado según los estímulos que recibe. Las neuronas son células que se encargan de recibir y transmitir electricidad. Dicho de otro modo, son cajitas que cuentan con cables de entrada –dendritas– y de salida –axones– que escogen prenderse o no hacerlo. Unidades de información lógica.

–Hace un tiempo entrevisté a Damián Refojo y me comentó que, en algún sentido, el cerebro puede ser concebido como una supercomputadora, pues, cuenta con cables, memoria y un complejo sistema de procesamiento de información, etc. ¿Usted qué opina al respecto?

–Sí, creo que es un buen ejemplo gráfico aunque pienso que el cerebro es mucho más complejo que una supercomputadora. A diferencia de lo que ocurre con las máquinas que son diseñadas, armadas y programadas por personas que comprenden y manipulan su funcionamiento, sobre el cerebro sabemos muy poco. Lo que ocurre, por ejemplo, con los procesos de aprendizaje es muy ilustrativo al respecto.

–¿En qué sentido?

–La ciencia conoce el sitio en que se alojan nuestros conocimientos, pero es incapaz de describir el proceso mediante el que efectivamente se guardan. Algo similar ocurre con la memoria, ¿cómo se ubica el recuerdo que cualquier persona tiene acerca del rostro de sus abuelos fallecidos? Estamos en presencia de interrogantes que carecen de respuestas muy ajustadas.

–Ya que usted mencionó el concepto, ¿cómo definiría a la memoria?

–La memoria es la capacidad que tienen los seres humanos de experimentar un evento determinado y, luego, actuar a consecuencia a ello. Es decir, modificar el comportamiento a partir de experiencias particulares.

–Sin embargo, no todas las memorias implican un cambio en el comportamiento...

–Es cierto. Algunas sólo implican la mera acción de recordar sucesos o cosas. Por ello, entonces, podría redefinir el concepto anterior y señalar que la memoria es una herramienta que brinda a los individuos, eventualmente, la capacidad para modificar sus acciones a partir de lo que afrontaron en el pasado. En general, la explicación biológica de la memoria tiene que ver con su función adaptativa: permite corregir cosas que nos ponen en peligro.

–Más allá de la franja etaria, ¿cree que existen cada vez más personas con problemas de memoria?

–Mi hipótesis al respecto es que, cada vez con mayor recurrencia, las personas manejan grandes cantidades de información y realizan muchas actividades en paralelo. Llega un punto en que algún cable interno se rebela. Nuestra interrelación con las tecnologías nos lleva a recibir más inputs simultáneos. Y la realidad indica que nuestra máquina cerebral carece de tantos puertos USB.

–Al final, no estaba tan mal la comparación realizada por Refojo...

–No, claro que no. Es bastante común el establecimiento de paralelismos entre el mundo de las neurociencias y el de la informática. Pero, insisto, es una versión un poco simplificada.

–¿Qué es la neurogénesis?

–Es el proceso a partir del cual una célula no diferenciada –madre– en algún momento toma la decisión de convertirse en neurona y crecer. Nuestro equipo estudia cómo es el mecanismo de neurogénesis adulta que permite al cerebro generar nuevas neuronas del mismo modo que lo hizo en su de- sarrollo temprano.

–Hace algunas décadas se comprobó que el cerebro fabrica neuronas durante toda su vida. Desde esta perspectiva, ¿qué diferencias se pueden trazar entre las neuronas que se originan durante el desarrollo temprano y las que nacen en un cerebro adulto?

–Ese es un interrogante que nos realizamos, al menos, hace unos quince años. Otra pregunta recurrente es, por ejemplo, de qué manera se conectan las nuevas neuronas que se fabrican en la etapa adulta en un cerebro que ya está colmado de neuronas maduras.

–¿Y de qué manera lo hacen?

–Del mismo modo que las neuronas ya existentes, pues, escogen de quién recibe información y a quién le envían. Podría decirse que desarrollan una serie de características que les permiten “copiar” los procesos que ya están presentes y en funcionamiento. En el 2006 publicamos un trabajo sobre el análisis del cerebro de un animal en el que marcamos (mediante un programa informático) con un color las neuronas presentes en el desarrollo temprano y luego, con otro color las que habían nacido en su época de adultez y observamos que eran idénticas.

–Entonces, ¿no hay diferencias?

–Sí, las hay. Al mismo tiempo que advertimos que eran idénticas, nos dimos cuenta de que las neuronas que nacen en el hipocampo adulto se caracterizan porque tardan mucho tiempo en crecer. Dos meses en un roedor y varios más en seres humanos. Ello marca una clara diferencia respecto a la aceleración de los ritmos que comprenden los procesos de neurogénesis cuando los seres vivos recién nacen. Además, las nuevas neuronas que se fabrican en cerebros adultos son importantes para procesar información antes de que completen su proceso de crecimiento y madurez. En este marco, demostramos que la forma en que una neurona procesa información cuando es joven es muy distinta al modo en que lo hace cuando es madura.

–¿En qué sentido?

–Cuando son jóvenes se caracterizan por su hiperactividad. Son células nerviosas ávidas por transmitir información proveniente de los sentidos, porque tienen menos frenos o inhibiciones que aquellas ya establecidas. Su objetivo principal es enganchar sus cables de la manera más ordenada posible.

–Por último, ¿qué ocurre cuando las neuronas no se conectan de forma adecuada?

–Cuando las conexiones no se producen de la forma correcta pueden causar, por ejemplo, ciertas enfermedades como la epilepsia, así como también patologías neurodegenerativas. El análisis de las funciones cerebrales será medular para el diseño futuro de terapias de reparación de cerebros afectados por enfermedades como el Alzheimer o el Parkinson.

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Alejandro Schinder, investigador del Instituto Leloir.
Imagen: Jorge Larrosa
 
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