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Cerebros de plastilina: ¿es posible conseguir una “supermemoria”?

Por Sandra Jurado Sánchez (CSIC)*

Ilustración de Silvia Jurado Sánchez

       Ilustración de Silvia Jurado Sánchez

En estas fechas de junio ya casi se pueden tocar las tan ansiadas vacaciones… Durante este mes, miles de estudiantes se han tenido que enfrentar a los exámenes de fin de curso, a la temida EBAU (antes Selectividad o PAU) o incluso a los exámenes de recuperación. En estas semanas el alumnado pone a prueba su templanza, pero sobre todo su memoria y conocimiento. Algunos demuestran una excelente capacidad de retención de manera innata (o, más probablemente, producto del trabajo continuado durante el curso), mientras que otros creen “conveniente” mejorar sus posibilidades con la ayuda de suplementos alimenticios. También hay quienes, dudando de su propia capacidad, se dedican al diseño de complejas formas de outsourcing intelectual o “chuletas” de última generación.

En estos momentos de incertidumbre, qué no daríamos por conocer los secretos de la memoria: ¿cómo aprendemos?, ¿cómo se forman nuestras memorias y recuerdos? Y sobre todo, ¿cómo podemos potenciar estas capacidades y generar una “supermemoria”? El cerebro guarda la clave de estos misterios, y la neurociencia, la ciencia encargada de estudiar el funcionamiento cerebral, trabaja sin descanso para entenderlos.

El desarrollo temprano durante la infancia es un momento crítico para el aprendizaje, pero las personas adultas seguimos aprendiendo y formando recuerdos sin que se produzcan cambios significativos en nuestro volumen cerebral. Una posible estrategia del cerebro adulto para codificar nueva información implicaría remodelar las conexiones neuronales ya existentes en función de su frecuencia de uso. Por ejemplo, consideremos el aprendizaje de un instrumento musical principalmente adquirido a través de constante repetición. Aquellos contactos neuronales o sinapsis que comienzan a emplearse con mayor frecuencia podrían verse potenciados, mientras que si abandonamos el entrenamiento, estos contactos o conexiones podrían comenzar a debilitarse, llegando incluso a desaparecer. Los puntos de contacto entre neuronas, o sinapsis, son regiones extremadamente flexibles que tienen la capacidad de responder a distintas necesidades según los estímulos que reciben, potenciándose o debilitándose en función de la frecuencia de uso durante un proceso conocido  como plasticidad sináptica.

El concepto del cerebro como una estructura plástica se introduce por primera vez en el siglo XIX por el psicólogo estadounidense William James, y posteriormente es asimilado por los padres de la neurociencia moderna, con su máximo exponente en la figura de Santiago Ramón y Cajal. Meticulosas observaciones de las redes neuronales en cerebros embrionarios convencieron a Cajal de que el tejido neuronal era lo suficientemente flexible como para permitir la formación y desaparición de conexiones dependiendo del momento del desarrollo, y que posiblemente esta flexibilidad se encontrara en la base de la formación de memorias y recuerdos en el cerebro adulto.

Dibujo de corteza cerebelosa realizado por Santiago Ramón y Cajal en 1904. / Ministerio de Ciencia, Innovación y Universidades

Dibujo de corteza cerebelosa realizado por Santiago Ramón y Cajal en 1904. / Ministerio de Ciencia, Innovación y Universidades

Aunque plausible e interesante, la plasticidad cerebral acabó siendo un concepto puramente teórico. Habría que esperar hasta principios de los años setenta para que los investigadores Timothy Bliss y Terje Lømo, de la Universidad de Oslo, detectaran por primera vez un fenómeno de plasticidad sináptica. Así, lograron demostrar que en respuesta a un aumento de la frecuencia de estimulación, la fuerza de las sinapsis en el hipocampo, una región cerebral importante para la memoria y afectada severamente en la enfermedad de Alzheimer, aumentaba muy rápidamente: ¡en cuestión de segundos podía aumentar hasta un 200%! Lo más importante era que estas conexiones permanecían potenciadas durante horas. Este aumento en la frecuencia de estimulación en el laboratorio mediante técnicas de electrofisiología in vivo pretendía mimetizar el aumento de la actividad de determinadas conexiones durante el proceso de aprendizaje. El resultado fue que estas conexiones eran capaces de adaptarse muy rápidamente y facilitarse tal y como se venía especulando desde el siglo XIX.

Este hallazgo revolucionó la neurociencia, ya que proporcionaba evidencias experimentales para el concepto de plasticidad cerebral, que hasta entonces era una mera hipótesis. En los años sucesivos, numerosos laboratorios profundizaron en el estudio de la plasticidad sináptica y, gracias al avance de las técnicas de biología molecular, electrofisiología y microscopía, se pudieron identificar diferentes moléculas claves para este fenómeno neuronal.

La identificación de estas moléculas abre la puerta al diseño de nuevas estrategias y fármacos destinados a potenciar los procesos cognitivos, principalmente en individuos afectados por patologías que afectan a la memoria, como las enfermedades neurodegenerativas. Aunque la tan ansiada “píldora de la memoria” aún está fuera de nuestro alcance, es intrigante pensar qué efectos podrían provocar estos fármacos en individuos sanos. Intuitivamente podríamos imaginar la aparición de una “supermemoria”. Sin embargo, es probable que llegar a obtenerla no sea tan sencillo. Consideremos que el efecto de estos fármacos, aún en vías de desarrollo, podría ser diferente en un cerebro sano y en un cerebro afectado por neurodegeneración, en donde el entorno neuronal se ve profundamente alterado con la aparición de agregados moleculares inexistentes en situaciones normales. En este escenario, es esperable que el uso de fármacos que modulan moléculas cuyo efecto es predominante en el cerebro enfermo no tendría por qué afectar positivamente a las capacidades de memoria de un cerebro saludable que carece de estas dianas.

Todas estas cuestiones han de ser analizadas meticulosamente, incluyendo la reflexión acerca de si es necesario desarrollar una “píldora para la memoria” en un mundo en donde gran parte de nuestros recuerdos se almacenan de manera digital. Tal vez mucha memoria no suponga ya una ventaja pues, como dijo Nietzsche, “la buena memoria es a veces un obstáculo al buen pensamiento”.

* Sandra Jurado Sánchez es investigadora en el Instituto de Neurociencias de Alicante, del CSIC y la Universidad Miguel Hernández. Más sobre su trabajo en: https://www.juradolab.com/

Mira esta figura: no es lo que parece y te explicamos por qué

Por Mar Gulis

Seguramente no es la primera vez que ves esta imagen. Se trata de una ilusión óptica que fue descubierta por el psicólogo F. C. Müller-Lyer en 1889. A pesar de su extrema sencillez, el impacto en el observador es evidente.

La ilusión consta de dos o más segmentos de igual tamaño, pero que parecen más grandes o más pequeños dependiendo de si las puntas de flecha añadidas en sus extremos apuntan hacia adentro o hacia afuera. El del centro, con los terminales hacia fuera, lo percibiremos siempre más largo que los otros dos.

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¿Por qué nuestro cerebro es engañado? La respuesta no es sencilla… La percepción visual es el proceso que nos permite, a través del sentido de la vista, interpretar la información que captamos de las imágenes. Obviamente factores como la luz, el tamaño, la distancia o el movimiento influirán en cómo registramos y percibimos todo lo que miramos. Pero además nuestro cerebro utiliza la memoria visual y toda nuestra experiencia previa para procesar la información en fracciones de segundo y elaborar una imagen tridimensional (esa tercera dimensión es siempre un constructo cerebral, ya que solo recibimos información visual en dos dimensiones a través de las células de la retina).

Sin embargo, en algunas ocasiones las imágenes nos provocan sensaciones contradictorias relacionadas con su tamaño, longitud, forma, movimiento o color. Cuando eso sucede estamos ante ilusiones ópticas, es decir, imágenes que, como los segmentos de Müller-Lyer, hacen que el espectador perciba la realidad alterada.

 

 

El jarrón de Rubin, que también refleja dos caras de perfil (izda.), y líneas diagonales que son paralelas aunque no lo parezcan.

El jarrón de Rubin, que también refleja dos caras de perfil, y líneas diagonales que son paralelas aunque no lo parezcan.

 

A desentrañar qué mecanismos cerebrales explicarían esta confusión dedica parte de su tiempo el investigador Luis Martínez Otero, del Instituto de Neurociencias (CSIC-UMH). Su trabajo consiste en comprender cómo construye el cerebro la percepción visual del mundo. Para averiguarlo este científico recurre a todo tipo de ilusiones ópticas, cuadros e incluso trucos de magia. “Estas ilusiones nos enseñan momentos en los que los mecanismos cerebrales de la visión fallan y nos dan una solución para lo que estamos viendo que es contraria a la de la realidad física”, explica. “Las utilizamos para descifrar cuándo falla el cerebro y por qué ante una imagen determinada interpreta algo que no es correcto”, prosigue.

Las explicaciones a este fenómeno son complejas y ni siquiera definitivas (pueden intervenir diferentes factores en función de qué ilusión estemos considerando). Pero una de las evidencias es la influencia que nuestra experiencia previa, memoria y cultura ejercen en la forma en que percibimos la realidad. Por un lado, “somos animales esencialmente visuales y, si tenemos que fiarnos de algo, normalmente recurrimos a la vista”, señala Martínez Otero. Por otro, la cultura en la que vivimos y nuestra experiencia configuran la manera en la que ‘vemos’ el mundo. Y esto es precisamente lo que corroboran las diferentes reacciones ante estas ilusiones ópticas.

Volvamos a la figura de Muller-Lyer. Como decíamos, la longitud de las dos líneas, aunque no lo parezca, es exactamente la misma. Es evidente que nuestro cerebro nos engaña. Sin embargo, diferentes investigaciones han demostrado que esta ilusión óptica no afecta por igual a  todas las personas.

Estudios con participantes procedentes de culturas diversas han demostrado cómo los occidentales somos más fácilmente ‘engañados’ por estos segmentos. Por el contrario, individuos de culturas muy diferentes, como los miembros de la etnia San, recolectores del desierto del Kalahari, parecen casi ‘inmunes’ a estos trazos. ¿Por qué?

“Estas personas viven en un mundo que es básicamente circular y por eso no ‘caen’ en la ilusión”, apunta Martínez Otero. Es decir, la experiencia visual previa y la manera en la que organizamos el espacio que nos rodea serían determinantes. Nuestro sistema visual  -el de los occidentales en general- se habría adaptado a las esquinas y ángulos rectos que definen multitud de edificios y construcciones, pero este tipo de formas no son comunes en la naturaleza ni en culturas como la de los San.

Entender qué ocurre exactamente en nuestro cerebro cuando miramos los segmentos de Müller-Lyer es una tarea que dejamos a los científicos. Pero podemos extraer un par de conclusiones. A veces las cosas no son lo que parecen. Y a menudo la ciencia es la encargada de demostrarlo.