Un universo de kilo y medio

Por Tomás Unger

 En ciencia tratamos de responder el cómo y el por qué del mundo que nos rodea. Cuando añadimos la pregunta para qué, nos limitamos a la biología, a aquello que tiene vida. Hoy sabemos cómo se originó la Cordillera de los Andes (tectónica de placas) y por qué (la dinámica de la Tierra), pero si preguntamos para qué, salimos del campo de la ciencia.

La respuesta que nos daba el libro de religión del colegio –"para la mayor gloria de Dios"– ya es teología. En el caso de los seres vivos, la última respuesta al por qué está en la supervivencia de la especie y el sistema más complejo producido por la evolución con este fin es el cerebro humano.

En las últimas décadas, el avance espectacular de la tecnología nos ha permitido descubrir muchos de los mecanismos del cerebro. Hoy conocemos algunas de las regiones responsables de registrar y procesar sensaciones y controlar ciertas actividades. También sabemos algo de la física y química con que transmite la información y la velocidad a la que lo hace. Lo que no conocemos –para decirlo en términos informáticos– es su idioma, sus algoritmos ni sus protocolos. En otras palabras, no sabemos cómo lo hace.

Esto no impide que tratemos de averiguarlo, se ha postulado una teoría que lo considera imposible. El matemático Kurt Gödel* demostró la imposibilidad de probar la conformidad de un sistema matemático sin salir de él. Haciendo un paralelo con esta famosa prueba, algunos postulan que para entender al cerebro hay que salir de él (¿un cerebro extraterrestre?). Estas afirmaciones no han impedido que sigamos investigando y lo que hemos aprendido es fascinante.

LAS CIFRAS

La descripción anatómica del cerebro requeriría muchas páginas, pero algunas cifras pueden ayudar. La televisión nos ha familiarizado con la forma del cerebro, su aspecto de nuez de superficie corrugada y posición en el cráneo. Es un órgano que pesa aproximadamente 1,5 kilos y su volumen es de 1.600 cm3 (un poquito más que dos botellas de whisky de 750 cm3) y contiene cerca de un millón de millones (con 12 ceros) de células. En su mayoría son neuronas, que describiremos más abajo, conectadas entre sí. Se calcula que el total de estas interconexiones llega al trillón, un cifra con 15 ceros.

El cerebro consume entre un 20 a 25% de la energía de nuestro cuerpo. En un infante en crecimiento el consumo llega al 60% de la energía. Como dato interesante para los machistas, en promedio, el cerebro masculino tiene un 4% más de células y pesa 100 g más que el femenino.

Sin embargo, no será de gran consuelo, porque esta diferencia no se refleja en la inteligencia, como el tamaño y el peso de una computadora no refleja su capacidad de procesamiento. Son las conexiones y su eficiencia de comunicación lo que determina el nivel de eficacia del cerebro o al menos eso creemos.

NEURONAS, AXONES Y SINAPSIS

Los cientos de miles de millones de células nerviosas o neuronas forman la llamada materia gris. Cada neurona tiene forma globular y los órganos (núcleo, mitocondria, etc.) comunes a todas las células, pero además tiene una fibra larga**, llamada axón, encargada de llevar las señales. El axón está forrado con una sustancia llamada mielina, que forma la masa blanca del cerebro. Además del axón, cada neurona tiene una serie de fibras que salen hacia el exterior, como las ramas de un árbol, llamadas dendritas. Estas ramificaciones se aproximan, sin llegar a tocar las otras neuronas.

 El punto donde se encuentran dos dendritas se llama sinapsis y este minúsculo espacio, de dos cienmilésimas de milímetro, es el llamado sinapsis, por donde se comunican las neuronas. A través de los sinapsis se llevan a cabo todos los intercambios de información e instrucciones con las que el cerebro lleva a cabo sus funciones. Sentimos, pensamos y actuamos en función de las comunicaciones entre neuronas.

 MENSAJE ELECTROQUÍMICO

 Las células del cerebro están rodeadas por agua salada, que también contienen en su interior. Esta agua, además de cloruro de sodio (sal común), tiene cloruro de potasio, de calcio y otras sales. Las moléculas de sales tienen carga eléctrica (están ionizadas) con diferente potencia entre el interior y el exterior de la célula. La membrana impermeable que rodea todas las células contiene millones de moléculas de proteínas que actúan como poros de diversas formas. A través de estos poros ciertas sustancias pueden ingresar a la célula o salir de ella.

El paso de iones a través de las membranas inicia el impulso a lo largo del axón de la neurona, pudiendo alcanzar hasta 800 impulsos por segundo. Estos impulsos emiten al extremo del axón sustancias conocidas como neurotransmisores. La dopamina, la acetilcolina y la noradrelanina son algunos de los neurotransmisores más conocidos, de los más de 20 identificados. Como su nombre lo indica, estas sustancias transmiten una señal a través del sinapsis a otra célula.

 La velocidad de los impulsos y variedad de neurotransmisores y receptores (proteínas en la membrana de la célula) da una idea del número de posibles señales. Si añadimos la cantidad de conexiones, la complejidad es astronómica. Imaginemos a cada neurona como un frondoso árbol cuyos cientos de ramas apuntan al lado opuesto de las raíces. Imaginemos una habitación en la cual hay árboles creciendo en el piso, en el cielo raso y en todas las paredes, de modo que todas las copas coinciden en el centro. Las posibles conexiones entre las ramas nos dan una idea de lo que es cada pequeño espacio del cerebro.

 EL MAPA

 Hoy conocemos con bastante aproximación el sistema electroquímico de comunicación entre neuronas. También sabemos que hay neuronas de varias formas. Por el efecto de diferentes lesiones cerebrales, luego por los electroencefalogramas y tomografía por emisión de protones (PET) se ha identificado la función de ciertas regiones del cerebro. Por ejemplo, sabemos que es el "cortex visual" el que procesa lo que vemos y donde se procesa el lenguaje, o al menos parte de él. También conocemos las células que convierten estímulos externos (imagen, sonido, temperatura, presión, aceleración) en señales al cerebro.

Estos conocimientos han permitido hacer un mapa tentativo de ciertas regiones del cerebro y el tráfico entre ellas. Se ha diseñado ingeniosos experimentos para deducir cómo procesa el cerebro ciertas imágenes, al menos qué aspectos prioriza. Cada vez que se descubre algo sobre el funcionamiento del cerebro se abren nuevas interrogantes y se evidencia más su complejidad. Es posible que tengan razón quienes postulan la imposibilidad de descifrar el cerebro, aun juntando los mejores cerebros. Sin embargo, seguimos tratando y lo que se descubre en el camino muchas veces tiene aplicación en la medicina y algunas hasta en la informática.

 * Kurt Freidrich Gödel lógico y matemático austríaco (1906- 1978) en un artículo publicado en 1931 demostró que en todo sistema axiomático, como la aritmética, hay proposiciones metamatemáticas que no pueden probarse o refutarse mediante axiomas del sistema.

  ** El axón puede alcanzar más de un metro de largo.

Fuente:

http://www.elcomercioperu.com.pe/EdicionImpresa/Html/2006-12-26/ImEcVidayFuturo0639530.html

Author: José Luis Aguilar

José Luis Aguilar es uno de nuestros más importantes colaboradores de noticias científicas y paranormales.

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