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Jaime Fornaguera y los secretos del cerebro

Actualizado el 29 de marzo de 2015 a las 12:00 am

El investigador del cerebro dirige el Centro de Neurociencias de la UCR

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Las pruebas de que nunca hubo evolución de las especies son quienes no creen en ella; pero los objetores de la verdad son muchos otros, como lo explica el reciente número de National Geographic. Esta formula un censo de mitos ridículos o peligrosos: como el de quienes creen que la Tierra es plana, y como el de quienes se niegan a vacunar a sus hijos porque hacerlo es un “pecado”. El miedo a la ciencia (epistemofobia) refuerza también mitos como el que suponía la existencia de una persona completa cuando se fecundaba un óvulo humano (el mito medieval del premorfismo).

Sin embargo, ¿puede la ciencia también crear mitos sobre su inmediata utilidad? Jaime Fornaguera Trías responde:

–Los genes y las neurociencias están hoy de moda, pero no deben crearse expectativas, por ejemplo, sobre sus aplicaciones inmediatas en la curación de algunas enfermedades.

”Ninguna ciencia es una panacea, y menos sola. El estudio del cerebro es una ciencia junto a otras, pero, por sí, no mejorará la educación ni la salud de un país si no hay políticas adecuadas”.

A Fornaguera (1962) le queda un poco de su acento colombiano, aunque vive en Costa Rica desde los cuatro años de edad. Después de obtener su bachillerato en Biología en la Universidad de Costa Rica, obtuvo una maestría en Fisiología en la misma universidad, y posteriormente se doctoró en Neurofisiología en la Universidad de Duesseldorf (Alemania).

Fornaguera dirige el Centro de Investigación en Neurociencias (CIN) de la UCR. Si a usted no lo abruman muchas cosas, el alucinante curriculum profesional de Jaime Fornaguera sí lo haría. De paso sea dicho, es fan del bádminton y toca la guitarra con un grupo de aficionados del CIN.

Jaime Fornaguera  Trías  es profesor de neurociencias para las ciencias cognoscitivas en la Maestría de Ciencias Cognoscitivas de la UCR. Foto: Graciela Solís.
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Jaime Fornaguera Trías es profesor de neurociencias para las ciencias cognoscitivas en la Maestría de Ciencias Cognoscitivas de la UCR. Foto: Graciela Solís.

Casa del saber. En el campus de la UCR, el CIN ocupa una casa que parece la de Hansel y Gretel; pero no es una casa de cuento, sino de ciencia: o sea, lo contrario.

Desde 1999, el Centro ha estudiado las funciones ejecutivas (prefrontales) en niños sanos, y también la conducta de animales (ratas) en el laboratorio; luego se han añadido trabajos en neuroquímica y genética. En el CIN laboran principalmente biólogos y psicólogos.

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Las investigaciones en neurobiología se realizan en su mayoría utilizando modelos animales; en neurogenética se estudia tanto en humanos como en animales; los estudios de desarrollo cognitivo se realiza por ahora con niños preescolares”, explica Fornaguera y añade:

–Trabajamos en enfermedades neurodegenerativas, como el Parkinson, y en desórdenes del estado de ánimo, como la ansiedad y la depresión en animales. Usamos una simulación computacional de algunos comportamientos para emplear menos animales, aplicando el principio de la reducción en la experimentación con ellos.

”En los casos de los modelos de animales que tienen que ver con conductas relacionadas con la depresión, hemos encontrado que se expresan más algunos genes involucrados en las vías nerviosas del estrés.

”Aquella expresión diferencial muestra también asociaciones con la concentración de sustancias químicas en diferentes áreas cerebrales. Estos resultados aportan evidencia sobre posibles bases neurobiológicas de la depresión”.

[La “expresión de proteínas” se refiere a su formación a partir de la secuencia de nucléotidos (“peldaños”) que presenta el ácido desoxirribonucleico (ADN): la doble hélice que contiene las instrucciones genéticas.]

–¿Se trabaja en la depresión endógena, la que no es suscitada por el ambiente?

–Sí; se la llama también “ideopática”. Se ignora su causa. Al igual que en estudios en otros países, se ha encontrado una disminución en la serotonina, un neurotransmisor; sin embargo este no es el único cambio: en el cerebro nada ocurre aisladamente. Los estudios hechos con animales son aún básicos, de manera que estamos lejos de descubrir tratamientos que eliminen la depresión o la ansiedad. Por ahora solo se tratan los síntomas.

Con la palabra neurotransmisores, Fornaguera alude a las moléculas que “saltan” de una neurona a otra y causan una reacción en cadena. Algunas personas carecen de receptores (unión) o transportadores suficientes en las neuronas, lo que podría causar cambios en la conducta, como el deficit atencional.

Neurogénesis. ¿Se producen neuronas aún en la edad adulta? Fornaguera responde: “Sí: se sabe que crecen en el hipocampo y en el bulbo olfatorio, y posiblemente también en algunas partes de la corteza. Con las nuevas neuronas aumenta el número de conexiones entre ellas si se estimulan. El cerebro siempre cambia: es más plástico cuando somos jóvenes, pero todo estímulo tiene la potencialidad de generar más sinapsis.

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[Las sinapsis son las uniones que se crean entre las neuronas para que se intercambien señales químicas (moléculas neurotransmisoras)].

–¿Cómo surgen las neuronas en un cerebro de adulto?

–Las neuronas se dividen en el hipocampo. En la zona subventricular y en el bulbo olfatorio hay “células madre” que, a una señal química, podrían comenzar a diferenciarse y crear neuronas.

”El neurofisiólogo mexicano René Drucker ha logrado que, en ratas, células nuevas lleguen a la zona donde las neuronas mueren y crean el Parkinson. Él empleó nanopartículas magnéticas para atraer a las nuevas neuronas; sin embargo, no ha conseguido que formen las conexiones necesarias. En todo caso, es un gran avance”.

–¿Cómo abordan ustedes el caso del Parkinson?

–Tratamos de encontrar los marcadores preclínicos: las señales que indiquen su aparición pues, cuando el Parkinson se manifiesta sintomatológicamente, el mal está ya muy avanzado y es irreversible.

”Utilizando modelos animales, hemos encontrado que existen características preclínicas, pero deben investigarse aún más en humanos utilizando técnicas avanzadas, como la tomografía de emisión de positrones (TEP) Desafortunadamente, esta técnica es muy cara.

”También existe el problema de que no sabemos en quién ya haya comenzado la enfermedad, así que solo podríamos guiarnos por antecedentes familiares”.

Decisiones... Los científicos también investigan cómo tomamos decisiones. Jaime Fornaguera contesta:

–Sí, y en eso se basa, por ejemplo, el llamado “neuromarketing”. Las decisiones se toman en la corteza prefrontal, pero ella no trabaja independientemente: las decisiones están “contaminadas” por las emociones y por la cultura, entre otros factores.

”Si me emociono, puedo gritar, pero probablemente decidiría no hacerlo en un salón de clases porque se vería mal: es la presión de grupo o social.

”El control inhibitorio está alojado en la corteza prefrontal. Los niños que presentan impulsividad posiblemente tengan algún tipo de afectación en esta parte de la corteza y, por tanto, en el control inhibitorio.

”Durante el desarrollo hay periodos sensibles, alrededor de los cinco años de edad, para el desarrollo de esta función. Se presentan algunas diferencias típicas dependientes del sexo en cuanto al control inhibitorio: los varones son más lanzados y demoran más en aprenderlo.

–¿Qué es la epigenética?

–Es un área de investigación planteada por Conrad Waddington a inicios de los años 50. Él objetó la idea de que los cambios genéticos se debían solamente a mutaciones, muy raras, ocurridas en los nucleótidos, ciertas partes de los genes. En cambio, según la epigenética, para modificar la expresión o la manifestación de un gen, no siempre deben cambiarse los nucleótidos.

Otra herencia. Los nucleótidos son como los “dientes” del “peine” que parece ser cada una de las dos cadenas del ADN.

En muchos tramos, dentro del núcleo de las células, la doble hélice (ADN) se enrolla en moléculas (histonas) como si estas fueran yoyos. Luego, como varitas mágicas, otras moléculas (metilos) tocan las histonas y desenrollan el ADN. Los tramos así liberados podrán entonces “expresarse”; o sea, generalmente, causarán la fabricación de proteínas que viajarán al resto de la célula e influirán en el funcionamiento de ella.

Tales efectos son “epigenéticos”; pueden ocurrir en madres gestantes y manifestarse en sus hijos. El miedo y la tensión de la madre pueden repetirse en la conducta de sus vástagos, pero el ADN no ha cambiado.

Jaime Fornaguera declara:

–La modificación del ambiente, interno y externo, puede suscitar cambios epigenéticos. En nuestro laboratorio lo hemos confirmado: ratas hembras que sufren estrés conceden menos atención a sus hijos, y estos presentan, entre otras características, menor resiliencia y mayores índices de ansiedad.

–Nuestros cerebros son más pequeños que los de los elefantes. ¿Por qué se dice que somos más inteligentes que ellos?

–No importa tanto el número de neuronas, sino el número de conexiones que ellas establezcan entre sí, sobre todo en la neocorteza.

Capas y columnas. El neocórtex está formado por las capas más exteriores del cerebro (“materia gris”), y se cree que participa en el procesamiento del pensamiento racional.

–La corteza humana presenta seis capas de neuronas, como alfombras, y las neuronas forman columnas que cruzan las capas. ¿Es esto propio del ser humano?

–No toda la corteza humana presenta las seis capas. Cada capa tiene una composición particular de células que no necesariamente atraviesan las otras cinco. Por otro lado, la especie humana no es la única que posee las seis capas; otros vertebrados también las presentan, pero no con el mismo grado de desarrollo en cuanto a conexiones y tipos de células.

–¿Por qué los seres humanos somos diferentes: uno es pianista y el otro es jardinero?

–Hay un componente genético que es fundamental; si uno carece de él, muy posiblemente no llegará a ser un gran pianista. Sin embargo, el potencial genético se desarrolla según el ambiente en el que se viva. Todo es una combinación de naturaleza y estímulos. Algunos dicen: “Diez por ciento de inspiración (genes) y noventa por ciento de transpiración (ambiente)”.

–En la Edad de la Piedra, Mozart no habría tocado el piano.

–Es difícil predecir, pero, si hubiese sido Mozart, seguramente habría tocado algo, aunque fuesen piedras, a partir de las posibilidades de su ambiente. El Mozart del sigo XVIII ya, de seguro, traía genes de la evolución del ser humano de los siglos anteriores, por filogenia.

.....

Liderazgo e inspiración

Por mucho tiempo, las investigaciones en neurofisiología en Costa Rica se caracterizaron por esfuerzos aislados y poco sistemáticos. Sin embargo, tras la incorporación de Jaime Fornaguera a la Universidad de Costa Rica, la neurofisiología experimental tomó un derrotero muy distinto. Bajo su liderazgo se ha logrado consolidar, por primera vez en el país, un grupo de investigadores dedicados a descubrir algunos de los más intricados mecanismos que afectan el cerebro: desde la enfermedad de Parkinson hasta asuntos tan delicados como el deficit atencional y el estrés. Jaime, además de ser un científico valioso, es un profesor universitario laborioso, capaz de transmitir con entusiasmo sus conocimientos a una nueva generación de científicos, que no temen curiosear entre los laberínticos circuitos del cerebro.

Edgardo Moreno Robles, microbiólogo.

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