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El cerebro cambiante

Diego Redolar

Primera edición en lengua castellana: Enero 2012 © Diego Redolar Ripoll, del texto © Editorial UOC, de esta edición Rambla del Poblenou 156, 08018 Barcelona www.editorialuoc.com © Imagen de cubierta: Istockphoto Realización editorial: El Ciervo 96, S. A. ISBN: 978-84-9788-543-0 Depósito legal: Ninguna parte de esta publicación, incluido el diseño general y la cubierta, puede ser copiada, reproducida, almacenada o transmitida de ninguna forma, ni por ningún medio, sea éste eléctrico, químico, mecánico, óptico, grabación, fotocopia, o cualquier otro, sin la previa autorización escrita de los titulares del copyright.

El cerebro es plástico, no elástico. Álvaro Pascual-Leone Nos ha dado un cerebro que sobrevive a un mundo cambiante cambiándose a sí mismo. Norman Doidge

Para Ana

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Agradecimientos Quiero dar mi agradecimiento a mi familia por apoyarme en todas mis decisiones y por “aguantar” mis disquisiciones acerca del cerebro y de su funcionamiento. A Ignacio Morgado por ser un creador de “sentimientos positivos” tanto dentro como fuera del laboratorio y por contagiarme su pasión por el sorprendente mundo de la mente. A Emi Fresneda, Rosa Leal y Lluís Pastor por la confianza que han depositado en mí y por toda su ayuda en el proceso editorial de la obra. Finalmente, a todos mis alumnos por ayudarme a extraer muchas de las ideas descritas en este libro, a partir de sus cuestiones y diálogos acaecidos en un contexto tanto académico como informal.

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Índice Agradecimientos

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1. No me grites, que te veo

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2. Puedo ver con mi espalda

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3. ¿Determinados por nuestros genes?

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4. La música de los dioses.

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5. ¿El saber no ocupa lugar?

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6. ¿El estrés lesiona el cerebro?

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7. ¿Las drogas modifican nuestro cerebro?

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8. ¿Se puede recuperar el cerebro de una lesión a través del placer?

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9. Amor plástico.

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10. ¿El ejercicio nos hace plásticos?

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Referencias

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No me grites, que te veo Y fue en el día tercero al ser la mañana, y fueron voces y rayos y nube densa sobre la montaña, y voz de shofar muy fuerte, y temió todo el pueblo que se hallaba en el campamento [...] Y el Monte Sinaí todo humeante porque descendió sobre él Hashem en fuego, y se eleva su humo como el humo del horno, y temió mucho toda la montaña. Y fue que la voz del shofar iba y se hacía muy fuerte [...] Y habló E-lokím todas estas palabras para decir: Yo Hashem tu E-lokím [...] Y todo el pueblo ven las voces y las antorchas y la voz del shofar, y la montaña humeante. (Shemót –Éxodo– 19:9-16) En la tora, se describe la formación de Israel al pie del monte Sinaí. En esa descripción se especifica que el pueblo es capaz de ver las voces: “Y vieron las voces”. Resulta muy difícil imaginarse a alguien viendo el mundo que lo rodea a través de las voces y los gritos de las personas. Cuando una persona nos levanta la voz y podemos oír lo que nos dice sin dificultad, le increpamos y respon-

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demos con cierta severidad especificándole que no hace falta que grite, ya que podemos oírle a la perfección. En la novela de los años ochenta Sin remedio, el periodista y escritor colombiano Antonio Caballero nos describe con gran detalle una situación parecida: “No me grites, mijo, te oigo divinamente. ¿En dónde andas? Hasta tu tía Clema está oyendo aquí la gritería. ¿Has visto a Patricia?...”. ¿Tendría sentido decirle a una persona que no grite ya que podemos verla? Dicho de otro modo, en oscuridad absoluta ¿podríamos ver al escuchar sonidos? Para contestar a esta pregunta, el investigador valenciano Álvaro Pascual-Leone puso en marcha un curioso experimento. Este investigador tapó completamente durante cinco días los ojos a un grupo de sujetos. Tras dos días de “aislamiento” visual del mundo, las personas con los ojos vendados aseveraban que cuando escuchaban sonidos, eran capaces de tener complejas visiones de diferentes estímulos. Por ejemplo, aseguraban ver hermosos atardeceres, calles e imágenes de personas al oír diferentes cosas. Pascual-Leone demostró que después de cinco días de bloqueo total de la llegada de información visual a estos sujetos, la región del cerebro que en condiciones normales procesaba este tipo de información comenzaba a encargarse de procesar información auditiva e, incluso, información del sentido del tacto. Con este experimento, se puso de manifiesto que el cerebro era capaz de reorganizar sus funciones en muy poco tiempo: en tan sólo un par de días de aislamiento, la región del cerebro encarga-

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da de recibir y procesar la información que captamos a través de nuestros ojos podía empezar a procesar las señales auditivas y táctiles. Es conocido que las personas invidentes son capaces de potenciar en mayor medida otros sentidos. Por ejemplo, un ciego que lee utilizando el método de Braille desarrolla de forma portentosa una gran sensibilidad táctil en sus dedos. Hoy sabemos que, gracias a los cambios plásticos que ocurren en el cerebro, la región cerebral que en condiciones normales se encarga de procesar la información visual es movilizada para procesar la información táctil en el caso de los invidentes que utilizan el método Braille para leer. Estos son algunos de los ejemplos que ilustran las maravillas de la plasticidad que presenta nuestro cerebro. Las personas mostramos una gran diversidad de conductas, habilidades y temperamentos que parecen hacernos particulares. Dicha diversidad tiene su origen en el carácter indudablemente único que posee el cerebro de cada persona. Resulta fascinante comprobar que estas diferencias proceden de influencias ambientales y genéticas. La formación y construcción del cerebro es larga, costosa y complicada. No se trata de un proceso cerrado e inmutable sino, más bien, de todo lo contrario. El cerebro controla y regula la mayoría de las actividades del organismo. La información de nuestro entorno es captada por diferentes tipos de receptores sensoriales distribuidos ordenadamente por nuestro cuerpo. Éstos recogen y envían la información para que sea procesada e inte-

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grada por nuestro sistema nervioso. De igual forma, constantemente se están poniendo en marcha los cuidadosos planes motores que se desarrollan en nuestro cerebro y que finalmente conllevan a la coordinación de diversos grupos musculares para permitir un determinado movimiento. El cerebro recibe, integra, procesa la información y envía diferentes señales para regular múltiples funciones en el organismo, desde la puesta en marcha de la propia conducta hasta la regulación de distintos mecanismos de mantenimiento del medio interno y de control hormonal. El sistema nervioso no sólo establece un puente de unión entre la información proveniente del medio y la respuesta que el organismo realiza para adecuarse a las demandas cambiantes del entorno, sino que nos convierte en lo que somos, subyace a nuestras emociones, a la resolución de problemas, a la inteligencia, al pensamiento, a capacidades tan humanas como el lenguaje, la atención o los mecanismos de aprendizaje y memoria. La unidad estructural y funcional del cerebro son las neuronas y las células gliales. Se calcula que existen alrededor de 100 billones de neuronas en el sistema nervioso humano y unas 10 veces más de células gliales. Las neuronas son unas células especializadas que reciben, procesan y transmiten la información con gran especificidad y exactitud, permitiendo la comunicación entre diferentes circuitos y sistemas. Para ello, las células nerviosas deben tener unas propiedades químicas y eléctricas determinadas que puedan posibilitar los procesos de transmisión de la información. Se conjugan, por lo tanto, dos tipos de

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señales: por una parte los mecanismos de comunicación y señalización eléctricos que sirven para transmitir la información de una parte a otra dentro de la misma neurona, y en segundo lugar los mecanismos químicos que son utilizados para transmitir la información entre células diferentes. En relación a su estructura interna, se ha podido comprobar que las neuronas tienen los mismos elementos y la misma información genética que el resto de células de nuestro organismo, además de llevar a cabo las funciones básicas celulares al igual que sucede en las células hepáticas o las musculares, por ejemplo. No obstante, se trata de células que tienen unos requerimientos energéticos muy elevados, ¿cuántas veces hemos oído que el cerebro gasta más energía que cualquier otra parte de nuestro cuerpo? Por otro lado, las células gliales se encargan sobre todo de regular el ambiente interno del sistema nervioso y de ayudar en los procesos comunicación entre las neuronas. Son células que constituyen el principal soporte estructural de las neuronas, participan activamente durante los procesos de desarrollo y formación del cerebro, parecen desempeñar un papel importante en el aporte nutricional de las neuronas a través de la circulación sanguínea, participan en los mecanismos de defensa inmunológica y en los procesos de reparación y regeneración nerviosa después de una lesión, participan en el mantenimiento del equilibrio químico en el interior del cerebro, separan y aíslan las células nerviosas, recubren partes de éstas para acelerar los procesos de comunicación neuronal, etcétera.

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Durante los procesos de formación y desarrollo del cerebro, se generan las células que lo compondrán y se forman las conexiones y circuitos adecuados entre ellas. Los circuitos y conexiones formadas no son inmutables ya que los patrones de actividad que muestren las neuronas podrán modificarlos. ¿Para qué modificar los circuitos?, ¿qué nos aporta? La respuesta a estas cuestiones la podemos fundamentar en la relación que tenemos que establecer con un medio continuamente cambiante. Resulta que para poder adaptarnos a nuestro entorno hemos de ser enormemente flexibles y hemos de ser capaces de modificar nuestras pautas en función de lo que nos vayamos encontrando. La experiencia es crítica. Por este motivo, la actividad de las neuronas inducida por las interacciones que llevemos a cabo con un medio variable puede modificar la estructura y la función de nuestro cerebro al cambiar y reorganizar los circuitos y las conexiones presentes en éste. En una palabra, los circuitos cerebrales pueden verse modificados como resultado de la experiencia. Esta capacidad de modificar el cerebro es más notable e importante durante unas ventanas temporales denominadas períodos críticos. A medida que avanzamos en el proceso madurativo, la conectividad entre las neuronas no resulta tan susceptible al cambio como ocurre en los períodos críticos del desarrollo. Podemos decir que las experiencias nos cambian; interaccionar con el entorno en el que vivimos cambia nuestra conducta y nuestra forma de pensar, al modificar nuestro cerebro. Por lo tanto, es indudable que el sistema nervio-

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so presenta una capacidad de cambio. Esta capacidad no sólo se da durante el desarrollo del mismo, sino que también es posible una vez está completamente formado. A esta capacidad de cambio la llamamos neuroplasticidad. ‘Neuro’ debido a que estamos tratando con el sistema nervioso y ‘plasticidad’ en tanto que resulta maleable. Recordemos cuando éramos pequeños y jugábamos con un trozo de plastilina. Esa sustancia moldeable de colores que utilizábamos para hacer figuras y formas, que se adaptaba con bastante facilidad cuando la utilizábamos en un principio. Con el paso del tiempo, ésta se iba endureciendo y resultaba más difícil de dar forma. Con el cerebro sucede algo parecido: durante los estadios iniciales del desarrollo resulta muy maleable y susceptible a la reorganización estructural y funcional, pero a medida que avanzamos en su desarrollo nos cuesta más modificarlo. No obstante, un cerebro adulto es capaz de aprender cosas nuevas todos los días. Asimismo, cuando experimenta una lesión, también puede reorganizarse para minimizar los efectos de ésta. Los cambios que encontramos en un cerebro adulto parecen depender fundamentalmente de modificaciones en las conexiones que establecen las neuronas entre sí (denominadas conexiones sinápticas). Nuestro cerebro es más complejo que una galaxia repleta de estrellas: se estima que un cerebro humano adulto contiene entre 100 y 500 trillones de conexiones. Prestemos atención, por un momento, a esta descomunal y vasta cuantificación. En 1998, el astrónomo Paul S. Butterworth estimó en 100 billones las estrellas de nues-

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tra galaxia. Con trillones de conexiones sinápticas entre las células del cerebro, las posibilidades son ingentes. Podemos decir que el sistema nervioso presenta plasticidad en tanto que puede cambiar, puede cambiar en respuesta a la información genética de las células que lo componen y en respuesta a la experiencia, vista como el conjunto de interacciones que éste tiene con un medio variable. En definitiva, podemos afirmar que la neuroplasticidad puede ejercer sus efectos tanto en el desarrollo del cerebro como en la edad adulta. Hasta hace unos años, la comunidad científica creía que la neuroplasticidad se restringía únicamente al período de desarrollo del sistema nervioso. Fuera de éste, el sistema era considerado como inmutable y reacio a la reorganización. Esta idea quedaba sustentada, fundamentalmente, por el hecho de que pacientes que habían sufrido lesiones cerebrales no recuperaban las funciones perdidas después del trauma. De forma añadida, existía una concepción mecanicista del sistema nervioso. Esta línea de pensamiento veía al cerebro como una máquina que tenía diferentes partes, cada una de las cuales presentaba una función determinada y preestablecida ya durante el desarrollo. La concepción preponderante y científicamente aceptada veía, por tanto, el cerebro como un órgano con un propósito fijo que no podía modificar ni cambiar. El único cambio admitido era aquel que se asociaba a la pérdida neuronal originada por el envejecimiento o la enfermedad. Con la edad, perdemos neuronas y funciones.

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Hoy sabemos que la experiencia puede alterar el uso que hacemos de la información genética, lo cual modifica la estructura y el funcionamiento cerebral. Debemos tener presente que incluso el propio pensamiento, que deriva de la actividad del cerebro, puede modificar el funcionamiento de éste. Dicho de otro modo, el cerebro se puede cambiar a sí mismo. Que el pensamiento modifique cómo trabaja el cerebro puede tener enormes repercusiones sobre la naturaleza y evolución del ser humano. Las relaciones personales que establecemos con todo nuestro entorno, el uso de la tecnología, la alimentación y los hábitos que implementamos en nuestras vidas son algunos de los factores que pueden cambiar el sustrato biológico de nuestro pensamiento, nuestras emociones y cogniciones. Pongamos como ejemplo el uso que hacemos de la información hoy en día. La sociedad en la que vivimos se encuentra inmersa en el uso de las nuevas tecnologías para múltiples ámbitos y entornos. El uso del teléfono móvil, el ordenador, los dispositivos de vídeo e imagen son algunas de las acciones que llevamos a cabo en numerosas ocasiones a lo largo de nuestras vidas. ¿Este uso de las nuevas tecnologías está modificando nuestros cerebros de algún modo? A lo largo del libro se intentará dar una respuesta a esta cuestión y a otras similares, describiendo algunos aspectos sorprendentes de la plasticidad que presenta nuestro cerebro, no solamente durante los períodos críticos del desarrollo sino también durante toda nuestra vida.

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Puedo ver con mi espalda “La suave y cálida brisa marina acariciaba la piel de María y le inducía una placentera y reconfortante sensación que evocaba recuerdos de su más tierna infancia, cuando pasaba los veranos con sus padres en la playa de San Sebastián”. Esta podría ser la forma de comenzar una novela, en la que nos imaginamos a la protagonista, María, tumbada en la playa, tomando el sol en un día no excesivamente cálido, recibiendo en su cuerpo la estimulación de una agradable brisa y experimentando una amalgama de olores provenientes del agua del Cantábrico. La información que recibe María por el choque de la brisa sobre su propia piel es detectada por receptores especializados que responden a cambios mecánicos en la superficie del cuerpo y es enviada hacia el sistema nervioso central. Lo mismo ocurre cuando alguien nos acaricia una mano o cuando algo nos toca en la espalda para avisarnos. En nuestra piel tenemos receptores especializados que no sólo detectan las caricias o el contacto de estímulos sobre nuestra piel,

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sino que también nos pueden informar de la temperatura e incluso de los elementos nocivos que generan una percepción de dolor. Toda la información que recibimos en la superficie de nuestro cuerpo es enviada a través de diferentes conexiones a la corteza cerebral.1 Ésta es una fina lámina de neuronas con sus interconexiones que forma una capa de pocos milímetros de grosor que cubre la superficie irregular de los hemisferios cerebrales. En la corteza, diferentes poblaciones de neuronas se encargan de procesar la información sensorial que llega de diferentes partes de nuestro cuerpo. Si nos fijamos en uno de los múltiples dibujos o imágenes existentes de la región de la corteza que se encarga de procesar la información sensorial, podremos observar que se representan las diferentes partes del cuerpo en la corteza de tal forma que no guardan las mismas proporciones que en el cuerpo. Hay una gran desproporción, de modo que el tamaño del área cortical dedicada a una determinada región del cuerpo no obedece a su tamaño real, sino que depende de la importancia funcional de esta parte y de la necesidad de precisión en lo relativo a la sensibilidad de esa zona.

1 Este tipo de organización implica que la corteza se organiza a semejanza del cuerpo. Ello conlleva a que regiones que suelen trabajar de forma conjunta se encuentren en una ubicación más cercana en el cerebro, de forma que la información no tiene que recorrer distancias amplias.

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En los años treinta, Wilder Penfield llevó a cabo un análisis de la corteza de diferentes pacientes que iban a someterse a cirugía cerebral. Este neurocirujano descubrió que la región de la corteza que procesaba la información sensorial y la región que se encargaba de poner en marcha las órdenes motoras se organizaban de una forma topográfica como si se tratara de mapas. En la imagen podemos ver la disposición topográfica de la corteza responsable de procesar la información del tacto, la temperatura y el dolor, la denominada corteza somatosensorial primaria. Lo que hizo Penfield fue registrar la actividad eléctrica que mostraba la corteza tras la estimulación mecánica de diferentes zonas del cuerpo. Asimismo, también estimuló eléctricamente diferentes zonas de la corteza somatosensorial y analizó las sensaciones táctiles que provocaba dicha estimulación en diferentes zonas del cuerpo (adaptado de Penfield y Rasmussen, 1950).

En definitiva, en la región de la corteza cerebral que se encarga de procesar la información sensorial que recibimos de las diferentes partes de nuestro cuerpo, podemos

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representar un mapa de éstas.2 Dicho mapa resulta muy desproporcionado ya que la extensión del cuerpo no se encuentra equitativamente representada, puesto que es más grande para aquellas regiones de nuestra piel que desempeñan una función crítica en la discriminación táctil y de las que necesitamos obtener una cantidad ingente de información sensorial de gran precisión para posibilitar un control exacto de su movilidad. Seguro que el lector tiene presente que no todas las partes de su cuerpo tienen la misma sensibilidad sensorial. Las yemas de nuestros dedos o nuestros labios presentan una capacidad muy alta de discriminación sensorial. Por ello, cuando besamos otros labios o cuando acariciamos otra piel con nuestros dedos somos capaces de experimentar sensaciones muy ricas en cuanto a estimulación sensorial se refiere. Lo mismo ocurre con el movimiento. No es la misma precisión necesaria para llevar a cabo el movimiento de nuestros dedos cuando tocamos un piano o una guitarra que el movimiento que podemos inferir a nuestro tronco para girarnos noventa grados. Invito al lector a llevar a cabo un pequeño experimento de discriminación sensorial. Pídale a alguien que le vaya tocando su espalda con varios dedos de su mano, de tal forma que entre los dedos no exista una separación superior a dos centímetros y las puntas de todos los dedos toquen al mismo tiempo la superficie de su espalda. Pídale a la persona que vaya variando aleatoriamente el número de 2

Es lo que se conoce como una organización somatotópica de la corteza cerebral.

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dedos que tocarán su espalda e intente adivinar cuántos son después de cada prueba. Lo que seguramente sorprenderá al lector es que en muchas de las ocasiones percibirá un solo dedo aun cuando le estén tocando con dos o tres dedos. Si este mismo experimento lo lleváramos a cabo en otra parte de nuestro cuerpo con mayor capacidad de discriminación sensorial, la detección de los dedos sería más certera. La representación desmedida en la corteza sensorial de las diversas regiones de nuestro cuerpo se encuentra proporcionalmente relacionada a la densidad de las conexiones sensoriales que recibe de cada una de ellas. Las regiones que presentan mayor capacidad de discriminación sensorial, en términos generales, envían mayor cantidad de información que aquellas con baja resolución. No obstante, hemos de tener presente que el espacio que ocupa una parte del cuerpo en la corteza no es inmutable o estático. Además, tampoco se explica únicamente por la densidad de las conexiones sensoriales que recibe. Si una parte del cuerpo no se puede utilizar, su representación cortical disminuye de tamaño, y también a la inversa. Por este motivo, el tamaño de la representación cortical puede variar en función del uso y de la experiencia. Lo mismo ocurre en caso de lesiones. Cuando hay una lesión en alguna de las vías o los sistemas que llevan la información a la corteza, la región que queda desprovista de entrada de información pasa a ocuparse de procesar la información de otras regiones que sí que envían información a la corteza sensorial. Por ejemplo, en un experimento clásico

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Pons y colaboradores (1991) analizaron la corteza que recibía información sensorial en macacos adultos. Diez años antes de la evaluación habían seccionado las conexiones sensoriales que llegaban a la corteza provenientes del brazo. Estos autores demostraron que la representación en la corteza de la cara se había dilatado claramente ensanchándose hacia la región de la corteza que se encargaba de recibir la información del brazo. De igual forma, a principios de los años noventa, Kaas y colaboradores pusieron de manifiesto la reorganización de la corteza visual de los animales adultos después de una lesión en la retina, de forma que las regiones de la corteza que recibían la información de la zona de la retina lesionada procesaban ahora la información de las zonas de la retina contiguas a las lesionadas. Asimismo, Jenkins y Merzenich, a finales de los ochenta, le quitaron a un macaco adulto la región de la corteza sensorial que recibía la información sensorial de la palma de la mano. Estos investigadores observaron que tiempo después de la lesión las neuronas contiguas a la región extirpada recibían ahora información de la palma de la mano. Estos son algunos de los ejemplos que podemos encontrarnos en la literatura científica sobre la reorganización de la corteza sensorial después de una lesión del tejido. No obstante, la experiencia también desempeña un papel crítico. Imaginemos una persona ciega que comienza a leer textos en Braille. A medida que va incrementando su experiencia con este método de lectura su capacidad de discriminación a través de las yemas de los dedos

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aumenta notablemente, de manera que termina por ser capaz de leer páginas escritas con este sistema. En la corteza que recibe la información sensorial de las diferentes zonas de nuestro cuerpo, la región que ocupa la mano o el área que ocupa la cara es similar a la superficie cortical ocupada por el tórax y los brazos. Si analizamos de una forma específica la región ocupada por la mano, podemos observar que un 30% aproximadamente corresponde al dedo pulgar. Si hacemos lo mismo con la cara, el 30% del área responde al contacto de los labios. En definitiva, tal como hemos ido viendo a lo largo del capítulo se da una representación en la corteza muy desproporcionada en relación a la superficie real de nuestra piel. Esta desproporción responde a importantes implicaciones de tipo funcional. De este modo, las regiones de nuestro cuerpo que requieran gran cantidad de conexiones y que proporcionen información detallada necesaria para llevar a cabo ciertas funciones contarán con más superficie cortical. No es de extrañar, por lo tanto, que las manos, que se encuentran implicadas en la manipulación y reconocimiento de los objetos, la piel de la cara, que resulta importante para la expresión facial, y los labios y la lengua, que se encuentran relacionados con el habla, queden representados en grandes áreas de la corteza, ya que la manipulación, la expresión facial y el habla constituyen funciones de gran importancia para nuestra especie. Por consiguiente, los mapas de la corteza sensorial no representan el cuerpo en proporción real. Las zonas con mayor representación cortical son aquellas partes del cuerpo que desempeñan un papel fundamental en la dis-

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criminación táctil y de las que se debe tener información sensorial precisa. Lo mismo ocurre con la corteza motora. En ella se da una representación desproporcionada de las diferentes regiones del cuerpo. La visión, la audición y los receptores situados en la superficie corporal informan de la situación de los objetos en el espacio y de nuestro cuerpo con respecto a los mismos. La musculatura y las articulaciones, así como nuestro sentido del equilibrio,3 nos informan de la longitud y tensión de los músculos y de la posición del cuerpo en relación al espacio. El sistema motor utiliza esta información para seleccionar la respuesta apropiada y para llevar a cabo los ajustes necesarios mientras se realiza el movimiento. Las órdenes motoras se elaboran en la corteza motora y llegan a las neuronas que se encargarán de enviar la información a los músculos por medio de diferentes vías de conexión. Si queremos mover un dedo de la mano, primero se deberá planificar el movimiento en la corteza con respecto a qué vamos a mover, cómo y cuándo se llevará a cabo ese movimiento. Después se enviará desde la corteza la orden de movimiento y se codificará la fuerza de la contracción muscular y la dirección de los movimientos durante su ejecución. El mapa motor representado en la corteza motora también resulta desproporcionado como el mapa de la corteza somatosensorial. De esta forma, la musculatura utilizada en tareas que requieren un control muy fino 3

El sistema vestibular.

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ocupa mucho más espacio que la representación de la musculatura que requiere un control motor relativamente menos preciso.

Organización topográfica de la corteza motora primaria (adaptado de Penfield y Rassmussen, 1950).

Al igual que sucedía con la corteza sensorial, la representación tampoco es fija ni inmutable, puede variar con la experiencia o después de una lesión del tejido. En los años noventa, Sanes y colaboradores seccionaron las neuronas motoras que controlan los músculos de los bigotes de la rata.4 Tiempo después de la intervención, cuando se 4

Se trata de las denominadas vibrisas.

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activaba la región de la corteza motora que antes de la lesión provocaba el movimiento de los bigotes ahora inducía el movimiento de la cara. Imagínese un paciente que ha sufrido un accidente cerebrovascular. Durante unos breves momentos su cerebro se ha quedado sin oxígeno y eso ha dañado la región de la corteza sensorial responsable de recibir y procesar la información proveniente del brazo izquierdo. Para llevar a cabo un movimiento determinado, necesitamos recibir información sensorial sobre la posición del cuerpo en relación al espacio, el estiramiento de nuestros músculos, la situación de nuestras articulaciones, etcétera. Este paciente, después del episodio, es incapaz de mover su brazo izquierdo debido a que no recibe la información sensorial necesaria para llevar a cabo el movimiento. Para intentar solventar este grave problema clínico, el equipo de Edward Taub puso en marcha un procedimiento experimental en monos hace más de treinta años. La investigación consistía en seccionar los nervios sensoriales que llevan la información de uno de los brazos del primate y en inmovilizar con un cabestrillo el brazo intacto. La hipótesis de Taub era que los pacientes que habían sufrido este tipo de episodios no se recuperaban debido a que utilizaban el brazo intacto, lo que imposibilitaba la aparición de los mecanismos plásticos que reorganizarían funcionalmente el sistema. Y así fue, los monos terminaron moviendo los brazos a los que se les había seccionado los nervios que llevaban la información sensorial hacia la corteza. Este hallazgo sugería la presencia de programas

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motores autónomos en el cerebro, preparados para poner en marcha de forma voluntaria los movimientos del brazo desdiferenciado. Si no hubiera plasticidad en el cerebro, la reorganización funcional de la corteza sensorial y motora sería difícilmente explicable. Una vez llegados a este punto estamos en condiciones de poner en tela de juicio lo concerniente a la plasticidad neural en un cerebro adulto. ¿Hay momentos críticos en la plasticidad de nuestro cerebro?, ¿la plasticidad neural se restringe únicamente a los períodos de desarrollo del cerebro?, ¿un cerebro adulto puede ser plástico o bien es inmutable?, ¿únicamente cambia asociado a los fenómenos del envejecimiento?, o dicho de otro modo, ¿sólo cambia para empezar una carrera progresiva de declive, caracterizada por la pérdida continua de neuronas y otras células cerebrales? Inicialmente se pensaba que el cerebro era inmutable, es decir, que no cambiaba. Tal como se ha señalado en el capítulo 1, esta opinión provenía fundamentalmente de los estudios realizados en personas con lesiones cerebrales que no lograban recuperar las funciones que perdían después de la lesión. Una segunda contribución a este dogma fue la concepción mecanicista del cerebro. Esta concepción veía al cerebro como una máquina que tenía diferentes partes y que cada una cumplía una función determinada, pero como máquina resultaba ser un órgano con un propósito que no podía ni crecer ni cambiar. Hasta hace unos años, la plasticidad neural quedaba restringida únicamente al período de desarrollo del cerebro. El cerebro de una persona adulta era considerado inmuta-

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ble, fijo, sin capacidad de ser modulado ni modificado sustancialmente por agentes externos ni por sí mismo. En la actualidad sabemos que después del desarrollo un cerebro adulto puede ser plástico y modulable. La idea de que el pensamiento, la experiencia y la propia actividad del cerebro pueden modificar su estructura y funcionamiento puede tener una enorme repercusión sobre la propia naturaleza humana, ya que aspectos como las relaciones personales o la propia tecnología pueden cambiar nuestros cerebros. Además, tal como se analizará en el capítulo “¿Determinados por nuestros genes?”, la experiencia puede modificar la expresión de ciertos genes que son capaces de alterar la estructura y el propio funcionamiento del cerebro. Podemos concluir, por lo tanto, que el cerebro tiene la capacidad de modificarse, de cambiar. El arquitecto, pintor y escritor italiano Giorgino Vasari (1515-1574) recoge en su célebre obra Vida de los mejores arquitectos, pintores y escultores italianos, una colección extensa de biografías de diferentes artistas italianos. En esta obra Vasari explica cómo Miguel Ángel llevó a cabo la realización del techo de la Capilla Sixtina durante casi dos años seguidos de pintura: “El trabajo se llevaba a cabo en condiciones muy fatigosas, dado que Miguel Ángel tenía que estar de pie con la cabeza tendida hacia detrás, y su vista se debilitó de tal forma que durante varios meses sólo fue capaz de leer y mirar sus bocetos en dicha posición”. Esta narración constituye un claro ejemplo de cómo la experiencia puede llevar a inducir una reorganización del cerebro adulto.

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En el año 2000 Maguire y colaboradores mostraron que taxistas londinenses con años de experiencia en la conducción del taxi por las calles de la ciudad presentaban un mayor volumen de la región posterior del hipocampo en comparación con sujetos controles. El hipocampo es una estructura ubicada en la zona temporal medial de nuestros cerebros que resulta crítica para consolidar la información que adquirimos y para almacenarla en nuestra memoria, tal como se expondrá en el capítulo “¿El saber ocupa lugar?”. De igual forma, esta estructura parece desempeñar un papel importante en el almacenamiento de las representaciones espaciales que hacemos de nuestro entorno. Así, por ejemplo, se ha podido comparar el tamaño diferencial del hipocampo en dos especies de perritos de la pradera (Cynomys). Los perritos de las praderas son roedores nativos del norte de América. Existen diferentes especies de este tipo de roedores. Los machos de una de las especies son monógamos mientras que los machos de otra resultan ser marcadamente polígamos. Los machos monógamos dedican toda su vida a la misma hembra y al cuidado de su progenie, mientras que los polígamos transitan vastas extensiones de terreno en busca de hembras que fecundar en época de celo. En el primer caso, los machos viven en entornos pocos cambiantes y muy estables con respecto a las representaciones espaciales. En cambio, los machos polígamos tienen que enfrentarse frecuentemente a entornos muy diferentes donde han de llevar a cabo la adquisición de continuas representaciones espaciales entre los estímulos que confi-

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guran el espacio que recorren. El tamaño del hipocampo es significativamente superior en los machos que presentan poligamia en comparación con los machos monógamos. Obviamente, no podemos extrapolar al ser humano la relación entre ser fiel a la pareja y presentar buena orientación espacial. Pero lo que resulta lógico es pensar que personas que utilizan una región cerebral de forma continua, ésta tienda a desarrollarse, de la misma forma que los conductores que han pasado muchas horas llevando un taxi experimenten un aumento considerable del volumen de su hipocampo. Es innegable, por lo tanto, que la experiencia puede reorganizar funcionalmente nuestro cerebro. ¿Podrían nuestros pensamientos modificar la estructura nerviosa?, o incluso, ya rayando la ciencia ficción, nos podríamos plantear si podríamos algún día tener en nuestras casas un aparatito para leer los pensamientos de los otros. ¿Cuántas veces no habremos pensado en esta cuestión?, ¿qué haríamos si pudiésemos leer el pensamiento de las personas que tenemos a nuestro alrededor? Seguro que esto habría acabado con el divorcio de más de un matrimonio y con el despido de algún que otro empleado con no muy buena opinión de su jefe. En los años noventa, el equipo de investigación de J. K. Chapin llevó a cabo una investigación para intentar leer el pensamiento de un grupo de ratas. Estos investigadores enseñaron una tarea muy concreta a los animales que se encontraban privados de líquido y, por lo tanto, altamente motivados para buscar agua. La tarea consistía en

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implementar el modelamiento de la conducta de los animales por aproximaciones sucesivas, de tal forma que llegaran a aprender que apretando una palanca, ubicada en la cámara donde se encontraban, podían obtener agua. Lo novedoso de la situación experimental fue que en la corteza motora de las ratas se habían implantado un agregado de electrodos que recogían la información de un conjunto de neuronas implicadas en la programación y organización de los movimientos voluntarios. La información recogida por los electrodos era enviada a un ordenador para su posterior análisis. La idea era que el ordenador llegara a reconocer qué patrón de activación se daba en las neuronas motoras cuando la rata iba a mover la palanca. El caso es que una vez estuvo instaurada de forma estable la conducta de presión de la palanca para obtener agua, los investigadores desconectaron la palanca del sistema, de tal forma que por mucho que apretara la rata no saldría ni una gota de agua por el dispositivo que la administraba en el interior de la jaula. Lo que querían hacer los investigadores era instruir a la rata para que cuando pensara en mover la palanca recibiera el agua sin necesidad de recurrir a ésta. Para ello, conectaron el dispensador de agua al ordenador, que tenía registrado el patrón neural característico de las neuronas motoras cuando la rata quería apretar la palanca para obtener agua. De esta forma, cada vez que la rata quería obtener agua, sólo tenía que pensar en apretar la palanca. Este fue el primer experimento llevado acabo por estos autores con relación a la detección de patrones de actividad neural subyacente a conductas

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específicas. Posteriormente, llevaron a cabo tareas motoras muy complejas con primates no humanos. Estos investigadores colocaron un grupo de electrodos en la corteza motora de una mona y registraron los diferentes patrones de actividad neural que se daban en esta región de la corteza, cuando el animal movía con su mano una palanca a la izquierda o lo hacía a la derecha. La información registrada por los electrodos sirvió para conocer cuál era el patrón de actividad de las neuronas motoras del animal, cuando éste quería mover la palanca hacia la derecha y cuál era el patrón cuando lo quería mover hacía la izquierda. La información del ordenador se enviaba inmediatamente a otro ordenador que se encontraba a mil kilómetros de distancia. Este segundo ordenador estaba conectado a un brazo robótico, de manera que cuando la mona pensaba en mover la palanca hacia la derecha, el brazo robótico la movía hacia la derecha. Cuando la mona pensaba en moverla hacia la izquierda, el brazo robótico, ubicado a mil kilómetros de distancia, la movía a la izquierda. En 2006 L. R. Hochberg y colaboradores publicaron un impactante trabajo en la prestigiosa revista británica Nature. En ella se describía el caso de un sujeto que había sufrido una grave lesión que lo había dejado paralizado de las cuatro extremidades. Estos investigadores implantaron quirúrgicamente un grupo de 96 microelectrodos en la corteza motora. La idea era registrar la información del patrón de actividad que muestran las neuronas motoras, cuando el sujeto quería mover el cursor de un ordenador.

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Una vez identificado dicho patrón, podría utilizarse para llevar a cabo diferentes acciones en el ordenador. Después de horas de práctica, el paciente fue capaz de mover el cursor del ordenador sólo con su pensamiento. Incluso podía llevar a cabo tareas como abrir un correo electrónico o modificar los dispositivos de audio y vídeo conectados a la computadora. Hasta el momento, los resultados son muy prometedores, sobre todo para el campo de la terapéutica. Vayamos ahora por otros derroteros y volvamos a la reorganización de las áreas corticales. Paul Bach-y-Rita fue uno de los primeros investigadores que puso en tela de juicio la afirmación preponderante a mediados del siglo XX sobre que las diferentes áreas de nuestro cerebro se encuentran tan especializadas que nunca serían capaces de asumir las funciones de otras. De esta forma, a finales de los años setenta Bach-y-Rita, Collins, Saunders, White y Scadden publicaron un trabajo en la revista Nature que parecía romper muchas barreras y dogmas en la biología preponderante en la época. Estos autores mostraban un artilugio que posibilitaba que ciegos de nacimiento pudieran ver. Se trataba de una gran cámara conectada a un aparato que recogía la información visual del entorno y la enviaba a unos estimuladores que se encontraban en una lámina metálica adherida al respaldo de la silla donde se sentaba la persona ciega, de tal forma que la piel de la espalda de la persona quedaba en contacto con los estimuladores. La información visual recogida por la cámara hacía vibrar los estimuladores que tenía la persona ciega adheridos a su espalda y

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provocaba una estimulación táctil en función de la imagen captada. Mediante este artilugio, las personas eran capaces de distinguir objetos, reconocer caras de personas, etcétera. A medida que los pacientes comenzaron a practicar con el aparato y se convirtieron en avezados usuarios de la máquina, consiguieron crearse una percepción del mundo que los rodeaba en tres dimensiones. Esto resultaba en cierta forma paradójico, ya que la cámara captaba el entorno en dos dimensiones y los pacientes se recreaban en un mundo tridimensional. Este experimento demostró que la visión tenía lugar en el cerebro y no en los ojos. Personas que podían ver con sus espaldas. Debemos tener presente que no sentimos las caricias con nuestra piel, tal como lo hacía María reconfortándose con la brisa del Cantábrico. Tampoco somos capaces de ver con nuestros ojos. Es nuestro cerebro el que se encarga de que seamos capaces de percibir una caricia, sentir un beso o podamos contemplar un atardecer. ¿Cómo puede el cerebro procesar la información sobre el tacto para construir imágenes? Imaginémonos a una persona ciega que sale a dar un paseo acompañada únicamente de su bastón, mediante el cual la persona se guía en el entorno. Con la punta del bastón va tocando los objetos de forma continua de manera que le proporcionan información somatosensorial mediante los receptores de la mano. Usando esta información que le suministra la mano, la persona es capaz de guiarse en la calle, ya que construye un espacio mental tridimensional de cómo se encuentran dispuestos los elementos del contexto. En el

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En la corteza cerebral, podemos distinguir diferentes áreas funcionales: áreas sensoriales, áreas motoras y áreas de asociación. Las áreas sensoriales se especializan en el procesamiento de la información relacionada con los diferentes sistemas sensoriales. De esta forma, una parte de la corteza procesará la información visual (corteza visual), otra región la información auditiva (corteza auditiva), y así con cada uno de los sistemas que reciben la información de los sentidos. La corteza motora es la que se encarga de programar los movimientos y poner en marcha la orden motora. Por su parte la corteza de asociación (corteza prefrontal, temporal inferior y parietal posterior) se encuentra implicada en funciones superiores como el lenguaje, la memoria, la atención, las emociones, las funciones ejecutivas, etcétera.

caso del experimento de Bach-y-Rita y colaboradores, la información facilitada por la cámara era mucho más rica que la de la mano de una persona ciega que mueve su bastón para orientarse, ya que dependía directamente de la imagen que captaba. El cerebro de los pacientes ciegos de Bach-y-Rita debían descodificar la información táctil de los vibradores para poder ensamblarlas y componer las percepciones visuales. De esta forma, la corteza que pro-

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cesa la información del tacto ha de ajustarse y acomodarse a la información nueva proporcionada por la máquina. Esta adaptación apunta a que nuestro sistema nervioso es modificable y que la organización funcional de la corteza no es inmutable y puede cambiar. Los sistemas sensoriales se pueden reorganizar, y llegar a posibilitar que las personas ciegas vieran con su espalda. Estos autores sugirieron, en la época en la que se desarrolló este trabajo, que la reorganización sensorial debía implicar que la información somatosensorial (es decir, aquella originaria del sentido del tacto y enviada para procesarse en la corteza somatosensorial) se recondujera a la corteza encargada de procesar la información visual. Para contrastar empíricamente esta hipótesis, el equipo de Álvaro Pascual-Leone empezó a estudiar qué sucedía en el cerebro de los ciegos que leían mediante el sistema Braille. No quedaba claro si lo que posibilitaba que una persona invidente pudiera leer con sus dedos se debía a un aumento del mapa sensorial del tacto inducido por una reorganización en la corteza sensorial, o bien se producía por modificaciones plásticas en la corteza visual. Para ello, Pascual-Leone inactivó de forma temporal la corteza visual de los invidentes, mediante la inducción de una corriente en su cerebro usando un campo magnético.5 Los pacientes fueron incapaces de leer con el método Braille después de la inactivación de la corteza visual. Este hallazgo sugería que la corteza visual se estaba utilizando 5

La técnica neurofisiológica utilizada se denomina estimulación magnética transcraneal.

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para procesar la información táctil procedente de los dedos de los pacientes invidentes cuando leían con el método Braille. ¿Qué sucedería si de repente no tuviéramos información visual de nuestro entorno? Invitamos al lector a que haga lo siguiente: coja un paño oscuro y véndese fuertemente los ojos, asegurándose de que no llega brillo o destello alguno; seguidamente, siéntese cómodamente en una silla, relájese lo máximo posible y preste atención a lo que sucede a su alrededor. Al cabo de un tiempo, empezará a sentir que el resto de modalidades sensoriales empiezan a potenciarse. ¿No se ha preguntado por qué en ocasiones cerramos los ojos cuando llevamos a cabo una determina acción que, a pesar de ser relativamente automática en su ejecución, implica una motricidad fina? Cuando hacemos esto, sentimos que realizamos la tarea con mejor precisión. Por ejemplo, yo mismo me he dado cuenta de que cuando estoy haciendo la cama y tengo que ajustar el edredón entre el somier y el colchón para que no queden arrugas, cierro los ojos inconscientemente y me centro en las sensaciones provenientes de mis manos. ¿Por qué hacemos esto? Lo primero que debemos tener presente es que la vista resulta ser uno de nuestros sentidos más fuertes y poderosos. La tendencia natural de la corteza que se encarga de procesar la información visual (la que proviene de nuestras retinas) es analizar este tipo de información, aunque llegue en un estado deficiente, antes que encargarse de procesar otras modalidades como el tacto o la audición. Tal como hemos introducido en el capítulo 1, un trabajo

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realizado por el equipo de Pascual-Leone desveló algunos aspectos importantes subyacentes al uso y desuso de la información visual. Estos autores vendaron los ojos completamente a un grupo de sujetos voluntarios durante 5 días. La oscuridad que experimentasen los sujetos debía ser completa, ya que cualquier destello o brillo activaría al sistema visual. Se trataba de bloquear durante cinco días el procesamiento visual del entorno. Lo que sucedió llamó la atención de la comunidad científica y de muchos medios de comunicación. Resulta que tras este período de ausentismo visual experimentado por los sujetos, Pascual-Leone observó, al analizar la corteza de los sujetos experimentales, que la región encargada de procesar la información visual (corteza visual) comenzaba a recibir y procesar información de otras modalidades sensoriales como, por ejemplo, la información táctil procedente de las manos de los voluntarios, tal como sucedía con los invidentes que eran capaces de leer mediante el uso del Braille. Esto demostraba la capacidad del cerebro para reorganizarse cuando se da algún cambio estimular en el entorno del sujeto. No obstante, lo más extraordinario fue que esto podía suceder a las pocas horas de esta privación sensorial y, de esta forma, que la corteza visual podía procesar información auditiva y táctil. Por ejemplo, las personas que participaron en este experimento explicaron que cuando percibían un sonido, alguien les palpaba o se cambiaban de posición en el espacio, podían experimentar complejas percepciones visuales relacionadas con paisajes, caras, pequeñas figuras correteando, etcétera.

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¿Qué sucedió al quitar las vendas a estos sujetos? Unas horas después de terminar con la privación sensorial, la corteza visual dejó de procesar la información auditiva y táctil, lo que puso de manifiesto la gran velocidad de la reorganización funcional que puede experimentar la corteza ante cambios estimulares en el entorno. Hoy en día, el aparataje diseñado por Bach-y-Rita para ver con la espalda resulta ser mucho menos engorroso. De esta forma, la cámara, que inicialmente recordaba a una de esas cámaras de televisión, se ha convertido en una microcámara ensamblada en unas gafas especiales. Mientras que la plancha metálica, provista de los vibradores que se sujetaban a la espalda del paciente, se ha convertido en una fina laminilla de electrodos que se adhieren a la lengua de los sujetos. Así, ahora los invidentes son capaces de ver con su lengua. ¿Qué es lo que sucede en el cerebro de una persona ciega que comienza a utilizar un conjunto de electrodos posicionados en su lengua para poder percibir visualmente el entorno que lo rodea? Mediante la utilización de diferentes técnicas de neuroimagen se ha podido comprobar que la información táctil captada por la lengua de estos pacientes termina siendo procesada por la corteza visual, en lugar de ser procesada por la somatosensorial, tal como correspondería a la información proveniente de esa parte del cuerpo. Sorprendente pero cierto. Tal como expone el psiquiatra Norman Doidge, “Nos han dado un cerebro que sobrevive en un mundo cambiante cambiándose a sí mismo”.

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¿Determinados por nuestros genes? Cuando nos levantamos por la mañana, cuando vamos a comprar el pan, cuando arrancamos el coche para ir al trabajo, cuando leemos una novela de Stieg Larsson, llevamos a cabo conductas que derivan de la actividad integrada de nuestras neuronas y de nuestras hormonas, ambas piezas clave del denominado sistema neuroendocrino. Por otro lado, los genes y diferentes factores ambientales regulan la forma como se organiza y como responde ese sistema. Nuestro comportamiento e incluso nuestra forma de pensar y de percibir el mundo que nos rodea quedan determinados, al menos en parte, por el cerebro y por años de evolución. De ello se deriva que la historia evolutiva desempeñe un papel primordial para entender las variaciones acaecidas en el comportamiento a lo largo de la filogenia, gracias a la relación evolutiva del ser humano con otras especies. Por lo tanto, podemos destacar que el

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acervo genético del hombre abarca los éxitos adaptativos de sus antecesores. Además de todos estos factores subyacentes a la aparición y regulación de la conducta y la cognición, hemos de tener presente la gran importancia de todos los mecanismos que pueden modificar la acción de los genes. Antes de poder contestar a la pregunta fundamental que configura este capítulo, sobre si estamos determinados por nuestros genes, resulta crítico entender qué es un gen y qué función desempeña. Se estima que el genoma humano contiene entre veinte mil y veinticinco mil genes. De todas formas, estos genes suponen sólo un 5% de todo el material genómico. El resto del material son secuencias cuya función es en parte desconocida en la actualidad. No obstante, estas secuencias podrían estar implicadas en los mecanismos de regulación de cómo se utiliza la información genética. Vayamos por partes, lo primero que debemos tener claro es que en el interior de cada una de nuestras células tenemos el ADN. En segundo lugar, hemos de partir del hecho de que un gen es un fragmento de ADN al cual se le puede asignar una función. Pero ¿qué tipo de función podría desempeñar un gen? Si a una persona lega en la materia le planteáramos esta cuestión, con cierta probabilidad nos contestaría que su función es la de transmitir la información genética, ya que en nuestro ADN podemos “ver” las características que nos configuran. Esto es así, debido a que a pesar de no conocer las especificidades científicas de la genética, ésta es una disciplina de afluen-

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cia habitual en las noticias, en las series de televisión, en el cine, etcétera. Recordemos la película Gattaca, escrita y dirigida por Andrew Niccol. Se trata de una magnifica cinta de ciencia ficción protagonizada por Ethan Hawke, Jude Law y Uma Thurman en la que se presenta una sociedad no muy lejana en el tiempo basada en el uso de técnicas de selección genética para controlar la aparición de enfermedades y potenciar los rasgos más beneficiosos del ser humano. En la película podemos ver a un atormentado Ethan Hawke que presenta en su genotipo una predisposición a sufrir una alteración cardiaca y una muerte prematura a la edad de treinta años, que le impediría legalmente ser piloto de naves aeroespaciales. Su personaje suplanta la identidad del papel interpretado por Jude Law (genéticamente limpio de posibles anomalías) y se afana compulsivamente en no dejar huellas genéticas de su propia identidad. Son comunes las escenas donde podemos ver cómo Ethan Hawke se lava concienzudamente la piel, se frota y raspa el cuero cabelludo, limpia con un aspirador el teclado del ordenador de su puesto de trabajo. Todo ello para evitar que las partículas de su cuerpo (como las escamas capilares o la piel muerta) puedan ser utilizadas por el personal de Gattaca para reconocer su verdadero ADN. En definitiva, de forma común podemos decir que un gen es un trozo de ADN que tiene la información necesaria para poder sintetizar una determinada proteína. Las proteínas son los bloques constitutivos necesarios para muchas de las actividades y funciones del organismo. Las

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proteínas constituyen unos de los componentes más importantes de las células debido a que son moléculas que se encuentran en gran número e intervienen en múltiples funciones esenciales para los seres vivos. Entre estas funciones podemos destacar la formación de las estructuras y del esqueleto de nuestras células, el proporcionar la elasticidad y resistencia de los órganos y tejidos, intervenir en diferentes reacciones químicas, actuar como hormonas, operar como reguladoras de diferentes sistemas, intervenir en la división que experimentan las células, mantener el equilibrio interno del organismo, participar en una función de defensa en nuestro cuerpo, transportar diferentes substancias, posibilitar el movimiento celular, participar en la comunicación, etcétera. Podemos decir que un gen se expresa dando lugar a la síntesis de una nueva proteína. Existen diferentes factores que, sin alterar el ADN, pueden modificar la expresión de los genes. Se trata de los denominados factores epigenéticos (el prefijo griego epi- significa ‘en’ o ‘sobre’, por ello se trata de todo lo que está ‘por encima’, ‘alrededor’ de la genética). La forma en que se expresan nuestros genes puede ser distinta de una persona a otra y de un tejido a otro. Los factores epigenéticos pueden ejercer un efecto sobre el sistema neuroendocrino más o menos reversible y actuar a través de la modificación de la expresión de ciertos genes. Los efectos menos reversibles (incluso algunos de ellos totalmente irreversibles) suelen darse cuando estos factores actúan en períodos críticos del desarrollo. Los efectos más reversibles se asocian normal-

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mente a modificaciones en la estimulación del medio externo o interno, que implican cambios en el funcionamiento de nuestro cerebro o de nuestras hormonas para que el organismo pueda adaptarse a las demandas del entorno. Hoy en día la ciencia dispone de evidencias claras de múltiples ejemplos relacionados con los efectos inicialmente irreversibles (o menos reversibles) de diferentes factores al actuar sobre períodos críticos del proceso de maduración del cerebro. Por ejemplo, el efecto que tienen las hormonas sobre la diferenciación del sistema nervioso, para que éste sea típicamente masculino o femenino, es decir para configurar un cerebro de hombre o un cerebro de mujer, tal como veremos en el capítulo de “Amor plástico”. En cuanto a los efectos reversibles, éstos se encuentran relacionados con propiedades fundamentales del propio cerebro y posibilitan la puesta en marcha de funciones que conllevarán a una mejora de la adaptación del sujeto al medio externo cambiante. Un claro ejemplo lo constituyen los procesos de plasticidad cerebral y su relación con los mecanismos del aprendizaje y la memoria, tal como veremos en el capítulo “¿El saber no ocupa lugar?”. En conclusión podemos decir que diferentes factores epigenéticos pueden ejercer un efecto organizativo sobre el cerebro al actuar en períodos críticos durante los procesos madurativos del propio individuo. Efecto organizativo en el sentido de que pueden configurar la morfología y la química de diferentes estructuras cerebrales. Así mismo, estos factores podrían también activar algunos de

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los componentes críticos para el correcto funcionamiento cerebral durante toda la vida de una persona. Hay que tener presente la existencia de complejas relaciones fisiológicas y funcionales entre el sistema nervioso y los sistemas endocrino e inmunitario. Estas relaciones permiten la regulación de la manifestación del comportamiento utilizando diversos componentes que abarcan desde zonas concretas de nuestro cerebro hasta diferentes glándulas y tejidos de nuestro sistema de defensa. También es necesario tener en cuenta la importancia que cobra en este tipo de relaciones la modulación y modificación de la acción de nuestros genes sin modificar el material genético celular. De forma añadida, los efectos de los factores epigenéticos parecen asociarse a períodos críticos donde podrán organizar el tejido y las células de una manera determinada y activarlas en momentos concretos después de dicha organización inicial. A excepción de las células sexuales (que tienen la mitad de cromosomas), el resto de células de nuestro cuerpo tiene la misma información genética: genes ubicados en diferentes lugares de los veintitrés pares de cromosomas. Cada tejido del organismo se encuentra compuesto por diferentes tipos de poblaciones celulares. ¿Cómo puede ser que todas las células tengan la misma información genética y que su función sea tan diferente? Dicho de otra forma, ¿qué es lo que hace que, por ejemplo, una célula pancreática pueda liberar insulina en ciertos momentos del día en relación con los procesos metabólicos y en cambio una neurona de la médula espinal libere acetilco-

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lina para generar la contracción muscular? La respuesta inicialmente puede parecer sencilla, y es que cada tipo celular fabricará unas proteínas específicas. ¿Y si nos centramos en las diferencias morfológicas de las células? ¿Qué es lo que hace que un hepatocito (célula constituyente del hígado) tenga una forma determinada y en cambio una célula muscular tenga otra significativamente diferente? La respuesta inicial la podríamos completar argumentando que, en cada tipo de célula, los genes que se expresan son distintos. Hemos de tener presente que, aproximadamente, en cada tipo de célula se expresa sólo un 5% de sus genes. De este modo, por ejemplo, en una neurona se activarán y expresarán unos genes que permanecerán inactivos en una célula de la piel. Los genes que se expresen en la neurona serán aquellos que le permitan llevar a cabo sus funciones y, por lo tanto, codificar las proteínas que necesite esa neurona. Llegados a este punto, una pregunta clave es la siguiente: ¿qué mecanismo o sistema tiene la capacidad de establecer que, en una célula, se expresen unos genes mientras que en otras células lo hagan otros genes distintos? Es harto complicado contestar a esta pregunta con los conocimientos de que disponemos actualmente. A pesar de que todavía quede mucho camino por andar, es cierto que hay algunos aspectos que sí se conocen. Se ha podido comprobar que existen diferentes moléculas6 que son capaces de regu6 Por ejemplo, algunas proteínas reguladoras, ácidos ribonucleicos, hormonas, factores de crecimiento, etcétera.

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lar la actividad de los genes. Aquí es donde desempeña una función capital la epigénesis o control epigenético. El control epigenético hace referencia al mecanismo por el que se puede modificar la acción de un determinado gen sin alterar su ADN. Partiendo de que los factores epigenéticos son los responsables de que las neuronas sean neuronas y que los hepatocitos sean hepatocitos, cabría preguntarse si es posible que haya alguna interacción con estímulos ambientales. De hecho, hoy en día, son múltiples las evidencias experimentales que sugieren que diferentes factores epigenéticos son los responsables de activar los genes en respuesta a diferentes estímulos ambientales. Imaginemos dos sujetos que son genéticamente idénticos, por ejemplo, dos hermanos gemelos idénticos.7 A pesar de que genéticamente estos gemelos comparten el 100% de la carga genética, podemos encontrar diferencias notables entre ellos en relación con múltiples factores más o menos complejos. Por consiguiente ¿qué es lo realmente crucial, los genes que tenemos o cuándo y cómo se expresan esos genes? Un aspecto importante que hay que destacar, dentro de los mecanismos implicados en relación con la modificación de la acción de un determinado gen sin la alteración de su ADN, es la disparidad encontrada entre los genes del ser humano y la cantidad de proteínas que se producen en el organismo. Se estima que la producción proteica ronda entre las 500 y 1.000 por 103 proteínas. ¿Cómo es posible 7 Denominados en la literatura médica gemelos homocigóticos, ya que comparten el 100% de su carga genética.

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que la cantidad total de proteínas diferentes que produce nuestro organismo supere al total de genes que contiene el genoma humano? Diferentes evidencias experimentales han sugerido algunos mecanismos que podrían explicarlo. Por un lado están aquellos mecanismos que explicarían la obtención de proteínas diferentes en función de los trozos del gen que se utilicen.8 Un segundo mecanismo estaría relacionado con la combinación de genes, de tal forma que los aminoácidos que forman las proteínas podrían combinarse de múltiples formas para producir proteínas diferentes. Por último, un tercer mecanismo que podría clarificar esta disparidad sería la modulación de la expresión de los genes. En definitiva, el control epigenético desempeña una función crítica en la diferenciación celular, en la organogénesis y en la morfogénesis. Por un lado, este control permite que cada célula se diferencie fisiológica y morfológicamente a pesar de tener el mismo ADN de otras células cuya diferenciación será totalmente distinta. De forma añadida, los mecanismos implicados en el control epigenético permiten que las células que conforman un organismo asuman configuraciones específicas que supongan la génesis de las diferentes estructuras corporales y de los órganos internos. Además, estos mecanismos también permitirán que las diferentes proteínas que necesita una determinada célula en momentos temporales claramente diferenciados se sinteti8 Son los mecanismos de splicing alternativo, que explicarían la gran cantidad de proteínas presentes en nuestro cuerpo, en función de los trozos del gen que se transcriban y se traduzcan.

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cen en relación con estos requerimientos y no de manera libre, lo que conlleva a una producción ingente o a una producción insuficiente de las mismas. En genética humana, existen algunos ejemplos que ponen de manifiesto la importancia de la regulación de los cambios observables ligados a diferentes aspectos. Un fenómeno que merece especial atención es el de impronta genética. Se trata de un fenómeno que manifiestan ciertos genes por el que un mismo gen se expresa de forma diferente en función de si se ha heredado de la madre o del padre. Un ejemplo de este fenómeno son los síndromes de Prader-Willi y de Angelman. Si la alteración genética se hereda del padre el resultado es el síndrome de PraderWilli, que cursa con obesidad, gónadas pequeñas y falta de tono muscular; mientras que si la alteración se hereda de la madre el resultado es el síndrome de Angelman, que cursa con temblores, epilepsia, expresiones faciales de sonrisa permanente, etcétera. Otro fenómeno de gran importancia es el que induce a que un mismo gen, en función del tipo de tejido en el que se exprese, puede tener efectos muy diferentes en diferentes zonas de nuestro organismo.9 Del mismo modo, en algunas ocasiones podemos comprobar que un mismo efecto puede estar causado por diferentes genes o conjunto de genes.10 En definitiva, hemos de tener 9 Fenómeno denominado pleiotropia. 10 Cuando sucede esto hablamos de heterogeneidad genética. Se ha de tener presente que cuando se da una interacción entre genes ubicados en distintos lugares cromosómicos hablamos de un fenómeno conocido como epistasia. En la epistasia, un genotipo determinado para un gen específico impide que se manifieste el fenotipo esperado para otro gen.

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presente que algunos rasgos observables en el ser humano son producto de múltiples genes que interactúan entre ellos y que recogen variadas influencias de factores ambientales. Es cierto que los genes pueden expresarse de forma diferencial en relación con el ambiente. Por ejemplo, hoy en día, para algunos tipos de patologías, se habla de factores ambientales de riesgo y factores ambientales protectores. Es posible aumentar la expresión de los genes de riesgo para una determinada enfermedad cuando la persona está expuesta a factores ambientales de riesgo. Del mismo modo, también se puede disminuir la expresión de los genes de riesgo aportando factores ambientales protectores. Por ejemplo, se ha podido comprobar que el estrés constituye uno de los factores ambientales que pueden aumentar de manera notable los efectos de los genes de riesgo de algunas alteraciones como la depresión, la ansiedad o incluso la esquizofrenia. De forma añadida, es necesario tener presente la interacción (control genético de la sensibilidad hacia el medio ambiente) que se da entre los factores genéticos y los factores ambientales. Los factores genéticos y los factores ambientales no actúan independientemente los unos de los otros en la génesis y explicación de la manifestación de algunos rasgos fenotípicos que podemos observar en el ser humano. Uno de estos rasgos es la inteligencia. ¿Ésta depende de nuestros genes, depende de la educación que recibimos o depende de la interacción de ambos? Numerosos trabajos han puesto de manifiesto que para poder explicar y entender la inteligencia del ser humano necesariamente tendremos

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que recurrir tanto a los genes que nos configuran como al ambiente en el que nos desarrollamos. Otro aspecto que debe tenerse presente es la comparación genética entre diferentes especies. En este sentido, se ha podido comprobar que aproximadamente la mitad de los genes de la especie Drosophila melanogaster (mosca de la fruta) son similares (paralelos) a los del ser humano. Si nos comparamos con un chimpancé o con un ratón, casi la totalidad de sus genomas se corresponde con el genoma del ser humano. ¿Qué es, entonces, lo que nos diferencia? La respuesta la encontramos en lo que se refiere a los niveles de actividad o expresión genética. De esta forma, un mismo gen presente en el ratón y en el ser humano puede tener niveles de actividad muy diferentes. En el genoma humano encontramos un conjunto de genes que tienen la información necesaria para poder sintetizar proteínas que utilizaremos con diferentes funciones determinadas, son los denominados genes estructurales. Otros genes permiten la regulación de la expresión de los estructurales, son los denominados genes reguladores. Hemos de partir de la idea de que la regulación de la expresión génica puede llevarse a cabo en diferentes niveles. Un ejemplo claro de regulación a largo plazo es la inactivación del cromosoma X en mujeres. Los hombres presentan un cromosoma X y un cromosoma Y en sus células (el X heredado de la madre y el Y heredado del padre), mientras que las mujeres presentan dos cromosomas X (uno heredado de la madre y otro heredado del padre). ¿Por qué, si las mujeres tienen dos cromosomas

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X, el número de proteínas codificadas por los genes ubicados en el cromosoma no es significativamente superior a las proteínas encontradas en individuos varones? La respuesta la podemos encontrar en un proceso de regulación a largo plazo que implica la inactivación de uno de los cromosomas X. La inactivación del cromosoma X se lleva a cabo de forma aleatoria presentándose un fenómeno denominado mosaicismo, ya que una mujer presentará dos poblaciones celulares dependiendo de qué cromosoma X esté inactivo y qué cromosoma X esté activo (si el que heredó de su padre o el que heredo de su madre). Seguro que hemos visto por la calle alguna vez una gata con un pelaje abigarrado. Resulta que la pigmentación del pelo en los gatos se debe a la expresión de un gen que se localiza en el cromosoma X. De esta forma, las gatas pueden presentar un aspecto moteado de combinatoria de colores en su piel debido a la inactivación diferencial de uno de los cromosomas X en las células encargadas de la formación del pelaje. Son múltiples los factores que podrían regular la expresión de nuestros genes. ¿Podrían éstos actuar de forma diferencial según el momento en que tuvieran lugar? Dicho de otro modo, ¿hay momentos críticos en los que el sistema es más susceptible a la influencia de los factores reguladores? El cerebro necesita de la presencia de ciertos entornos estimulares en períodos críticos para que diferentes sistemas cerebrales se desarrollen correctamente. En los años sesenta, Torsten Wiesel y David Hubel estudiaron la organización y el desarrollo funcional de la corteza visual en

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gatos. Estos autores partían de la hipótesis de la existencia de un período crítico en el desarrollo del sistema visual de estos animales, durante el cual se tenía que dar la correcta estimulación del entorno para que se desarrollara de forma adecuada. Para comprobar su hipótesis taparon completamente el párpado de un gato recién nacido para evitar que la información visual llegase al ojo. Pasadas unas semanas, destaparon el ojo y analizaron la corteza visual del animal. Wiesel y Hubel descubrieron que la región de la corteza visual que en condiciones normales hubiera recibido la información del ojo tapado no llegó a desarrollarse. Los gatos sometidos a esta intervención experimental quedaron ciegos de por vida para el ojo que había sido tapado durante un breve período de tiempo después del nacimiento. Estos autores concluyeron que para un correcto desarrollo del sistema visual, existe un período crítico que comprende los primeros 55 días de la vida de los gatos. En ese período, los animales debían recibir estimulación visual para permitir un desarrollo del sistema. La ausencia de estímulos visuales inducía ceguera. De forma añadida, en el análisis de la corteza visual, observaron que la región de la corteza que no había recibido la estimulación visual durante el período crítico había comenzado a recibir y procesar la información visual proveniente del ojo que había permanecido abierto. Todos estos trabajos demostraban que el cerebro era extremadamente plástico a lo largo de ese período crítico después del nacimiento de los animales y que la experiencia tenía un papel esencial en cuanto al correcto desarrollo y organización funcional del sistema.

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¿Qué sentido tiene todo esto?, ¿no sería más fácil nacer con un sistema más fijo que no pudiera verse afectado negativamente por una falta de privación sensorial acaecida durante alguno de esos momentos que parecen ser tan críticos para su desarrollo?, ¿qué resulta verdaderamente adaptativo para el ser humano? Imagínese a una persona que ha nacido en una zona del norte de la región francófona de Canadá, donde en invierno se pueden alcanzar temperaturas por debajo de los -20 C0. Para esta persona es adaptativo que el sistema encargado de percibir la temperatura se organice en torno a unos umbrales determinados, en los que no le resulten desagradables las temperaturas habituales. No sería adaptativo para un quebequense vivir en un lugar en que sufriera un auténtico calvario cuando paseara por la calle a una temperatura por debajo de los -20 C0. Coloquialmente (sin tener presente que la experiencia tiene un papel crucial en el desarrollo de los diferentes sistemas cerebrales), de una persona nacida en Montreal diremos que presenta una buena tolerancia al frío, ya que se ha acostumbrado a él desde muy pequeño. Ahora imaginemos el caso contrario, imaginemos a una persona que ha nacido en el Caribe mexicano, donde se da una temperatura anual bastante constante en torno a los 23 C0. Para esta persona es adaptativo que el sistema responsable de la detección y la percepción de la temperatura se organice en torno a unos umbrales muy estrechos y poco variables, de tal forma que las temperaturas habituales no sean consideradas desagradables para la persona, sin embargo temperaturas que salen fuera de los

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intervalos habituales sean señaladas negativamente para promover que el sujeto las evite. Una temperatura de 0 C0 no será considerada desagradable por un canadiense de Montreal, pero sí lo será por un mexicano del Caribe. La experiencia que tiene lugar en períodos críticos del desarrollo desempeña un papel fundamental en el propicio funcionamiento y la correcta organización del sistema nervioso. Uno de estos períodos críticos queda emplazado en las primeras semanas de vida. En el capítulo “Amor plástico” veremos cómo diferentes factores tienen un papel fundamental en la organización y activación de las regiones críticas para el control de las conductas sexuales. En el siglo XIII, desafortunadamente si dio un caso experimental que puso de manifiesto la gran importancia que el entorno puede ejercer sobre el desarrollo del ser humano. El rey Federico II de Sicilia (Barcelona 1272 Palermo 1337) puso en marcha una investigación dirigida a poner fin a una disputa teórica que se centraba en el discernimiento acerca de cuál era la lengua vernácula del hombre. Para ello, el monarca seleccionó, de forma no voluntaria ni aleatoria, a un grupo de niños de edades muy tempranas y los confinó por separado en habitaciones individuales. A todos los niños se les proporcionaron los cuidados alimenticios y de limpieza apropiados para su edad, pero evitando tener cualquier tipo de interacción con ellos. La hipótesis de Federico II era que si los niños se desarrollaban en ausencia de lenguaje, de forma espontánea surgiría la lengua natural del hombre. El monarca creía que con gran probabilidad ésta se correspondería

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con el latín, el hebreo o el griego. ¿Qué es lo que les sucedió a este grupo desafortunado de niños?, ¿qué lengua terminaron por hablar? Resulta que todos los niños murieron pese a los sobrados cuidados nutricionales, médicos y de limpieza que recibían a diario. Este triste episodio demuestra la gran importancia que tiene la estimulación que recibimos del entorno para nuestro correcto desarrollo e incluso para nuestra propia supervivencia. No todo radica en proporcionar cuidados físicos a una persona recién nacida, la estimulación sensorial y las interacciones con otras personas pueden tener una importancia crítica. En esta misma línea, el psicólogo norteamericano Harry Frederick Harlow (1905¬-1981) realizó un conjunto de experimentos sobre el aislamiento social y la separación materno-filial en primates en la Universidad de WisconsinMadison, y demostró la importancia que el entorno desempeñaba en los primeros años de vida de los monos para su posterior desarrollo cognitivo y social. Harlow separó de sus madres a un grupo de crías de monos rhesus. Seguidamente, posicionó a los primates delante de una tarea de selección: les proporcionó dos tipos de madres artificiales y los primates debían elegir una de ellas. El primer tipo de madre consistía en una cabeza de madera con un cuerpo a modo de una estructura cilíndrica de rejilla metálica. Esta primera tipología podía alimentar a los bebés, ya que presentaba incorporado un biberón. El segundo tipo de madre artificial consistía en una cabeza de madera con un cuerpo del mismo volumen que la primera pero envuelto con un paño de felpa. La felpa es un tipo de

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tejido que se emplea para fabricar algunas telas como el peluche. Por este motivo, la madre construida con felpa presentaba una apariencia similar a la madre real. Esta segunda madre sustituta, la madre de felpa, no proporcionaba ningún tipo de alimento a las crías de mono. ¿Cuál fue la madre elegida por las crías? Las crías eligieron la madre de felpa, a pesar de que ésta no las podía alimentar. Ante lo sorprendente de estos resultados, el propio Harlow subrayó: “No sólo de leche vive el ser humano. El amor es un sentimiento que no hay que alimentar con biberón o cuchara”. Estudios posteriores han demostrado que el entorno social y la estimulación posnatal desempeñan un papel fundamental en el desarrollo de diferentes aspectos emocionales y cognitivos del sujeto. Parece ser que diferentes sistemas funcionales del cerebro presentan unos períodos críticos específicos, durante los cuales se muestran especialmente plásticos y son más susceptibles a las influencias del entorno. Algunos autores sugieren que esta plasticidad tiene unas implicaciones adaptativas críticas: nos desarrollamos en función de las demandas del medio. Si el medio nos pide que para nuestra supervivencia necesitamos presentar una determinada cualidad o carácter, la plasticidad nos permite pulir al máximo el sistema para favorecer y potenciar la característica necesaria. Diferentes estudios antropológicos han mostrado las características diferenciales en relación al sistema visual que presentan los habitantes de algunas de las islas del archipiélago de Mergui. En este archipiélago, compuesto por una amalgama de ochocientas islas al

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sureste de Birmania, sus habitantes nacen rodeados de agua de mar y desempeñan muchas de sus actividades en el agua. Parece ser que los moken, uno de los pueblos que viven en el archipiélago, presentan una característica poco común: son capaces de bucear a más de veinte metros por debajo de la superficie del mar. Además estas personas pueden ver debajo del agua sin necesidad de ningún tipo de aparataje submarino. Los moken están constituidos por un grupo reducido de personas sujetos a una cultura atávica asentada y fundamentada en el mar (tanto en relación a aspectos culturales como de su propia supervivencia). Estas personas presentan un idioma que desde un punto de vista filológico no se parece a ninguna otra lengua. El ser humano tiene una adaptación muy deficiente a la visión subacuática. En tierra, la superficie curva de la córnea presenta un poder de refacción que se pierde al reemplazar el aire que rodea al ojo por el agua del mar. A pesar de esto, en el año 2003 un grupo de investigadores de la universidad sueca de Lund mostraron que los nómadas del pueblo de los moken tienen una muy buena visión dentro del agua. Los niños de esta población son capaces de recoger comida del lecho marino sin necesidad de utilizar gafas submarinas. ¿Cómo es posible?, ¿su ojo no es igual que nuestro ojo? Estos investigadores analizaron la agudeza visual debajo del agua que presentaban los niños de este pueblo. Los resultados fueron asombrosos: la agudeza que presentaban estos niños era más del doble que la presentada por niños europeos. Parece ser que los niños moken presentan una agudeza visual extrema deba-

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jo del agua debido a que son capaces de regular la constricción pupilar y controlar su cristalino de una forma muy diferente a los niños europeos. Durante el tsunami que azotó al sureste asiático en el año 2004 fallecieron miles de personas. Pese a que este desastre asoló los asentamientos de los moken, solamente un anciano minusválido perdió la vida. Su conocimiento de las leyes del mar posibilitó su supervivencia. Por eso es lógico pensar que un conjunto de personas tan ligados a un medio determinado, como es el mar, han de contar con mecanismos que posibiliten su adecuación a ese entorno. No todos los sistemas cerebrales cuentan con períodos críticos de tiempo similares. En el caso del lenguaje, parece ser que son críticos los primeros años de vida de la persona. A partir de la adolescencia la capacidad para aprender una nueva lengua se ve limitada, sobre todo en relación a aspectos como el acento particular de un idioma. De forma añadida, otro factor interesante en relación a la adquisición de un idioma es lo que los neurocientíficos denominan plasticidad competitiva. Diferentes trabajos han puesto de manifiesto la naturaleza competitiva que muestran los mecanismos de plasticidad cerebral. De este modo, en el caso del lenguaje parece ser que el uso continuo de la lengua vernácula hace que ésta se afiance en las regiones corticales que procesan el lenguaje, de tal forma que si queremos aprender un nuevo idioma en la edad adulta nos resultará mucho más difícil que hacerlo en edades tempranas del desarrollo. Cuando somos pequeños, si

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utilizamos varios idiomas en la comunicación, ambos se afianzan corticalmente en la misma medida. Estudios con técnicas de neuroimagen han mostrado que niños bilingües que han aprendido dos idiomas de forma paralela, ambos comparten la misma organización en los mapas cerebrales implicados en el lenguaje. No obstante, si de pequeño se aprende un idioma y después en la edad adulta queremos aprender un nuevo idioma, nuestra lengua materna copa topográficamente la corteza cerebral implicada en el lenguaje. Imagínese a una persona que ha sufrido un accidente vascular en el cerebro. Resulta que esta persona vivía en Toronto y hablaba perfectamente francés e inglés. Después del derrame sufrido, la persona pierde por completo la capacidad de hablar inglés. No obstante, sigue hablando francés sin ningún problema. ¿Cómo se puede explicar esto? Supongamos que esa persona nació en Quebec, concretamente en una región donde la mayor parte de la población sólo habla francés. Durante toda su infancia recibió una educación íntegramente en francés, su familia hablaba francés y todo su entorno social utilizaba el mismo idioma. Posteriormente, se trasladó a Toronto para estudiar psicología en una universidad de habla inglesa, con lo cual necesitó aprender y perfeccionar su inglés. Diferentes trabajos han mostrado que aprender un nuevo lenguaje en la edad adulta requiere utilizar nuevas regiones cerebrales. Así se ha podido comprobar que sujetos que aprenden una lengua y, pasado un tiempo,

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otra diferente, almacenan éstas en regiones cerebrales especialmente separadas. Cuando una persona bilingüe, como sucede en el caso presentado, padece un accidente cerebrovascular que afecta a las áreas del lenguaje pudiera darse el caso de que perdiera una de ellas en función del sitio específico al que afectara el derrame, ya que ambos se localizan en áreas distantes. Otros estudios han mostrado que las personas bilingües presentan conexiones neuronales específicas para cada uno de los dos idiomas. Ahora bien, volvamos al ejemplo de la persona natural de Quebec. Desde un punto de vista formativo, la cultura francesa canadiense presenta rasgos claramente diferenciales en relación a la cultura inglesa. ¿Podría ser que las personas que han vivido en dos culturas diferentes posean conexiones neurales también diferentes para cada una de estas culturas? De momento, todavía nos movemos en términos hipotéticos en relación a este ámbito de estudio. No obstante, algunos trabajos apuntan en esta dirección. ¿Qué papel desempeñan los períodos críticos en caso del bilingüismo? Diferentes trabajos con técnicas de neuroimagen han mostrado que niños que se han criado en entornos bilingües durante el período crítico para el lenguaje, desarrollan una organización de la corteza auditiva que codifica y representa a los dos idiomas de una forma conjunta. Investigadores del equipo de Patricia Kuhl han mostrado que los recién nacidos presentan una gran capacidad de

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percepción para poder distinguir diferentes aspectos sonoros. Si una persona adulta presentara esta habilidad, sería capaz de distinguir prácticamente la mayoría de las diferencias sonoras existentes entre todas las lenguas que se hablan en el mundo. Al terminar este período crítico en la corteza auditiva, el sistema se estabiliza, de tal forma que se pierde la capacidad de percibir esta rica amalgama de sonidos y la organización cerebral, en relación al lenguaje, queda determinada mayoritariamente por los idiomas con los que se ha tenido relación durante este período. En los últimos años, ha crecido el interés por identificar molecularmente a los agentes que actúan en el cerebro y que pueden explicar que el tejido durante unos períodos concretos de tiempo se muestre más susceptible a los efectos del entorno. Entre estos agentes, una molécula ha sido el punto de mira de diferentes equipos de investigación: el BDNF.11 Diferentes estudios han puesto de manifiesto que el BDNF ayuda a consolidar las conexiones entre las neuronas durante su comunicación. Asimismo, esta molécula parece importante para favorecer el crecimiento neuronal y para aumentar la velocidad de comunicación entre las neuronas. También se ha mostrado que es una sustancia implicada en inducir la terminación de las ventanas temporales que configuran los períodos críticos. De este modo, cuando ya se ha organizado el cerebro en función de las experiencias que hemos tenido en el entorno que nos hemos desarrollado, es necesario inducir cier11

Brain derived neurotrophic factor: factor neurotrófico derivado de cerebro.

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ta estabilidad a las mismas. Para ello se libera BDNF en grandes cantidades y éste acaba con la plasticidad extrema característica del período crítico. ¿Qué ocurriría si se liberara BDNF en grandes cantidades antes de tiempo? Probablemente, una liberación masiva de BDNF antes de que se hayan realizado las conexiones oportunas y el cerebro se haya organizado correctamente generaría una indiferenciación general del sistema. Merzenich sugiere que esta podría ser la causa de algunos de los trastornos del desarrollo que afectan al ser humano, como por ejemplo en el caso del autismo. El autismo es una patología bastante compleja que cursa con diferentes síntomas básicos: mínimas capacidades de interacción social, deterioro de la habilidad de comunicación, capacidad mermada para interpretar las intenciones y la expresión emocional de los demás, interés centrado en un tópico o acción, etcétera. Además, un porcentaje muy elevado de niños con autismo presenta retraso mental. De todas formas, en algunos casos de autistas se dan características extraordinariamente asombrosas. Seguramente el lector recuerde la magnífica interpretación realizada por Dustin Hoffman en la película Rain man –del director Barry Levinson– por la que ganó el Óscar al mejor actor en 1988. Hoffman hacía el papel de Raymond Babbitt, un autista con grandes capacidades mnémicas y atencionales. En la literatura médica se citan algunos casos que parecen haber salido de una película de Hollywood. Por ejemplo, hay recogido un caso de un niño invidente y autista que presentaba serios problemas de

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desarrollo. A pesar de que nunca había estudiado música, este niño era capaz de interpretar con un piano una melodía después de haberla escuchado por primera vez. Podía incluso tocar dos canciones a la vez (cada una con una mano) y estar cantando una tercera diferente. Otro caso sorprendente es el de una niña autista que podía determinar la amplitud exacta de diferentes objetos. En una ocasión, se le preguntó por la anchura de una roca que se encontraba a seis metros de profundidad. Sin dudarlo un segundo, esta niña contestó acertadamente que la roca medía 0,6 metros con 29,8 centímetros. Un caso que raya la ciencia ficción es el de dos gemelos autistas que poseían una capacidad de memoria sorprendente. Eran capaces de repetir sin equivocarse una lista de 300 dígitos después de haberla oído tan sólo una vez. De igual forma, poseían una capacidad atencional prodigiosa pues ambos niños pudieron identificar el número exacto de cerillas desparramadas por el suelo de una caja entera que se había caído: 111 cerillas. A pesar de que presentaban grandes dificultades para llevar a cabo simples cálculos aritméticos y no comprendían lo que era un cociente o un producto, podían especificar el día de la semana correspondiente a cualquier fecha que se les dijera de los últimos o próximos 40.000 años: “¿En qué día de la semana caerá el 26 de febrero del 2021? En viernes –contestaban al unísono–”. Resulta complicado encontrar una explicación a estas capacidades desarrolladas por los niños autistas. ¿Podrían deberse a la posible indiferenciación de su sistema nervioso? Algunos autores han sugerido que estas capacidades

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extraordinarias podrían aparecer a consecuencia de un daño en el hemisferio cerebral izquierdo que desencadenaría una mejora notable, desde un punto de vista funcional, en el derecho. Algunos autores, como Takao K. Hensch, distinguen entre lo que son los períodos críticos y los períodos sensibles. Un período crítico es una ventana temporal durante la cual la experiencia proporciona información que resulta esencial para el desarrollo normal y altera de forma permanente la organización cerebral. Por su parte, un período sensible queda constituido por un intervalo de tiempo limitado durante el desarrollo, en el que el efecto de la experiencia sobre las funciones cerebrales resulta particularmente poderoso. En términos generales, podemos destacar que durante los períodos críticos tiene lugar procesos de selección de las mejores representaciones neurales disponibles de todas las conexiones que compiten y que continuamente bombardean el cerebro en maduración. Partiendo de todo lo que hemos visto a lo largo de este capítulo, puede resultar relativamente sencillo contestar a la pregunta inicial de si estamos o no determinados por nuestros genes. En nuestro ADN tenemos la información sobre cómo se configuran y estructuran cada una de las partes de nuestro cuerpo. Nacemos con un sistema nervioso muy inmaduro, sobre todo en comparación con otros órganos y en relación a otras especies. Necesitamos años para que éste termine de desarrollarse. ¿Cuál puede ser el motivo?, ¿no sería más adecuado nacer con un cere-

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bro completamente desarrollado que nos permitiera, por ejemplo, tener recuerdos de nuestros primeros años de vida? Seguramente el lector se ha cuestionado con nostalgia en alguna ocasión por qué no recuerda sus primeros años de vida. Resulta que cuando nacemos las estructuras cerebrales encargadas de consolidar cierto tipo de memorias no se encuentran lo suficientemente maduras para dar soporte a esta función, tal como veremos en el capítulo “¿El saber no ocupa lugar?”. En el interior de todas nuestras neuronas nos encontramos con los genes que configuran nuestro ADN. Éstos proporcionan a las neuronas y a todas las células cerebrales un programa que identificará su estructura y sus funciones. Si los genes nos determinaran por completo, sin posibilidad de modificar ni variar su expresión, nuestro cerebro tendería a ser inmutable y estático, y no tendría sentido que naciéramos con este órgano en un estado de inmadurez. En definitiva, no podríamos hablar de plasticidad. Para hablar de plasticidad, necesariamente tienen que coexistir diferentes factores que puedan modificar la expresión de los genes en el cerebro. Factores que surgen de nuestra interacción con el entorno y que posibilitan la adaptación a un medio con continuas demandas cambiantes. ¿Estos factores influyen por igual en todos los momentos de nuestra vida?, ¿existen períodos durante los cuales nuestro sistema nervioso es más susceptible al efecto de estos factores? Tal como hemos ido analizando a lo largo de este capitulo, en nuestra vida se suceden varios períodos críticos en los que resulta más viable

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modificar la expresión de ciertos genes y en los que, por lo tanto, la plasticidad puede alcanzar tasas muy elevadas. Una lesión cerebral no presenta las mismas secuelas ni la misma evolución si se produce en un niño de tres años que si se produce en una persona de cincuenta. El cerebro de un niño de tres años se encuentra en un momento sensible del desarrollo, en el que diferentes factores pueden modificar cómo se usa la información genética; lo cual podría conllevar a una reorganización extensa de la estructura y de la función del cerebro. Esto no sucede a esta escala en el caso de la persona de cincuenta años. Por este motivo, los efectos de la lesión y la recuperación son claramente diferenciales para estas dos edades. De todas formas, es necesario distinguir, al menos, dos tipos de mecanismos generales relacionados con la plasticidad: (1) los cambios que tienen lugar en períodos críticos del desarrollo y (2) los cambios que se dan en otros momentos de nuestra vida de forma relativamente estable que posibilitan la adaptación al medio cambiante. En el capítulo “¿El saber no ocupa lugar?” se analizará cómo los procesos de aprendizaje y memoria nos permiten almacenar la información, modificar nuestras estructuras y adaptarnos al cambio.

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La música de los dioses Imaginémonos que nos encontramos en la ceremonia de apertura de los Juegos Olímpicos de Turín del 2006. Estamos escuchando la última actuación del ya fallecido Luciano Pavarotti, éste se encuentra cantando la aria del acto final de la ópera Turandot de Giacomo Puccini, el Nessun dorma. Esta aria es una composición musical pensada para una sola voz, que prosigue a la declaración de la princesa de que ninguna persona puede dormir hasta hallar el nombre del príncipe desconocido. Después de escucharla podemos pensar que la música es un don de los dioses que han tocado con su gracia a algunas personas y que nada tiene que ver con la práctica o con el trabajo duro. En contraposición a esta idea, el tarraconense Pau Casals (1876-1973), considerado uno de los mejores violonchelistas de todos los tiempos, casi a los cien años de edad, sorprendió con su respuesta a uno de sus alumnos que le planteó una cuestión acerca de su actividad como músico; cuando el alumno le preguntó: “Maestro, ¿por qué sigue

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practicando a estas alturas?”, el músico le respondió: “Porque estoy realizando progresos”. Hoy sabemos que la práctica de una determinada acción puede poner en marcha cambios importantes en la reorganización de los mapas corticales. A mediados de los años noventa, el equipo de investigación de Taub demostró que personas adultas que se dedicaban a tocar instrumentos de cuerda con los dedos presentaban un aumento considerable de la región de la corteza que respondía al contacto con los dedos, en comparación con los músicos dedicados a la práctica de otro tipo de instrumentos, por ejemplo los de viento. ¿Puede una manifestación cultural como la música modificar la estructura del cerebro? La música es una actividad humana natural presente en todas las sociedades que constituye una de las demandas cognitivas más compleja que la mente humana puede llevar a cabo. Al contrario que otras actividades sensomotoras, la interpretación de la música requiere una temporización muy meticulosa de acciones organizadas jerárquicamente, así como un control muy preciso del intervalo de producción del tono, implementado mediante diversos efectores en función del instrumento utilizado. Tanto si un niño pequeño canta “El patio de mi casa” o la famosa violinista Shaundra interpreta el concerto número 3 de Las cuatro estaciones de Antonio Vivaldi, los mecanismos neuronales implicados en la percepción y la producción de la música nos proporciona una fuente muy prolija de atrayentes aspectos en el estudio del funcionamiento del cerebro. En la música, las interacciones entre

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los sistemas motor y auditivo son de especial interés, en tanto que cada acción destinada a la producción de un sonido influye en la siguiente acción, lo que permite una implicación sensomotora. Cuando un músico toca un instrumento tiene lugar un determinado conjunto de cambios sensomotores, por ejemplo pensemos en el maestro gaditano Paco de Lucía cuando interpreta una pieza con su guitarra. Cuando este guitarrista flamenco andaluz, considerado uno de los mejores maestros de la guitarra de todos los tiempos, empieza a tocar su guitarra para interpretar uno de los movimientos –por ejemplo el adagio del Concierto de Aranjuez del compositor español Joaquín Rodrigo–, el sistema motor del cerebro controla los movimientos precisos necesarios para producir el sonido en los fragmentos del concierto resueltos con tranquilos arpegios de guitarra. El sonido producido queda procesado por el sistema auditivo, el cual se utiliza para ajustar las órdenes motoras que se envían a los músculos encargados de hacer sonar la guitarra y se alcanza así el efecto deseado. Hoy en día, se cree que las señales que provienen de la corteza motora, pueden influir en la información que se procesa en la corteza auditiva, incluso en ausencia de sonido, o antes de que éste tenga lugar. Además, las representaciones motoras se cree que se pueden activar, incluso en ausencia de movimiento, al escuchar el sonido. Todo esto nos indica que hay una compleja interacción entre los mecanismos sensoriales y los mecanismos de producción en lo que respecta a la música.

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Cuando Paco interpreta el Adagio del Concierto de Aranjuez, su ejecución requiere un control muy preciso de la temporización para poder seguir una estructura rítmica que resulta marcadamente jerárquica (el cronometraje del ritmo). Además, nuestro maestro gaditano debe controlar el tono para producir intervalos musicales específicos, que a pesar de ser críticos para la música, no lo son en el caso del lenguaje. De esta forma, podemos decir que la música implica unas demandas muy específicas y únicas para nuestro cerebro. Vamos a analizar qué sucede en los mecanismos de producción de la música. Cuando un músico interpreta una pieza, como mínimo necesita tres sistemas básicos de control motor: la temporización o cronometraje, la secuenciación y la organización espacial del movimiento. La temporización precisa de los movimientos se relaciona con la organización del ritmo musical, mientras que la secuenciación y los aspectos espaciales del movimiento se relacionan con la ejecución de notas individuales en el instrumento.12 Por lo que se refiere a la temporización, la capacidad para proyectar la información temporal al movimiento se ha atribuido a un reloj neural o a un mecanismo de cro12 Actuales trabajos con técnicas de neuroimagen parecen indicar que la temporización y cronometraje motor no se encuentran bajo el control de una única estructura cerebral, sino por un sistema formado por varias regiones que controlan parámetros específicos del movimiento y que dependen de la escala temporal de la secuencia rítmica. El control de alto nivel de la ejecución de la secuencia parece implicar a los ganglios basales, la corteza premotora y el área motora suplementaria, mientras que la corrección de movimientos individuales estaría controlada por el cerebelo.

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nometraje, en el cual el tiempo se representa a través de pulsos u oscilaciones. No obstante, también se ha sugerido que podría resultar de una propiedad emergente de la cinemática del propio movimiento.13 En relación a la secuenciación y a la organización espacial del movimiento, debemos tener presente que se trata de dos aspectos críticos del estudio de cómo regula el cerebro la ejecución de la interpretación musical. Cuando Paco de Lucía interpreta una pieza requiere de una secuenciación motora en relación a la ordenación de los movimientos individuales y una organización espacial muy precisa de los movimientos. Otro aspecto importante es la percepción que el músico tiene del sonido mientras está tocando. Tal como especificábamos anteriormente, el sonido producido por un instrumento se procesa en la corteza auditiva14 y se utiliza para ajustar las órdenes motoras que se envían a los mús13 La secuenciación motora parece depender de la corteza frontal, de los ganglios basales, del área motora suplementaria, del cerebelo y de la corteza premotora dorsal. Recientes estudios de neuroimagen han sugerido que ésta última región de la corteza también podría desempeñar un papel crítico en la organización espacial del movimiento, ya que participa activamente en el aprendizaje de trayectorias espaciales. 14 La corteza auditiva primaria (A1) proyecta a otras estructuras y forma tres corrientes de procesamiento de la información auditiva: (1) una corriente que proyecta ventralmente al neocórtex temporal, (2) una corriente que proyecta anteriormente a lo largo del giro temporal superior y (3) una corriente que sigue un curso más dorsal y posterior para alcanzar diferentes regiones parietales. En el procesamiento de la música, se ha sugerido que las corrientes auditivas más dorsales podrían ser relevantes para el procesamiento espacial y para analizar los sucesos que varían en el tiempo. De esta forma, constituirían un enlace con los sistemas motores, dado que los movimientos ocurren en el tiempo y en el espacio. En cambio, las vías ventrales podrían estar especializadas en las propiedades invariantes del estímulo auditivo. Estudios recientes con técnicas de neuroimagen han mostrado que el tono de la música podría ser procesado por diferentes corrientes, mientras que el ritmo implicaría a diferentes estructuras como los ganglios basales, el cerebelo, la corteza premotora dorsal y el área motora suplementaria.

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culos encargados de hacer sonar el instrumento musical. Además del tono o la melodía de una canción, la música también depende del ritmo. Diferentes estudios han mostrado que el tono y el ritmo se pueden percibir de forma separada. No obstante, ambos interactúan para crear la percepción musical. Pacientes con daño cerebral pueden ser incapaces de procesar la melodía sin mostrar problemas con la percepción del ritmo, y lo mismo puede ocurrir en sentido contrario. Tal como estamos viendo, la música es una fuente de ricas interacciones entre los sistemas auditivo y motor. ¿Podría el sistema auditivo influir de una forma predictiva sobre los componentes motores? Imaginemos que hace unos años tuvimos la magnífica oportunidad de asistir al Festival Internacional de Jazz de Montreal, donde pudimos ver tocar el piano al gigante del Jazz, Oscar Peterson. Cuando estábamos en plena actuación de Peterson, automáticamente nuestro pie izquierdo comenzó a moverse al son de la música, marcando con suaves golpes sobre el asfalto el ritmo trepidante que imprimía el pianista. ¿Quién no ha marcado con su pie el ritmo de una canción capaz de despertar una amalgama de emociones musicales? Esta capacidad de marcar a lo largo de un pulso repetitivo identificable se encuentra presente para muchos estilos de música. Se trata de un período de pulsos que suele coincidir con las sacudidas fuertes de la métrica del ritmo. Cuando en Montreal marcábamos el ritmo de la música de Peterson, anticipábamos los acentos del ritmo casi sin darnos cuenta.

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Si al escuchar una pieza musical llena de ritmo nuestro sistema motor se pone en marcha, es lógico pensar que la música podría ayudar a personas que presentan alteraciones del movimiento, por ejemplo en personas con la enfermedad de Parkinson. Las personas que padecen la enfermedad de Parkinson presentan alteraciones motoras que incluyen rigidez de las extremidades y del cuello, enlentecimiento de los movimientos, presencia de temblor cuando se encuentran en reposo y mínimas expresiones faciales. Se ha podido comprobar que estímulos auditivos rítmicos mejoran la capacidad de andar en pacientes con esta enfermedad. La música suele estructurarse rítmicamente en una jerarquía basada en la métrica. Esta estructura crea expectaciones musicales que le permiten tanto al músico como a la persona que se deleita con la interpretación de éste llevar a cabo predicciones sobre aspectos futuros de esa estructura. La capacidad que tenemos de marcar el ritmo parece exclusiva de la música y constituye una conducta natural que puede darse en cualquier persona, sin necesidad de haber estudiado música en un conservatorio. Cuando nos encontrábamos delante del ya fallecido Oscar Peterson en el Festival Internacional de Jazz de Montreal, para poder marcar el ritmo de su música debíamos extraer la información temporal relevante de un estímulo auditivo muy complejo: la música. Con esta información, debíamos ser capaces de hacer las predicciones oportunas que posibilitaran la planificación y la ejecución de una secuencia de movimientos muy precisos en el

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tiempo: nuestros golpes de pie sobre el asfalto. Diferentes evidencias experimentales indican que las secuencias musicales son planificadas y ejecutadas en términos de una estructura métrica. La precisión temporal es esencial en la ejecución musical, pues es capaz de llevar la estructura métrica para crear expectaciones musicales correctas. ¿Qué sucedería si se modificara la retroalimentación auditiva que recibe el sistema motor de un músico cuando interpreta una determinada pieza? Cuando la violinista Shaundra interpreta el Concerto número 3 de Las cuatro estaciones de Antonio Vivaldi, el tono es variable y debe ser controlado de forma continua. Shaundra debe escuchar cada nota producida por su violín e implementar los ajustes motores de forma ajustada en el tiempo. Si pusiéramos unos cascos aislantes en las orejas de Shaundra para bloquear la retroalimentación auditiva, la violinista podría ejecutar correctamente el Concerto, no obstante los aspectos expresivos de su interpretación se verían notablemente afectados. Se ha podido comprobar que cuando se manipula experimentalmente la retroalimentación auditiva, introduciendo retrasos o distorsiones, la ejecución motora se ve significativamente alterada. Estos estudios sugieren que esas alteraciones ocurren dado que las acciones y percepciones dependen de una única representación mental. Autores como Zatorre y colaboradores de la Universidad McGill de Montreal sugieren que los circuitos que enlazan los sistemas auditivo y motor podrían constituir el sustrato neural de esta representación cognitiva. Por otro lado, se ha estudiado la actividad cerebral

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que muestran pianistas profesionales cuando escuchan piezas musicales que les resultan familiares y cuando ellos las interpretaban al piano. Estos trabajos analizaban la actividad que mostraba el cerebro de los pianistas cuando escuchaban las piezas y no llevaban a cabo ningún tipo de movimiento con las manos y cuando las interpretaban y no recibían retroalimentación auditiva. Los resultados han mostrado que las regiones cerebrales que se activan en ambas condiciones se solapaban.15 Otros trabajos han observado que cuando pianistas profesionales escuchan melodías que conocen se activa su corteza motora, mientras que cuando observan a alguien tocar el piano lo hace su corteza auditiva. ¿Modifica el entrenamiento musical la estructura del cerebro? Antes de contestar esta pregunta directamente vamos a analizar algunos trabajos pioneros en este campo. En los años noventa, Jenkins y colaboradores analizaron la corteza de monos adultos. Estos autores utilizaron la tarea de un rotor de persecución para entrenar a los primates en una habilidad sensomotora específica. Esta tarea consistía en apuntar un disco giratorio con la punta de un dedo. La ejecución correcta de la tarea se encontraba reforzada con la administración de un premio para el animal: un plátano. Para ganarse el plátano, los monos debían tocar el disco sólo ejerciendo la presión adecuada con la punta del dedo. Una presión mayor o menor de la 15 Las regiones que se activaron de forma conjunta fueron la corteza premotora, el área motora suplementaria y el plano temporal.

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demandada por los investigadores acarreaba la pérdida del refuerzo. De esta forma, lo que Jenkins y colaboradores estaban enseñando a los monos era una habilidad sensomotora muy fina. Llevaron a cabo cientos de ensayos con los animales. Una vez acabado todo el período de entrenamiento, volvieron a analizar su corteza. La sorpresa fue que el área que se correspondía con la punta del dedo en la corteza había aumentado a medida que los sujetos experimentales comenzaban a presentar la habilidad de presionar el disco sólo con una determinada presión. Así mismo, estos investigadores mostraron que el refuerzo tenía un papel crítico en la facilitación del aprendizaje de la tarea. Si el mono estaba motivado para llevar a cabo correctamente la tarea, debido a que recibiría el plátano, su sistema nervioso se comportaba de una manera más plástica y así facilitaba la reorganización de las conexiones neuronales y aumentaba la efectividad de la comunicación entre las neuronas que procesaban la información del dedo. Con este trabajo se pusieron de manifiesto dos propiedades subyacentes a los mecanismos de plasticidad neural: por un lado la eficiencia de las conexiones y por otro lado la selectividad neuronal. Jenkins y sus colaboradores se dieron cuenta de que, a medida que los monos se entrenaban en esta tarea, la representación de la punta del dedo en la corteza se iba haciendo cada vez mayor. No obstante, después de un tiempo aumentaba en gran medida la efectividad de las neuronas, lo cual implicaba que se necesitaba un menor número de ellas para llevar a cabo el mismo

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trabajo. A medida que se practicaba la habilidad, las neuronas se volvían más selectivas y aumentaban la precisión de la función. Al principio del experimento, cuando un mono tocaba el disco con el dedo, una neurona recogía información de una región concreta de la punta del dedo (es lo que se denomina ‘el campo receptor de una neurona’, es decir, qué zona abarca de nuestro cuerpo para recibir la información). A medida que practicaba la tarea, la información de esa región era recogida por más de una neurona, lo cual aumentaba la precisión del sentido del tacto. Los campos receptores de las neuronas se hacían más pequeños, pese a que el tamaño de la representación de la punta del dedo en la corteza aumentaba. Esta plasticidad puede aplicarse directamente a la música. Si una persona empieza a aprender a tocar un instrumento, a medida que practica su ejecución se producirá una serie de cambios en su sistema nervioso. Conductualmente también se dan una serie de modificaciones que podemos ir observando en función de la práctica del instrumento. Imaginemos un niño que empieza a estudiar música en el conservatorio y escoge el piano como el instrumento en el que le gustaría especializarse. En un principio, al tocar las notas musicales, el niño utiliza los dedos pero también las muñecas, los brazos, los antebrazos y los hombros. Incluso la ejecución puede ir acompañada de ciertas expresiones faciales. Conforme va adquiriendo práctica, el novel músico comienza a desprenderse de los movimientos y gestos superfluos y se centra tan sólo en los músculos que necesariamente han

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de acompañar su ejecución. Por último logra utilizar únicamente los dedos específicos para interpretar cada nota. Algo parecido sucede con la destreza deportiva. Cuando nos iniciamos, por ejemplo, en la práctica del esquí, primero intentamos mantenernos sobre las tablas usando los pies, espinillas, rodillas y muslos. Incluso se intentan complejos giros del torso para intentar cambiar la dirección de los esquís o para mantenernos erguidos sobre el plano. Al final de cada una de las primeras jornadas de práctica del esquí, es bastante frecuente toparnos con un desagradable dolor en las rodillas. Se fuerzan las articulaciones debido a que estamos utilizando partes de nuestro cuerpo que no aportan el componente sensomotor crítico para una buena ejecución. A medida que vamos entrenando, la mejora de nuestros movimientos se hace patente, para terminar casi exclusivamente dependiendo de la posición de los pies para poder realizar un buen descenso. Además de la eficiencia, la selectividad y la precisión que produce el entrenamiento sobre nuestros circuitos neurales, es lógico pensar que la velocidad de procesamiento de la información fuera otro de los parámetros sometidos a los mecanismos de plasticidad cerebral. Experimentos llevados a cabo en el laboratorio de Merzenich pusieron de manifiesto que las neuronas que se tornaban más eficientes debido al entrenamiento presentaban un tiempo de procesamiento de la información óptimo. Para llegar a esta conclusión, estos investigadores utilizaron una tarea de discriminación auditiva en primates no humanos. Se trataba de enseñar a los monos a identifi-

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car sonidos en tiempos progresivamente inferiores. Al analizar las neuronas individuales de las cortezas de los monos, observaron que a medida que las neuronas se entrenaban, se activaban de forma más rápida ante los sonidos, llevaban a cabo el procesamiento de la información en un intervalo más corto y requerían menos tiempo para poder volverse a activar en presencia de nuevos sonidos. Además, las células más rápidas normalmente eran más susceptibles a responder de forma sincronizada y a formar agrupaciones neuronales para poner en marcha señales conjuntas de una forma consistente y sin margen de error. Asimismo, estos autores mostraron que los cambios plásticos, fruto del entrenamiento, que podían persistir en el tiempo eran los que habían tenido lugar cuando el animal prestaba atención. Si se ejercitaba a un mono en una tarea de entrenamiento en la que no tenía que prestar atención, había cambios pero no perduraban a largo plazo. Diferentes técnicas de neuroimagen han mostrado la existencia de cambios estructurales en el cerebro humano que coinciden, y probablemente son subyacentes, con diferentes capacidades cognitivas especializadas, entre ellas la música. El entrenamiento musical parece asociarse con características diferenciales tanto en las regiones auditivas como en las motoras del cerebro. En relación a los sistemas auditivos, se ha podido comprobar que los músicos profesionales presentan un mayor volumen en la corteza auditiva, en comparación con personas que no tocan instrumentos ni han estudiado música. Además, este hallazgo correlaciona con la capacidad que muestran

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los sujetos en la percepción del tono. Por lo que se refiere a los sistemas motores, se ha puesto de manifiesto que los músicos presentan más concentración de sustancia gris en la corteza motora. Estos datos son consistentes con los experimentos de Elbert y colaboradores que mostraban que los músicos expertos en tocar instrumentos de cuerda presentan unas representaciones corticales más amplias de los dígitos de la mano izquierda. Este efecto correlacionaba con la edad en la que el músico comenzó su entrenamiento musical: aquellos que llevaban más años practicando presentaban mayores representaciones de los dedos en la corteza. De igual forma, a mediados de los años noventa, Schlaug y colaboradores mostraron que los músicos profesionales presentaban una mayor densidad de las conexiones que comunican los dos hemisferios cerebrales.16 En definitiva, todos estos trabajos parecen indicar que el cerebro de los músicos difiere estructuralmente del cerebro de las personas que no tocan instrumento alguno. Esas diferencias podrían estar relacionadas con cuándo empieza el entrenamiento musical en los músicos y/o con la cantidad de entrenamiento que reciben. No obstante, lo que debemos preguntarnos es si esas diferencias estructurales se deben exclusivamente al entrenamiento musical, o bien si podrían deberse a diferencias preexistentes en las capaci16 Schlaug y colaboradores (1995) demostraron la existencia de un mayor cuerpo calloso anterior en los músicos profesionales. Además, estos hallazgos mostraron la existencia de un período sensible para la ejecución motora. Otros estudios posteriores han mostrado diferencias a nivel del cerebelo (Hutchinson y col., 2003) y de la cápsula interna (Bengtsson y col., 2005).

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dades motoras o auditivas que predispusieran a los sujetos a interesarse por la música y a recibir el entrenamiento. Desde un punto de vista funcional, diferentes trabajos han puesto de manifiesto que los músicos profesionales muestran unos niveles de actividad más bajos en las regiones motoras, en comparación con sujetos controles, durante la ejecución de tareas simples motoras. Estos datos sugieren que los músicos presentan un patrón más eficiente de utilización de su cerebro para llevar a cabo este tipo de tareas. Siguiendo la línea del pensamiento de Pau Casals, va quedando claro, por lo expuesto hasta el momento, que para progresar se ha de practicar. Llegados a este punto, es necesario plantearse una serie de cuestiones que podrían resultar muy interesantes: ¿toda la práctica tiene que ser real para producir los cambios plásticos en el cerebro?, ¿no podríamos practicar mentalmente? Para contestar a estas cuestiones, el equipo de investigación del valenciano Álvaro Pascual-Leone, profesor de neurología de la Escuela Médica de Harvard, diseñó un curioso experimento. Estos investigadores ejercitaron a un grupo de personas para que llevaran a cabo una tarea de práctica con el piano. Ninguno de los sujetos del experimento tenía conocimientos de interpretación musical con este instrumento, así que les instruyeron en la interpretación de una secuencia concreta de notas musicales, indicándoles qué movimientos debían realizar con sus dedos e instándoles a prestar atención a las notas que interpretaban. Los sujetos experimentales fueron asignados aleatoria-

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mente a una de dos posibles condiciones: un grupo de sujetos interpretó en un piano la secuencia de notas durante cinco días, practicando dos horas diarias, y el otro grupo estuvo el mismo tiempo sentado delante del piano pero en lugar de interpretar la secuencia se imaginaba que tocaba el instrumento. Todos los días que duró la práctica (real para unos e imaginada para otros) se analizó la corteza de ambos grupos antes, durante y al finalizar la sesión. Al finalizar el entrenamiento, los sujetos de ambos grupos debían interpretar la secuencia, mientras un programa informático analizaba la calidad de su ejecución musical. El equipo de Pascual-Leone mostró que hubo una mejora en la precisión de las interpretaciones de ambos grupos y que en ambos casos se dio una reorganización de la corteza cerebral. No obstante, el grado de mejora se mostró superior en el grupo de práctica real. Lo realmente sorprendente fue que los sujetos que habían llevado a cabo la práctica imaginada podían ponerse al mismo nivel que los sujetos que se habían entrenado tocando físicamente el piano. Para ello tan sólo necesitaban una única sesión de dos horas interpretando físicamente en el piano la secuencia de notas. Este hallazgo pone de manifiesto que la práctica imaginada de una habilidad determinada, como es la interpretación de una secuencia de notas musicales en el piano, puede resultar tan efectiva como la práctica real, para adquirirla y para mejorar en la precisión de su propia ejecución.

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¿El saber no ocupa lugar? Uno de los motores que ha empujado al ser humano ha sido la obtención de conocimiento. Esto le ha permitido tener una mejor comprensión del medio interno y del medio externo y le ha permitido avanzar en muchos aspectos que le han facilitado, en términos generales, la vida. En el proceso de obtención del conocimiento se pueden implementar un conjunto muy variado de metodologías. En relación al conocimiento vulgar, una de las premisas que han destacado por lo que se refiere a los procesos de aprendizaje y la memoria ha sido que el saber no ocupa lugar. Cuántas veces hemos oído la frase: “No te preocupes, si el saber no ocupa lugar”. Hace décadas que el ser humano cuenta con dispositivos y herramientas que le posibilitan la tarea de guardar y almacenar cantidades ingentes de datos. ¿Quién no dispone en casa de una unidad de grabación de CD, un disco duro portátil o un ordenador donde organizar y gestionar datos? En la edad media, sólo un porcentaje pequeño de personas tenía acceso al conocimiento escrito, a los libros. La tendencia utili-

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zada, tanto en el ámbito de las artes como de la guerra o la economía, era la de memorizar y almacenar la información en el propio individuo. Comparando, por lo tanto, el lugar que ocupaba un códice medieval de veinte kilogramos de peso en comparación a la posibilidad de guardar la información en la propia memoria del individuo o en la memoria colectiva, la diferencia era notable. En este contexto, plantearse si el saber no ocupa lugar tenía un importante sentido racional. Hoy en día, utilizando el método científico ¿podríamos decir que el saber no ocupa lugar? Dicho de otra forma, ¿por qué somos capaces de recordar las cosas?, ¿el aprendizaje genera cambios en nuestro cerebro que permiten la consolidación de la información para formar una memoria que pueda ser evocada y pueda utilizarse en el momento en que se necesite? Para poder contestar a estas cuestiones, lo primero que deberíamos hacer es describir cómo aprende nuestro cerebro. El aprendizaje es una propiedad fundamental del cerebro que se manifiesta de diversas formas a través de múltiples sistemas diferenciados anatómica y funcionalmente. Es necesario partir de una premisa vertebral, que es que el entorno modifica nuestro comportamiento, puesto que cambia nuestro sistema nervioso. Los mecanismos principales por los que las experiencias cambian nuestra conducta se encuentran íntimamente relacionados con el aprendizaje, puesto que es el proceso por el que adquirimos nueva información o conocimiento. La memoria constituye el proceso por el cual este conocimiento es codificado, almacenado y, más tarde, recuperado; es decir, la persistencia

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del aprendizaje en un estado que permite manifestarlo más tarde. Aprendemos y recordamos muchas cosas; sin embargo, esta variedad de cosas no parecen procesarse ni almacenarse en las mismas regiones cerebrales. Ninguna estructura cerebral o mecanismo celular puede explicar todos los tipos de aprendizaje. Asimismo, la manera en que una información de un tipo particular queda almacenada puede cambiar a lo largo del tiempo. El ser humano resulta excepcionalmente flexible en su interacción con el medio que lo rodea. El aprendizaje le proporciona un fundamento claro para esa flexibilidad. Cuando las personas adquirimos información del mundo, ésta se tiene que almacenar e implica una gran variedad de alteraciones y modificaciones en los contactos que establecen las neuronas (modificaciones sinápticas) en diferentes regiones de nuestra corteza. La actividad, producida por el aprendizaje, que tiene lugar entre las neuronas permite el fortalecimiento de las conexiones entre ellas a través de diferentes mecanismos. Teniendo presente estos aspectos, toda la corteza cerebral tiene la capacidad potencial de sustentar el aprendizaje mediante modificaciones en los mecanismos de plasticidad sináptica y, posiblemente, mediante el nacimiento de nuevas neuronas en algunas regiones más primitivas. Dentro de la corteza, el lóbulo temporal medial17 ha sido una de las regiones que ha experimentado gran número de investigaciones, potenciadas, posiblemente, por las evidencias clínicas de 17

Incluye el hipocampo y la corteza colindante perirrinal, entorrinal y parahipocámpica.

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pacientes con amnesias. De todas formas, es importante destacar que el aprendizaje no queda limitado a la corteza: diversos tipos de aprendizaje usan diferentes regiones cerebrales.

Lóbulo temporal medial. En la imagen podemos observar la organización del lóbulo temporal medial. Mediante un corte transversal podemos ver la formación hipocampal (hipocampo), la corteza entorrinal, la corteza perirrinal y la corteza parahipocampal (apaptada de Bear y col., 2008).

Inicialmente, desde los conocimientos que nos aporta la neurociencia cognitiva, podemos dividir el aprendizaje en dos tipos claramente diferenciados: el aprendizaje explícito y el aprendizaje implícito. El aprendizaje explícito impli-

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ca un conocimiento consciente tanto de experiencias autobiográficas como de hechos, que se almacenan como memorias episódicas y memorias semánticas, respectivamente. Por ejemplo, cuando nos acordamos de que el lunes la vecina del primero bajó con nosotros en el ascensor a primera hora de la mañana o cuando sabemos que Roma es la capital de Italia, estamos utilizando la memoria explícita. El aprendizaje implícito, por su parte, implica el aprendizaje de hábitos y habilidades, el aprendizaje influido por los aspectos emocionales de la situación, etcétera. Por ejemplo, cuando aprendemos a montar en bicicleta o a esquiar estamos formando memorias implícitas. Durante el proceso de aprendizaje, la información de nuestro entorno permanece en un estado en el que se puede mantener y manipular de forma activa. Esto es así gracias a la denominada memoria de trabajo. La memoria de trabajo nos permite retener temporalmente una pequeña cantidad de información, de manera que se pude acceder a ella directamente. Tanto la información sensorial como la información interna pueden hacerse conscientes utilizando los procesos atencionales. Una vez tenemos consciencia de la información, ésta puede ser codificada y almacenada a largo plazo. No obstante, existen múltiples evidencias de la existencia de aprendizajes no conscientes, aunque pocos resultan en memorias a largo plazo. La cognición consciente converge en el aprendizaje explícito, tanto episódico como semántico. El aprendizaje perceptual, por su parte, también puede implicar memorias conscientes y

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explícitas. Incluso el aprendizaje implícito también puede suceder con aprendizajes de estímulos conscientes. En general, podemos destacar que el aprendizaje implícito es evocado con frecuencia por acontecimientos conscientes y explícitos, no obstante los aprendizajes implícitos no se acompañan de la conciencia consciente de que uno tiene esa memoria. Si alguien nos pregunta qué es lo que hacemos para mantener el equilibro cuando montamos en bicicleta o cuando bajamos por una pista en paralelo con nuestros esquís, nos resulta harto complicado explicarlo con palabras. Sabemos inconscientemente qué postura poner y qué secuencia de movimientos llevar a cabo, pero a la hora de “declarar” y de “explicitar” verbalmente nuestra habilidad resulta muy difícil.

En 1993 Squire y colaboradores categorizaron dos sistemas principales de aprendizaje en función de las áreas cerebrales implicadas: el aprendizaje explícito y el aprendizaje implícito.

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En definitiva, la memoria podría definirse como las representaciones a largo plazo y duraderas que pueden verse reflejadas en el pensamiento, la experiencia o la conducta. El aprendizaje es la adquisición de esas representaciones, la cual implica un amplio rango de áreas cerebrales y diferentes circuitos. El proceso de formación de la memoria resulta complejo y parece incluir al menos dos etapas secuenciales: la memoria a corto plazo y la memoria a largo plazo. La memoria a corto plazo nos permite almacenar una cantidad limitada de información durante un corto período de tiempo. Es una memoria relativamente frágil y transitoria que resulta muy vulnerable a casi cualquier tipo de interferencia. Por el contrario, la memoria a largo plazo nos permite almacenar una gran cantidad de información durante un tiempo ilimitado, y es una memoria más estable y duradera y poco vulnerable a las interferencias. Durante el aprendizaje, el proceso de formación de una memoria a largo plazo parece ser gradual, y presenta grados crecientes de estabilidad a medida que pasa el tiempo y con la repetida evocación de la información almacenada. En cualquier caso, las memorias no son inmutables y suelen cambiar con el tiempo, ya que pueden ser modificadas y moduladas por una gran diversidad de factores. La demostración de la vulnerabilidad de la memoria, cuando ésta se encuentra en un estado activo, refuerza la idea de que las memorias, reorganizadas en función de las nuevas experiencias, experimentan un

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proceso de estabilización. De este modo, en la formación de una memoria podemos distinguir tres estadios claramente diferenciados: el aprendizaje que permite la adquisición de la información a través de los sentidos constituye el primer estadio, al que le sigue el proceso de consolidación, que conlleva a su estabilización de forma gradual y permite que los procesos endógenos activados por una experiencia modulen la persistencia de la traza de memoria. La recuperación (tercer estadio) reactiva las memorias almacenadas para que puedan ser usadas como guía de la propia conducta. Desde un punto de vista biológico, la consolidación de la memoria se refiere al proceso por el que las memorias a corto plazo se convierten en memorias a largo plazo, es decir, el período de transición desde un estado fisiológico inicial lábil hasta el establecimiento de una memoria duradera. La duración de la consolidación está en relación con el curso temporal que siguen los procesos celulares y moleculares subyacentes al aprendizaje, y depende de las interacciones entre los diferentes sistemas de memoria. Durante la consolidación se produce la actividad neural necesaria para estabilizar las asociaciones adquiridas en el aprendizaje. Hasta que éstas no son fijadas, la memoria es susceptible a la disrupción. No obstante, recientemente han surgido nuevos estudios que parecen demostrar que las memorias pueden ser lábiles no sólo después del aprendizaje sino también después de su reactivación o recuperación. El estadio de consolidación que sigue a la

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reactivación de una traza de memoria previamente adquirida se conoce como reconsolidación. Durante este período, una traza de memoria estable se puede volver nuevamente lábil y modulable. A pesar de que diferentes estudios han sugerido que estos dos estadios (consolidación y reconsolidación) podrían compartir procesos celulares y moleculares comunes, presentan algunas diferencias importantes. Por otro lado, se debe tener en cuenta que el aprendizaje y la memoria se manifiestan de diversas formas a través de múltiples sistemas, anatómica y funcionalmente diferenciados. Durante el período de consolidación de la información, la formación de una traza de memoria en un sistema cerebral puede ser modulada por la acción de otros sistemas neurales, que pueden tanto facilitarla como dificultarla, en función de las condiciones del aprendizaje. De los diferentes sistemas biológicos y tratamientos que han demostrado ser capaces de modular la formación de la memoria, se ha podido comprobar que su período de acción se encuentra limitado a una ventana temporal después de la activación de la traza de memoria. Es durante el tiempo en el que se mantiene activa la memoria cuando es posible reorganizar el material recientemente aprendido. Debido a esto, y debido a la existencia de diversos estadios de formación de la memoria, el efecto sobre la formación de una nueva memoria de los procedimientos que alteran la transmisión neural en curso dependerá del momento en el que se administren o sucedan.

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En 2001 Eichenbaum y Cohen propusieron la existencia de tres sistemas paralelos de memoria en relación a tres regiones cerebrales: el estriado, la amígdala y el hipocampo (memoria procedimental, emocional y declarativa, respectivamente). Cada tipo de memoria implicaría diferentes regiones cerebrales.

Cuando las memorias se encuentran en un estado activo, tal como sucede en los estadios de consolidación y de reconsolidación, son lábiles y susceptibles de ser alteradas o facilitadas mediante sistemas endógenos moduladores o incluso mediante la administración de tratamientos experimentales aplicados en la ventana temporal adecuada. Desde el punto de vista celular y molecular, el aprendizaje se ha caracterizado como un conjunto de cambios plásticos en la efectividad de la comunicación entre las neuronas (la transmisión sináptica). Vamos a abordar estos aspectos desde una perspectiva temporal, diferenciando el aprendizaje y la formación de memorias a corto y a largo plazo. La traza de memoria a corto plazo empieza a perder intensidad de forma progresiva minutos después de la adquisición del aprendizaje. No parece implicar la puesta en marcha de mecanismos

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de expresión génica, y puede seguir diferentes rutas bioquímicas en función del área cerebral estudiada. Por su parte, el mecanismo bioquímico de la formación de la memoria a largo plazo parece ser común a las diferentes áreas cerebrales estudiadas, y parece ser el mismo para los diferentes tipos de aprendizajes. Además, requiere poner en marcha diferentes mecanismos de expresión génica y síntesis de proteínas, que originan determinadas modificaciones estructurales en la neurona y permiten, por consiguiente, la estabilización de los cambios en la efectividad sináptica. A pesar que desde una perspectiva temporal se haya considerado clásicamente la formación de la memoria a corto y a largo plazo como dos procesos seriados, existen recientes evidencias experimentales que inducen a pensar en la posibilidad de que también constituyan dos procesos paralelos. Considerando esta idea, algunos autores han sugerido que los mecanismos moleculares subyacentes tanto a la memoria a corto plazo como a la memoria a largo plazo se podrían estar poniendo en marcha incluso desde los momentos iniciales de la propia situación de aprendizaje. Estos mecanismos moleculares son discontinuos y presentan cursos temporales claramente definidos. En resumen, podemos decir que durante el aprendizaje y la formación de una memoria tiene lugar un conjunto de cambios plásticos en la efectividad de la comunicación entre las neuronas en regiones cerebrales críticas.18 18

Por ejemplo, el hipocampo, la corteza, el estriado, el cerebelo y la amígdala.

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El aprendizaje representa cambios en las neuronas que facilitan el almacenamiento de nueva información; lo que implica que las neuronas son plásticas y flexibles. Este almacenamiento parece ser el resultado de cambios en la fuerza de la comunicación entre las neuronas que procesan y almacenan información. Hace más de cuarenta años que los científicos buscan los mecanismos neurales plásticos subyacentes al aprendizaje. Ya a principio de los años setenta, Terje Lømo y Tim Bliss mostraron que la estimulación eléctrica de alta frecuencia y administrada de forma breve en circuitos del hipocampo producía un aumento en la fuerza de la comunicación entre las neuronas que se mantenía a largo plazo. Este fenómeno experimental se denominó potenciación a largo plazo (PLP). La PLP se constituyó como el fenómeno de plasticidad cerebral más estudiado en el sistema nervioso de los mamíferos. Hoy en día no queda la menor duda de que este fenómeno experimental se encuentra íntimamente ligado a los mecanismos celulares y moleculares subyacentes al aprendizaje y a la formación de la memoria. De este modo, se ha podido comprobar que los efectos de la PLP suelen ser más potentes y significativos en estructuras neurales críticas para el aprendizaje y la consolidación de la memoria. De forma añadida, la PLP puede producirse con intensidades de estimulación que se dan durante la actividad nerviosa estándar. También se ha demostrado que diversas tareas de aprendizaje inducen cambios parecidos a los generados por la PLP en diferentes regiones del sistema nervioso.

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D. O. Hebb (1904-1985) es considerado el padre de la psicobiología cognitiva. Este autor planteó a finales de los años cuarenta dos ideas cardinales que han influido de manera decisiva en el campo de las ciencias cognitivas: la idea de que una experiencia puede representarse neuralmente mediante un grupo definido de neuronas activas de forma simultánea; y el postulado de que el aprendizaje se localiza en las conexiones sinápticas entre las células nerviosas. Sobre la base de estos planteamientos, la comunicación entre neuronas se fortalece cuando ambas están activadas. Los mecanismos de plasticidad sináptica son complejos, no obstante se pueden dividir en dos grupos claramente diferenciados: por un lado, los mecanismos que modifican la fuerza de conexiones existentes y por otro, aquellos que podrían permitir la formación o eliminación de sinapsis y remodelar la estructura de sinapsis y axones. Estos procesos parecen producir cambios a largo plazo en diferentes circuitos neuronales, lo cual conlleva a la génesis de modificaciones en la conducta del individuo. Volvamos de nuevo a la distinción de los diferentes tipos de aprendizaje que nos podemos encontrar, en relación a la interacción del ser humano con el medio que lo rodea. Por un lado, tenemos el aprendizaje explícito. Éste puede dividirse en dos formas claramente diferenciadas: aprendizaje episódico y aprendizaje semántico. El aprendizaje episódico se refiere a la capacidad de adquisición de información que tiene un origen específico temporal, espacial o queda relacionado con circunstancias de la vida

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de una persona. Este tipo de información es dependiente del contexto en el que se ha adquirido en relación al tiempo, al espacio o a las relaciones con otras personas y con otras circunstancias. Los aprendizajes episódicos suelen hacer referencia a información sobre uno mismo y se organizan en torno a un período de tiempo específico. Las memorias formadas mediante este tipo de aprendizaje son recordadas de manera consciente, de tal forma que parece que somos capaces de volver a experimentarlas. Se trata de un tipo de aprendizaje que es susceptible al olvido. Por su parte, el aprendizaje semántico se refiere a la capacidad de adquisición de la información que implica hechos sobre el mundo, sobre nosotros mismos y sobre el conocimiento que compartimos con una comunidad. Este tipo de información es relativamente independiente del contexto temporal y espacial en el que ha sido adquirida. Se trata, por lo tanto, de una información que hace referencia al conocimiento compartido con otros. No se organiza en torno a un período temporal específico y resulta menos susceptible al olvido que la episódica. Las memorias formadas mediante este tipo de aprendizaje proporcionan una sensación de conocimiento más que un recuerdo consciente de una información específica o de una vivencia. Mediante el aprendizaje explícito se forman memorias conscientes que el individuo se da cuenta que tiene y que puede declarar su existencia y su contenido. Por este motivo, estas memorias suelen conocerse como memorias declarativas.

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En la insólita y excelente película de suspense Memento, en la que podemos deleitarnos con la actuación estelar de un magnífico Guy Pearce y una atractiva CarrieAnne Moss, se nos introduce en la extraordinaria historia de Lenny (Guy Pearce). Éste sufrió un accidente que le indujo una potente amnesia: Lenny no puede guardar nuevos recuerdos. No obstante, este personaje presenta una capacidad sensorial normal y una memoria a corto plazo que le permite llevar a cabo acciones cotidianas. Para poder acceder a la información de lo que le ha sucedido, Lenny genera un método empleando instantáneas realizadas con una máquina polaroid, para reconocer a la gente con la que se relaciona, dónde vive y otros aspectos básicos para el devenir del día a día. Hasta llega a tatuarse en su propio cuerpo informaciones que considera importantes para entender lo que le está sucediendo. ¿Es sólo una historia sorprendente producto de un buen guión de Hollywood? Imaginemos la siguiente situación: un paciente entra en la consulta de un neurólogo acompañado de un par de enfermeros. El paciente se sienta en la silla y el doctor comienza a plantearle una serie de cuestiones. –¿Cuántos años tiene? –pregunta el doctor, manteniendo una afable y cordial expresión en su rostro. –Veintitrés años –contesta el paciente, casi producto de un automatismo. –¿Está seguro de su edad? –¡Qué preguntas más tontas me hace doctor!, claro que estoy seguro de mi edad.

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–Y si yo le dijera que tiene cincuenta y seis años, ¿me creería? –Claro que no, le diría que es un auténtico mentiroso. Y perdone la expresión. –No se preocupe, no me ha molestado. Después de intercambiar estas palabras, el doctor se levanta de la mesa, se dirige a la cómoda que se encuentra al fondo de la habitación, coge un espejo y se dirige al paciente. –Véase usted mismo y dígame si de verdad sigue creyendo que tiene veintitrés años –apunta con voz calmada el doctor, colocando el espejo delante del rostro del paciente. –¿Qué me están haciendo? –contesta a voz en grito el paciente–, ¿me están envenenando?, ¿estoy envejeciendo por la magia de estas personas?, ¡malditos seáis! Debido a esta reacción del paciente, los dos enfermeros que no habían salido de la habitación sujetan fuertemente al paciente, que ya se había levantado para agredir al médico, y lo sacan de la consulta. Al cabo de cinco minutos, por orden del neurólogo, los enfermeros vuelven a meter al paciente en la consulta. –Buenos días –saluda el doctor, nada más ver entrar por la puerta al paciente. –Sí, claro…, buenos días –contesta el paciente, con una expresión de incertidumbre como si fuera la primera vez que viera a ese médico. –¿Me conoce? –No, nunca le había visto antes doctor.

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–¿Está usted seguro? –Claro que estoy seguro. Nunca me olvidaría de esas barbas tan pobladas y de esas gafas enormes. ¿Podría darse esta situación en la realidad? A pesar de ser un diálogo totalmente ficticio, se encuentra inspirado en pacientes que presentan lesiones en el lóbulo temporal medial. Uno de los casos más famosos ha sido el del ya fallecido HM (siglas por las que se le conoce en la literatura neurocientífica). En 1957 William Scoville y Brenda Milner constataron que pacientes que habían sufrido una extirpación bilateral de algunas de las estructuras del lóbulo temporal medial tenían una considerable pérdida de memoria, lo que demostraba que estas estructuras estaban implicadas en los procesos de memoria, independientemente de otras funciones cognitivas. En 1937, un niño de siete años (HM) sufrió un accidente al ser atropellado por una bicicleta y perdió la conciencia durante cinco minutos. Tres años después del hecho, HM empezó a mostrar ataques epilépticos menores que se agravaron con el paso del tiempo. Debido a la gravedad de las crisis epilépticas y a la mínima respuesta al tratamiento farmacológico se consideró la realización de una intervención quirúrgica. En 1953, cuando HM tenía veintisiete años, William Scoville realizó una resección bilateral del lóbulo temporal medial que redujo los ataques epilépticos del paciente. Después de la recuperación de su operación, HM intentó volver a la rutina de la vida diaria, pero se encontró con un trastorno de memoria de una magnitud muy grave: era incapaz

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de hacer nuevos aprendizajes, era incapaz de recordar los hechos cotidianos. Cada día era una página en blanco para HM, en la que por mucho que escribiera, la construcción de las representaciones del entorno no se podía basar en los recuerdos de las memorias posteriores a su intervención quirúrgica. Inmediatamente después de la operación, HM no pudo recordar ni el hospital ni al personal que lo atendió. HM podía leer la misma revista día tras día sin familiarizarse con ella. La amnesia de HM se caracterizaba por un conjunto de rasgos cardinales: HM tenía una capacidad intacta de memoria inmediata y remota. Sus funciones cognitivas, motoras y perceptuales estaban preservadas. No obstante, sufría una amnesia retrógrada temporalmente graduada y una total y severa amnesia anterógrada: era incapaz de formar nuevos recuerdos. HM tenía gravemente afectada su capacidad de memoria declarativa. Hoy sabemos que las lesiones bilaterales del lóbulo temporal medial producen un claro deterioro del aprendizaje explícito de los pacientes e impiden la transferencia de la información de corto a largo plazo. Parece ser que el hipocampo y las zonas de la corteza que lo rodean19 son primordiales para mantener la información que aprendemos hasta que ésta se consolida en la neocorteza. El deterioro en las capacidades de aprendizaje debido a la lesión bilateral del lóbulo temporal medial es específico ya que el aprendizaje 19 La región parahipocampal, conformada por las cortezas entorrinal, perirrinal y parahipocampal.

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episódico queda bloqueado y se hace imposible aprender nuevos conceptos y hechos (aprendizaje semántico), pero el aprendizaje implícito queda intacto. Una persona con una lesión de esta índole, no obstante, es capaz de llevar a cabo una conversación aparentemente normal con otras personas, ya que es capaz de acceder a la información semántica que había aprendido antes de la lesión. Una de las trilogías que probablemente ha configurado el actual cine de ciencia ficción ha sido Matrix. Esta trilogía se compone de tres películas escritas y dirigidas por los hermanos Wachowski y protagonizadas por Keanu Reeves, Laurence Fishburne, Hugo Weaving y, de nuevo, la atractiva Carrie-Anne Moss: The Matrix, The Matrix Reloaded y The Matrix Revolutions. En la primera entrega se hace en varias ocasiones alusiones al fenómeno de déjà vu, en relación a fallos del sistema producidos por cambios inesperados operados por los programas, que controlaban el mundo ficticio en el que trascurría la vida de los protagonistas de la obra. ¿Qué es el déjà vu? Este fenómeno se conoce actualmente en la literatura como déjà vécu y se refiere a la sensación de haber vivido la misma experiencia de forma previa. Se puede describir como la experiencia de sentir que se ha sido testigo o se ha experimentado previamente una determinada vivencia. ¿A qué puede deberse? Hoy sabemos que todos podemos experimentar esta serie de episodios en algunas ocasiones de nuestra vida. Algunos autores habían sugerido que se podrían producir por alteraciones puntuales y momentáneas en el funcionamiento del lóbulo temporal medial.

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No obstante, no ha sido hasta el estudio del cerebro de un paciente (conocido por las siglas AKP) que presentaba frecuentes episodios de déjà vécu, que se ha podido clarificar exactamente lo que sucedía desde un punto de vista neural. De esta forma, experimentos con técnicas de neuroimagen estructural han revelado una importante atrofia bilateral en el lóbulo temporal medial de este paciente. AKP presentaba una disposición estructural normal en otras regiones cerebrales, que también podrían llegar a explicar esta disfunción. Dentro del lóbulo temporal medial, el hipocampo resulta crítico para procesar y recordar información espacial y contextual. Diferentes estudios con ratas han mostrado la existencia de células capaces de activarse cuando el animal se encuentra en una localización concreta de un entorno específico. Por este motivo se denominó a estas células ‘células de lugar’. Su hallazgo hizo que, en 1978, O’Keefe y Nadel propusieran la teoría del mapa cognitivo, según esta teoría el hipocampo podría ser la estructura cerebral a través de la cual se formaría un mapa cognitivo que permitiría a la rata conducirse en su entorno, es decir, el animal, gracias a su hipocampo, podría establecer una representación cerebral de las relaciones espaciales de su entorno apreciando distancias y relaciones entre estímulos. Estudios en seres humanos han confirmado la importancia del hipocampo en el aprendizaje espacial. En definitiva, el lóbulo temporal medial desempeña un papel crítico en el aprendizaje de tipo explícito y,

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especialmente, en la consolidación a largo plazo de la información adquirida, tanto si es espacial como si no lo es. En la clasificación planteada al principio del capítulo también se hacía alusión al aprendizaje de tipo implícito. Éste abarca una categoría heterogénea que incluye diferentes formas de aprendizaje. En el día a día nos encontramos con una cantidad ingente de aprendizajes que son probablemente implícitos. Con frecuencia, llevamos a cabo tareas que pueden enseñarse y aprenderse de forma fácil con el modelado o la repetición pero que resulta difícil explicarlas y etiquetarlas de forma explícita. Si en un contexto experimental, proporcionamos a los sujetos de la investigación un conjunto de estímulos generados teniendo presente una serie de reglas simples, inconscientemente los sujetos experimentales inferirán las regularidades subyacentes. Los niños aprenden el lenguaje sin etiquetar las palabras que oyen como nombres, adjetivos o verbos. Ellos presentan atención a los sonidos del habla, aprendiendo de forma implícita las regularidades subyacentes. En muy pocas ocasiones tenemos consciencia de los patrones abstractos del mundo que nos rodea (progresiones armónicas de una sinfonía, regularidades de la gramática, los trazos de un pincel en una obra de arte, etc.). Dentro de este conjunto de aprendizajes de tipo implícito nos encontramos con el aprendizaje emocional. ¿Por qué la víctima de una violación tiene recuerdos muy vívidos del acontecimiento?, ¿por qué un soldado

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que vuelve de la guerra presenta todo un cuadro de alteraciones emocionales en el que sobrevienen de forma continua y repetitiva recuerdos de aspectos acaecidos en el campo de batalla? Recordemos la película Apocalipsis now, en la que se nos muestran de una forma magistral las secuelas que dejó la guerra de Vietnam en muchos combatientes norteamericanos. ¿No sería más adaptativo para la víctima de una violación o para el soldado que vuelve de una guerra olvidar todo lo ocurrido? Si analizamos con mayor profundidad qué tienen en común ambas situaciones, veremos que en ambos casos se presentan acontecimientos con una gran carga emocional. Si ahora nos preguntaran si recordamos lo que estábamos haciendo cuando nos enteramos del atentado del World Trade Center de Nueva York, seguramente seríamos capaces de explicar con todo lujo de detalles dónde nos encontrábamos cuando recibimos la noticia, qué estábamos haciendo y con quién. Es lo que se denomina una “memoria iluminada”.20 Este fenómeno fue identificado por investigadores norteamericanos que advirtieron que cuando preguntaban a las personas por el lugar en el que se encontraban cuando se enteraron del asesinato de J. F. Kennedy podían recordarlo con una gran precisión y con gran lujo de detalles. ¿Por qué somos capaces de recordar estas cosas y no nos acordamos, por ejemplo, de qué hicimos el 23 de marzo de 2001? La principal culpable de este tipo de aprendizaje 20

El término inglés original es el de flashbulb memories.

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emocional es una estructura que se encuentra en el interior del lóbulo temporal medial: la amígdala. Se denomina de esta forma, debido a que tiene una forma parecida a la de una almendra. Se trata de la almendra que controla nuestra memoria emocional. Si vamos por el campo y detrás de un matorral aparece una serpiente, lo más adaptativo para nuestra supervivencia es que podamos llevar a cabo una respuesta de evitación del animal, incluso antes de ser conscientes de su presencia. ¿Es eso posible? Seguramente que en alguna ocasión le ha sucedido que, andando por un callejón con poca iluminación, se ha sobresaltado por algo y ha dado un brinco para apartarse de ese algo. Cuando se da cuenta, ve que se trata sólo de una bolsa negra de basura vacía que se ha movido con un poco de viento. ¿Por qué ha saltado?, ¿quién ha dado la orden del salto, teniendo en cuenta que usted no era consciente de qué estímulo se trataba lo que tenía a su lado? Ahora, imagínese que en lugar de tratarse de una bolsa inofensiva de basura se trataba de una serpiente venenosa. El salto le habría evitado una buena picada del animal. La estructura que se encarga de posibilitar la respuesta, antes de que el estímulo sea percibido totalmente, es la amígdala. La información visual es captada por la retina y de ahí se envía a una estructura que tenemos por debajo de los hemisferios, denominada tálamo. El tálamo, entre otras funciones, se encarga de hacer un relevo de la información sensorial que llega de cada uno de los sentidos con destino a la corteza cerebral. Por eso, hay una región del tálamo que recibe la información

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visual de la retina y de ahí la envía a la corteza visual (lo mismo hace con la audición, el tacto, la temperatura, etcétera.). A partir de la corteza visual es cuando tenemos la percepción consciente del estímulo. La amígdala se tiene que encargar de evaluar el estímulo, por si resulta pernicioso para nuestra supervivencia. Si la amígdala lo considera así, pone en marcha una respuesta con tres componentes claramente diferenciados: un componente conductual, un componente endocrino y un componente motor. La puesta en marcha de estos tres componentes nos permitirá hacer frente a la situación, por ejemplo, saltando (componente conductual), aumentando la tasa cardiaca (componente autonómico) y liberando adrenalina (componente endocrino). De todas formas, si tenemos que esperar que la información de la retina llegue al tálamo visual, de ahí a la corteza visual, de ésta a la amígdala y allí tenga que esperar para se evaluada, seguro que si se trata de la serpiente nos termina mordiendo por indecisos. Necesitamos que la respuesta sea rápida. Por eso, cuando el tálamo recibe la información de la retina (se trata de una representación visual poco trabajada, ya que no ha llegado a la corteza, pero suficiente para proporcionar algo de información), la envía rápidamente a la amígdala para que ésta la evalúe. Al tratarse de información visual poco procesada no es de extrañar que una bolsa de basura negra en un callejón oscuro pueda activar el sistema. Resulta mejor este falso positivo que evitar una respuesta y encontrarnos con algo que ponga en peligro nuestra supervivencia, por ejemplo una serpiente.

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Sistema de activación de una respuesta emocional por parte de la amígdala (adaptada de LeDoux, 1996).

Diferentes estudios han verificado la relación de la amígdala con aprendizajes implícitos de claves estimulares que señalizan las emociones expresadas facialmente. Experimentos con pacientes con lesiones bilaterales de la amígdala sugieren que esta estructura posee un papel primordial en el miedo, dado que los sujetos lesionados son incapaces de aprender las claves estimulares que individuos normales utilizan para reconocer expresiones faciales de miedo. Las lesiones de la amígdala parece que impiden la capacidad de los sujetos para emitir juicios sociales a partir de las expresiones faciales. Asimismo, se ha visto que la estimulación eléctrica de la amígdala en humanos produce sentimientos de miedo y agresión. Existe una enfermedad muy rara, llamada enfermedad de Urbach-Wiethe, que produce una degeneración bilateral de la amígdala, asociada a una deposición anormal de calcio. La vida emocional de estos pacientes está muy

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empobrecida, con una capacidad muy reducida de poder modular emocionalmente el aprendizaje. En definitiva, podemos decir que la amígdala se encuentra implicada en el aprendizaje del miedo, la cognición social y en el reconocimiento de las expresiones faciales emocionales. Además, siempre se ha sabido que las situaciones con mucha carga emocional se recuerdan mejor que las situaciones neutrales. En la actualidad, existen dos posturas frente al papel de la amígdala en los procesos de aprendizaje y memoria: hay autores, como Larry Cahill y James L. McGaugh, que exponen que la amígdala posee una función moduladora del almacenamiento de la información que tiene lugar en otras estructuras. Otra postura es la propugnada por autores como Michael Fanselow y Joseph LeDoux, que sugieren que, además de esta función moduladora, la amígdala es un lugar donde puede almacenarse algún tipo de memoria, sobre todo aquellas de contenido emocional, puesto que en la amígdala se han encontrado mecanismos de plasticidad sináptica como consecuencia de diferentes aprendizajes de tareas de memoria implícita, como el condicionamiento del miedo. En un contexto de aprendizaje, la amígdala participa en la evaluación del significado emocional de estímulos individuales y de situaciones complejas, y desencadena los mecanismos neuroendocrinos, autonómicos y conductuales. La amígdala recibe información sensorial del tálamo y de la corteza, así como las relaciones entre los estímulos por medio del hipocampo, lo que le permite llevar

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a cabo una evaluación del significado emocional de la situación y generar los mecanismos de respuesta que se adecuen a las demandas del entorno. Por otro lado, dejando de lado la memoria emocional, dentro del aprendizaje implícito también deberíamos hablar del aprendizaje procedimental, es decir, del aprendizaje de hábitos y de habilidades que implican a los sistemas sensoriales y motores. Para estos aprendizajes se consideran bastante importantes dos de los centros moduladores que utiliza el cerebro para regular la información motora: el cerebelo21 y los ganglios basales.22 Los dos sistemas modulan y controlan la actividad motora que inicia la corteza cerebral y así consiguen una planificación, puesta en marcha, coordinación, guía y fin apropiado de los movimientos voluntarios. Estas estructuras parecen ser críticas para el aprendizaje de hábitos y de habilidades. Diferentes trabajos de electrofisiología han analizado la actividad de las neuronas de los ganglios basales de animales experimentales llevando a cabo diferentes tareas de aprendizaje. De esta forma, se ha podido comprobar que la actividad de las neuronas del estriado se ve modificada a medida que el animal aprende tareas procedimentales reforzadas (generalmente con comida). Algunos autores 21 El cerebelo es la parte del encéfalo que, junto con el tronco, ocupa la fosa posterior del cráneo. Se encuentra situado detrás de la protuberancia y los tubérculos cuadrigéminos, dorsal al bulbo y ventral al encéfalo. 22 Los ganglios basales son un conjunto de núcleos subcorticales interconectados y situados principalmente en el encéfalo anterior basal. Los principales núcleos de los ganglios basales son los siguientes: caudado, putamen, globo pálido, núcleo subtalámico y sustancia negra.

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han sugerido que los cambios en los patrones de actividad de las neuronas del estriado podría indicar la formación de un determinado hábito. Se ha podido comprobar, mediante el uso de técnicas funcionales de neuroimagen, que el estriado dorsal se activa cuando los sujetos experimentales llevan a cabo tanto tareas de aprendizaje de formación de hábitos sensomotores como tareas de aprendizaje de formación de hábitos sin componente motor (cognitivos). En pacientes que presentan alteraciones neurológicas que afectan a los ganglios basales se han demostrado deterioros en diferentes tareas de aprendizaje procedimental. Por ejemplo, diversos estudios han descrito una dificultad notable en el aprendizaje de hábitos en pacientes con la enfermedad de Parkinson. Otros trabajos han puesto de manifiesto importantes deterioros en aprendizajes sensomotores en personas con la enfermedad de Huntington. Esta patología es hereditaria, irreversible y de curso progresivo, se caracteriza por la aparición de movimientos incontrolables, rápidos, irregulares y espasmódicos que afectan a la musculatura facial y de las extremidades. La edad de inicio está alrededor de los cuarenta años. En la mayoría de los casos, sin embargo, con anterioridad a la aparición de los primeros síntomas motores aparecen alteraciones del estado de ánimo, por lo general en forma de depresión y de las capacidades intelectuales. En la enfermedad de Parkinson, la afectación clínica más evidente son los trastornos del sistema motor, que incluyen rigidez, moderación motora, temblor y trastornos de la marcha. La

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enfermedad de Parkinson se acompaña de demencia aproximadamente en el 40% de los casos. Las afectaciones cognitivas más evidentes en la demencia asociada a la enfermedad de Parkinson son los déficits de aprendizaje procedimental, las alteraciones visuoespaciales, las disfunciones ejecutivas y el enlentecimiento cognitivo, aunque el perfil de déficit es muy variable entre pacientes y en un mismo paciente en diferentes momentos. Knowlton y colaboradores (1994 y 1996) usaron una tarea de clasificación probabilística para estudiar el aprendizaje implícito. Después de cada mano de cartas, los sujetos experimentales debían predecir si llovería o si bien haría un día soleado. Algunas manos predecían lluvia el 20% de las veces, mientras que otras lo hacían el 80%. Aprender esta asociación llevaba unos cincuenta ensayos de aprendizaje en personas sin ningún tipo de lesión. No obstante, se necesitaban muchos más ensayos para que los participantes se dieran cuenta de forma explícita de qué secuencias de cartas predecían qué clase de tiempo. De esta forma, la predicción del tiempo se aprendía de forma implícita mucho antes de que pudiera hacerse de forma explícita. Pacientes con alteraciones en los ganglios basales tienen dificultades para llevar a cabo esta tarea durante los primeros ensayos (aprendizaje implícito) pero logran aprender la tarea durante los últimos ensayos (aprendizaje explícito). Estudios de neuroimagen funcional en sujetos controles han mostrado que a lo largo de la tarea los ganglios basales muestran actividad y a medida que la tarea va progresando esa actividad se va derivando

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hacia el lóbulo temporal medial. De esta forma, pacientes con lesiones bilaterales del lóbulo temporal medial ejecutan esta tarea correctamente en los primeros ensayos (aprendizaje implícito) y fallan en los últimos ensayos en los que su ejecución se basa en el aprendizaje explícito. Podemos concluir que el aprendizaje de habilidades (motoras y perceptuales) depende de los ganglios basales y de diferentes regiones corticales en función del tipo de habilidad. De esta forma, las regiones parietales y frontales son importantes para el aprendizaje motor, y las regiones temporales fusiformes lo son para el aprendizaje perceptual. Además, estudios que han utilizado técnicas de neuroimagen en sujetos controles han revelado modificaciones de la actividad del cerebelo en relación al aprendizaje de tareas con claros componentes motores. Asimismo, pacientes con lesiones cerebelosas han mostrado deterioros importantes en tareas de aprendizaje de hábitos motores, en tareas de planificación de secuencias de acciones para la resolución de problemas, etcétera. Hasta el momento hemos ido analizando la implicación de diferentes regiones de nuestro cerebro en el aprendizaje y la formación de las memorias. De todas formas, necesariamente hemos de contar con algún sistema que permita mantener y manipular la información durante un período temporal específico. Por ejemplo, cuando nos dicen un número de teléfono somos capaces de mantenerlo durante un tiempo para después olvidarlo si no lo volvemos a utilizar. En nuestra vida cotidiana trabajamos con infor-

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maciones que permanecen en línea mientras las estamos utilizando, pero que después las olvidamos sin más. Es como si nuestro cerebro operara con un sistema de post-it imaginarios que se van borrando de nuestra mente a medida que no los necesitamos. ¿Hay alguna zona de nuestro cerebro especialmente importante para llevar a cabo esta tarea? Resulta que nuestra corteza prefrontal nos permite mantener y manipular activamente de forma temporal una pequeña cantidad de información, de manera que la podemos utilizar en función de las demandas del medio. Esto ayuda a proporcionar al sujeto un sentido de continuidad a lo largo del tiempo fundamentando la experiencia inmediata consciente que tiene del entorno en relación a su presente psicológico. Parece ser que este tipo de mantenimiento y manipulación activa de la información interactúa de forma directa con el procesamiento de los sucesos conscientes y con los mecanismos de atención. Algunos autores sugieren que la cognición consciente coordina este tipo de procesamiento de la información. Otras hipótesis barajan la posibilidad de que gracias a éste son posibles las experiencias conscientes. También se ha sugerido que esta capacidad limita el procesamiento indiscriminado de toda la información que nos llega, concediendo un trato especial a las pequeñas porciones de información que son necesarias para la implementación de las conductas dirigidas a un fin determinado, salvaguardándonos de las interferencias de la información irrelevante. De todas formas, de lo que no parece haber duda es de que este tipo de procesamiento tiene una capacidad y duración limitadas.

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La posibilidad de mantener y manipular la información de una forma activa durante su adquisición puede resultar de gran importancia para el aprendizaje. Diferentes trabajos que han utilizado técnicas de neuroimagen han revelado que la corteza prefrontal se activa cuando los participantes están intentando mantener la información relevante de la tarea de aprendizaje. Esta actividad persiste durante los períodos de demora en diferentes tareas evaluadas utilizadas para analizar la memoria de trabajo de los sujetos. Otras regiones corticales y estructuras subcorticales también muestran una actividad similar durante tareas que implican períodos cortos de demora. Por esta razón, la corteza prefrontal parece formar parte de un sistema neural más complejo implicado en el mantenimiento y manipulación activa de la información. Este sistema estaría íntimamente relacionado con las funciones ejecutivas. Algunos autores sugieren que la corteza prefrontal establece interacciones funcionales con el lóbulo temporal medial y con estructuras diencefálicas que resultan ser críticas para el aprendizaje. De este modo, la corteza prefrontal podría controlar la información que llega a estas estructuras para su codificación y posterior consolidación. Se ha podido comprobar en diferentes estudios que la corteza prefrontal contribuye de una manera clara en el aprendizaje de tipo explícito. Asimismo, también contribuye en el aprendizaje de tipo implícito cuanto éste requiere una secuenciación, organización y monitorización deliberada de la información. Después de analizar cómo el cerebro es capaz de aprender y cómo se forman las memorias, volvamos a la pregun-

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ta inicial que configura este capítulo: ¿el saber no ocupa lugar? Es cierto que, para que una información que hemos adquirido mediante un sistema de aprendizaje concreto se almacene en una memoria a largo plazo, necesita de los mecanismos de plasticidad en tanto que se modifiquen las conexiones que establecen las neuronas implicadas en el circuito que sustenta ese aprendizaje. Dicho de esta forma, tendríamos que decir que el saber sí ocupa lugar, ya que se crean nuevas conexiones entre las neuronas implicadas. No obstante, a medida que tenemos más conocimientos sobre un aspecto determinado, aprender resulta más fácil y se lleva a cabo de una forma más efectiva. Nuestros sistemas endógenos, que se encargan de estas tareas, se basan en múltiples ocasiones en la relación de la información que estamos adquiriendo con la información que ya teníamos almacenada. Por este motivo, cuanto más sabemos de algo, más fácil nos resulta aprender nuevas cosas. Todos hemos experimentado la sensación de fracaso cuando empezamos a estudiar un aspecto del que poco sabíamos. No obstante, cuando llevamos tiempo metidos en el tema, aprender nuevas cosas nos resulta mucho más fácil e incluso mucho más motivador.

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¿El estrés lesiona el cerebro? En el capítulo anterior hemos visto cómo funciona la memoria y cómo somos capaces de aprender algo. Si recordamos el tema de “las memorias iluminadas”, cuando se da un acontecimiento vital estresante o con gran carga emocional, almacenamos información muy detallada acerca del mismo. Esta memoria puede mantenerse vívida, a pesar de haber trascurrido más de una década desde que sucediera el hecho. Los recuerdos sobre situaciones intensas, emotivas y estresantes que hemos vivido sobrevienen con gran facilidad. El estrés ayuda a reforzar la memoria en estas ocasiones y hace que la información se grabe en nuestra mente como si se tratase de la obra del cincel de Miguel Ángel Buonarroti sobre el mármol de Carrara de donde salió el David. El estrés puede reforzar y potenciar la memoria, pero ¿también puede deteriorarla?, incluso… yendo un poco más allá, ¿podría llegar a lesionar el cerebro? Vamos a intentar contestar estas preguntas a lo largo de este capítulo. Pero primero definiremos qué es el estrés.

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Ya en 1910, el médico William Osler relacionó la angina de pecho con el estilo de vida que llevaban los hombres de negocios en Londres y empezó a utilizar la palabra (procedente del inglés) stress. En 1929, Walter Bradford Cannon acuñó el término homeóstasis, con el que se refería al conjunto de procesos que se ponen en marcha con el fin de mantener estable el medio interno del organismo, ante los estímulos ambientales que puedan desequilibrarlo. El sujeto puede responder ante situaciones que ponen en peligro su vida, luchando o huyendo de ellas, lo que denominó una reacción de alarma. Según Cannon, la finalidad de la reacción de alarma es la movilización de los recursos corporales para una respuesta rápida de lucha o huida, en presencia de un estímulo potencialmente nocivo para el organismo. En 1935, Dunbar publicó un libro sobre las emociones y los cambios corporales generados por ellas. Cuatro años después, se fundó la Sociedad Americana de Medicina Psicosomática y se publicó el primer número de la revista Journal of Psychosomatic Medicine. En 1939, Alexander propuso que la medicina psicosomática se encargara de estudiar la interacción de los aspectos fisiológicos y psicológicos de las funciones corporales normales y patológicas. Si bien tanto Dunbar como Alexander se sentían continuadores de las ideas de Cannon, a diferencia de éste pensaban que ciertos hechos mentales podían influir sobre el cuerpo y, en última instancia, generar modificaciones. En 1936, Hans Selye definió el síndrome general de adaptación como el conjunto de cambios fisiológicos que tienen

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lugar en el organismo como respuesta a todo un abanico de estímulos nocivos. En 1956, Selye publicó el libro The Stress of Life, en el que explicaba cómo llegó a descubrir el síndrome general de adaptación. Con veintiocho años, Selye estaba investigando las hormonas sexuales y descubrió que la inyección de extractos ováricos generaba en los animales un aumento del peso de las glándulas suprarrenales,23 la atrofia del timo24 y de los ganglios linfáticos y la aparición de úlceras gástricas. Selye continuó su investigación y pudo observar que la administración de extractos de placenta, de riñón, de bazo y de otras muchas sustancias producía el mismo efecto. Este hallazgo decepcionó al investigador a causa de la inespecificidad del efecto. Al final, se pudo comprobar que no era lo que inyectaba Selye a las ratas lo que tenía estos efectos nocivos sobre la salud de los animales, sino que era el proceso de inyección. Parece ser que Selye era poco habilidoso en el manejo de los animales experimentales. Cada vez que tenía que administrar alguna sustancia a un animal se armaba un auténtico desastre en el laboratorio: lo animales defecaban, se le escapaban de las manos, corrían por el suelo, etcétera. En definitiva, podemos decir que Selye estresaba a los animales. Imagínese a un gigante de diez metros de altura, vociferando cosas que no podemos entender, asiéndonos por el tórax para clavarnos algo que parece una aguja… ¿quién no se estresaría? Más tarde Selye 23 Glándulas endocrinas ubicadas por encima de los riñones, que se encuentran implicadas en la regulación de las respuestas de estrés a corto y largo plazo mediante la síntesis y liberación de corticosteroides (principalmente el cortisol) y catecolaminas (fundamentalmente la adrenalina). 24 Órgano linfoide situado en el mediastino superior, frente a la tráquea y los bronquios.

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demostró que estímulos como el frío, el calor, la administración de sustancias como la adrenalina y el ejercicio forzado también producían los síntomas del síndrome general de adaptación. Selye describió las reacciones del organismo ante estímulos adversos y demostró que esas reacciones eran las mismas independientemente del agente desencadenante. Selye describió diferentes cambios orgánicos en respuesta al estrés, como aumentos del tamaño de la glándula suprarrenal, involuciones del timo, disminución de la masa de los órganos linfoides o bien úlceras gastrointestinales. Los trabajos de Selye sirvieron, entre otras cosas, para dar un empuje a la aparición de una nueva disciplina: la psicoendocrinología. Muchos autores trabajaron en el estudio de las hormonas para observar cómo podían explicar e influir sobre la conducta. Un aspecto capital que impulsó este tipo de investigaciones fue el descubrimiento de las relaciones entre el sistema endocrino y el nervioso. Selye vio que la actividad del sistema nervioso podía tener una gran influencia en otros sistemas fisiológicos y en el estado de salud general del organismo. ¿Qué es el estrés? Intentando acotar una definición podríamos decir que se trata de un intento del organismo de restablecer el equilibrio homeostático y de adaptarse a unas situaciones biológicas y/o psicológicas y/o sociales, consistente en un conjunto de cambios en el ámbito fisiológico (alteraciones de diferentes sistemas del organismo) y psicológico (alteraciones en las percepciones y cogniciones), donde interactúan los sistemas nervioso, endocrino e inmunitario.

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Esta respuesta de estrés puede ponerse en marcha no sólo ante una lesión física o psicológica, sino también ante su expectativa y, asimismo, puede repercutir sobre el rendimiento de la persona y su estado general de salud. Además, la respuesta de estrés puede modularse por todo un conjunto de variables cognitivas y personales del sujeto, así como por una serie de factores de ámbito social. Desde un punto de vista adaptativo, el estrés permite la movilización inmediata de las reservas energéticas del organismo; asimismo, a más largo plazo, posibilita un ahorro de energía al inhibir los sistemas fisiológicos que no poseen la finalidad inmediata de la supervivencia del sujeto (en relación, sobretodo, a la demanda que ha generado el estrés). Ante un estímulo estresante se genera todo un conjunto de cambios orgánicos con un patrón muy general de respuesta. Dependiendo del tipo de estrés, de la duración y frecuencia del estímulo, así como de su naturaleza, se producirán unas respuestas del cuerpo a corto o a largo plazo, con el fin de adecuar el medio interno del individuo a las demandas del medio externo. En términos generales, los cambios rápidos en respuesta al estrés se producen como consecuencia de la liberación de adrenalina, fundamentalmente a partir de una glándula que se encuentra encima de los riñones, la glándula suprarrenal. Esta liberación provoca un aumento del riego sanguíneo en los órganos que necesitan responder con rapidez ante la situación estresante (como el corazón, los músculos o el cerebro) y genera una serie de cambios fisiológicos generales.

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La respuesta de estrés a largo plazo implica la liberación de diferentes sustancias, entre las que destaca el cortisol por medio también de la glándula suprarrenal. En respuesta al estrés, el cortisol refuerza las acciones del sistema nervioso sobre el sistema circulatorio y contribuye a mantener los niveles de glucosa en la sangre. Asimismo, facilita la disponibilidad de grasas como fuente de energía y genera una inhibición del almacenamiento de glucosa en los tejidos periféricos. Además, el cortisol estimula la capacidad de respuesta conductual, y probablemente lleva sus efectos al cerebro. Por tanto, podemos decir que el estrés es una respuesta adaptativa de nuestro organismo destinada a movilizar recursos energéticos, a corto o a largo plazo, para dar una respuesta a una demanda del medio. No obstante, no es oro todo lo que reluce ya que los recursos energéticos son limitados. De esta forma, si necesita una respuesta sostenida en el tiempo, lo que hace la respuesta de estrés a largo plazo es “apagar” sistemas que requieren mucho gasto energético y no son necesarios para esa demanda del medio que nos exige nuestra implicación: nuestro sistema de defensa contra la infección, la respuesta sexual, el crecimiento, etcétera. Imaginemos la siguiente situación: nos encontramos trabajando en una empresa, donde hacemos muchas más horas de las que nos corresponden por contrato. Además, durante este mes, nos vemos obligados a poner en marcha un proyecto que consume todas nuestras energías y atención. Además de las horas que le dedicamos al pro-

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yecto durante la jornada laboral, cuando volvemos a casa seguimos pensando en cómo implementaremos diferentes aspectos del proyecto. Nos preocupamos y angustiamos para que el proyecto se desarrolle de una forma adecuada. Este tipo de situación nos pide una cantidad ingente de recursos energéticos durante un tiempo considerable, de manera que nuestro sistema de estrés a largo plazo se activa y empieza a responder con la liberación de cortisol. Esta hormona moviliza los recursos energéticos y los destina a los sistemas que utilizamos para llevar a cabo el proyecto (es decir, aquellos que se encuentran activos de forma continua), y deprime otros sistemas que, pese a ser necesarios para nuestra supervivencia, la perpetuación de nuestra especie o nuestro bienestar, no resultan críticos para desarrollar con eficiencia el proyecto. Una situación de esta índole puede mermar notablemente nuestra respuesta sexual y puede deprimir nuestro sistema inmunitario, lo que facilita que caigamos enfermos.

Interacción de las respuestas rápidas y a largo plazo del estrés

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El estrés depende no sólo de los parámetros físicos de la estimulación ambiental, sino sobre todo de cómo percibe y reacciona el organismo ante esos estímulos. Por ejemplo, muchas personas sienten ansiedad o miedo al tener que hablar en público, en cambio otras pueden encontrar placentera esta actividad. Debemos tener en cuenta que no hay un único estado fisiológico que sea específico del estrés. Está ampliamente aceptado que una elevación de los niveles de glucocorticoides (en especial el cortisol) es un indicador del estado de estrés, pero sin embargo muchas actividades placenteras como comer, hacer ejercicio o tener relaciones sexuales aumentan los niveles de estas hormonas. Por otro lado, la percepción de control que tenemos del agente que produce el estrés parece tener una profunda influencia del impacto de una experiencia aversiva sobre la conducta y fisiología de un organismo. Dos animales expuestos a los mismos niveles de una descarga eléctrica pueden intentar evitar el estímulo estresor, pero la experiencia puede tener efectos muy diferentes sobre la respuesta fisiológica y conductual dependiendo de si el animal tiene o no control para acabar con la descarga. El elemento de control (y del concepto relacionado de “predictibilidad”) determina de forma última la magnitud de la respuesta de estrés y la susceptibilidad de que ese estrés pueda generar secuelas conductuales y fisiológicas sobre el individuo. Para que el estrés tenga consecuencias sobre la salud, la experiencia deberá ser percibida como aversiva. Dicho de otro modo, el sujeto evitaría o atenuaría, si tuviera la

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oportunidad, la intensidad del estresor. Además, el estrés requiere una alta excitabilidad cerebral. No obstante, hemos de tener presente que la excitabilidad cerebral aumenta tanto en actividades aversivas como en actividades placenteras. Por ejemplo, hablar en público suele producir este tipo de respuesta en el cerebro de casi todas las personas, no obstante para unas personas es aversivo y para otras no. Desde los estudios de Seyle, numerosas evidencias experimentales han relacionado el estrés con varios procesos patológicos. Por ejemplo, en 1953 Cohen y colaboradores mostraron que personas sometidas a estrés crónico –como los supervivientes de campos de concentración– presentaban más problemas de salud en las etapas posteriores de su vida que otras personas de la misma edad y situación socioeconómica que no habían pasado por circunstancias crónicas estresantes. ¿Qué efectos tiene el estrés sobre la memoria y sobre el cerebro? Hoy en día sabemos que los efectos del estrés dependen de su magnitud y su duración. Ciertos niveles de estrés en momentos puntuales pueden facilitar los procesos de aprendizaje y memoria, tal como hemos visto en el caso de las “memorias iluminadas”. No obstante, si aumentamos la duración y la magnitud del estrés, puede ocasionar modificaciones en los mecanismos de plasticidad sináptica, cambios morfológicos en el cerebro e incluso la muerte celular y la supresión del nacimiento de nuevas neuronas. Imaginemos a un anciano que no se acuerda de si se ha tomado la pastilla para el colesterol pero, sin embargo, es

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capaz de contarnos con todo lujo de detalles sus aventuras en la época de la Guerra Civil. ¿Cómo es posible? Cuando envejecemos vamos perdiendo capacidad para recordar cosas nuevas, sin embargo nos acordamos perfectamente de episodios pasados. Se cree que las memorias las guardamos en nuestro almacén cerebral: la corteza, mientras que para poder formarlas, consolidarlas y archivarlas en ese almacén necesitamos una estructura que ya ha salido a colación en varias ocasiones a lo largo de este libro: el hipocampo. A medida que envejecemos el hipocampo experimenta una degeneración importante. Los datos que tenemos hasta el momento parecen sugerir que la pérdida de memoria asociada al envejecimiento se debe a la pérdida de neuronas en esa estructura. Por eso se va perdiendo la capacidad de consolidar y almacenar las nuevas memorias en la corteza y se mantiene la capacidad de acceder a los recuerdos que tenemos afianzados desde hace tiempo en nuestro almacén. Diferentes trabajos con animales han mostrado que la exposición prolongada a glucocorticoides lesiona las neuronas del hipocampo. Parece ser que estas hormonas del estrés dañan las neuronas y disminuyen la entrada de glucosa en ellas y la recaptación de una sustancia trasmisora denominada glutamato. Esto deja las neuronas en un estado de máxima vulnerabilidad, de tal forma que si sucede algún cambio que afecte transitoriamente al medio en el que se encuentran terminan muriendo. Durante el envejecimiento, es bastante habitual que se den cambios en la cantidad de flujo sanguíneo que llega al cerebro, dado que

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el sistema vascular también envejece. Estos cambios en condiciones neuronales normales podrían pasar inadvertidos. No obstante, si nos topamos con neuronas vulnerables, los cambios pueden resultar letales. Desde que Bruce McEwen describió que el hipocampo era muy sensible a las hormonas del estrés, puesto que disponía de grandes cantidades de receptores para estas hormonas, numerosas investigaciones han mostrado que la sobreexposición a esta sustancias presenta un claro efecto neurotóxico sobre las neuronas del hipocampo. Puede resultar altamente angustiante pensar que todos los episodios estresantes que han tenido lugar en nuestras vidas puedan haber aumentado la probabilidad de que suframos problemas de memoria durante el envejecimiento. En esta línea, en 1996 un estudio longitudinal llevado a cabo con ancianos sanos demostró que aquellos que presentaban niveles más altos de cortisol en sangre tenían mayores problemas para resolver una determinada tarea de aprendizaje. Otras investigaciones han puesto de manifiesto que la exposición aguda a un estímulo estresante puede afectar al funcionamiento normal del hipocampo. Asimismo, en 1989, Uno y colaboradores estudiaron una colonia de cercopitecos verdes en Kenia (Cercopithecus aethiops). Estos monos catarrinos se encuentran en amplias zonas del África subsahariana tanto en zonas de sabana como de bosque y disponen de una sociedad muy jerarquizada, de manera que los sujetos que ocupan las posiciones más bajas de esta estratificación son perseguidos por los

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miembros que se encuentran por encima de ellos. Los investigadores observaron que algunos de estos primates morían aparentemente a causa del estrés; de hecho, los análisis post mortem describieron la presencia de úlceras gástricas, hipertrofia de la glándula suprarrenal y destrucción de neuronas en el hipocampo. De igual forma, en los años ochenta un grupo de investigadores mostró que personas jóvenes que habían sido sometidas a torturas presentaban una atrofia cerebral acusada.

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¿Las drogas modifican nuestro cerebro? Era una noche de martes en Barcelona. Ramón se encontraba realmente mal. Sentía la imperiosa necesidad de meterse un chute de heroína. Aquel día lo había tenido difícil para conseguir el dinero. Al final, después de acostarse con un par de clientes, había obtenido la cantidad necesaria para poder adquirir su preciada y salvadora porción de vida. Llegó tras angustiosas esperas y un montón de escalofríos a la casa de su camello. Ramón siempre se administraba la droga en su apartamento de alquiler, utilizando su propio material de inyección. Era muy meticuloso con toda la parafernalia que precedía a la recepción de su inseparable compañera. A Ramón le gustaba recrearse con la preparación de todo el acto de la administración. Era como si antes del chute pudiera sentir un placer anticipado al efecto de la propia droga. Siempre experimentaba el éxtasis y la embriaguez a la que le llevaba la droga, cómodamente tumbado en un viejo sofá azul. Año

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tras año había repetido el mismo patrón de conducta. Pero ese día no fue así. Ese día, el deseo por recibir a su estrella superó las maneras y no tuvo más remedio que inyectarse la droga en casa de su camello. El placer fue desmedido pero acabó pagándolo con el precio de su vida. Un par de brazos fuertes sacaron a Ramón de la casa y lo dejaron tirado sin amago de vida junto a la basura rebosante de un viejo y oxidado contenedor. ¿Qué es lo que acabó con la vida de Ramón?, ¿la droga que le administró su camello era más pura de lo habitual? Diferentes factores pueden dar cuenta de lo que sucedió esa noche de martes en Barcelona. No obstante, analizando los antecedentes del caso podríamos decir que fue el lugar el que mató a Ramón. Ramón durante años se administró la heroína en el mismo contexto: su apartamento. Cuando una persona se administra una sustancia de forma repetida, el cuerpo intenta sobreponerse a sus efectos y busca reacciones compensatorias que minimicen el efecto de la droga, es lo que se denomina tolerancia. Así, cuando se da un consumo repetido, un adicto necesita aumentar la dosis para poder sentir el mismo placer. ¿Podría la tolerancia asociarse a un lugar? Para contestar a esta pregunta, en 1982 Siegel y colaboradores administraron a un grupo de ratas heroína de manera continuada y a dosis crecientes, siempre en el mismo contexto experimental. En la fase de prueba, se dividió la muestra en dos subgrupos y se administró la misma cantidad de heroína a cada rata; sin embargo, en uno de los subgrupos se hizo en el sitio habitual y en el otro dentro de

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un nuevo entorno. Estos autores observaron que murieron muchas más ratas que toleraban la heroína administrada en un nuevo contexto. Basándose en estos trabajos, se pudo comprobar que los efectos de tolerancia llegan a su máximo nivel de manifestación cuando la sustancia de abuso se administra en el mismo contexto en que se había usado anteriormente. A este tipo de tolerancia se la denominó tolerancia condicionada y, en palabras del propio Siegel, a las respuestas opuestas a los efectos de la droga, respuestas de compensación condicionadas. Así pues, según esta teoría, cuando se usa una droga de forma repetida en un determinado ambiente (situación), el contexto de uso elicita gradualmente una serie de respuestas en el organismo cuya finalidad es contrarrestar los efectos de la sustancia y generar un estado de menor sensibilidad a la droga. El consumo de sustancias de abuso, legales e ilegales, constituye un problema social con importantes repercusiones en diferentes campos y ámbitos. Cuando se intenta definir la adicción desde una perspectiva neurobiológica es necesario tener presente la compulsividad que muestran los usuarios de la droga en cuanto a su administración. Por lo tanto, hablamos de un estado determinado por el uso compulsivo de una sustancia, en el que se carece de un control eficaz para adecuar la conducta a las demandas del medio persistiendo en el consumo de ésta, pese a conocer las consecuencias que puede tener ese consumo y pese a todas las tentativas iniciadas para controlar su administración.

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En la película escocesa de mediados de los noventa Trainspotting, Danny Boyle describe las vivencias de un grupo de adictos a la heroína en Edimburgo. En aquella época, este largometraje levantó una gran polémica, ya que para algunos podría constituirse como una apología al uso de drogas. La película fue catalogada como una de las cinco mejores cintas británicas de todos los tiempos. En ella se muestra de una forma bastante cruda los efectos del uso de heroína en un rango de población muy determinado. La cinta proporciona una visión bastante acertada de cómo el uso de una determinada sustancia puede pasar de ser un aspecto totalmente prescindible y colateral en la vida de una persona a ocupar el centro de su vida. En Trainspotting los protagonistas son capaces de dejar de lado dimensiones tan esenciales como la conducta sexual, la alimentación o la propia higiene personal para embarcarse en los viajes proporcionados por la heroína. ¿Cómo es posible que se dé tal persistencia en el uso de una droga a pesar de todas las consecuencias negativas que puede implicar? ¿Modifican las drogas nuestro cerebro de alguna forma que nos imposibilite una vuelta atrás? En esta cuestión hay dos elementos que confluyen y que necesariamente deben analizarse para entender esta posible relación inicialmente asimétrica: el cerebro y el proceso de adicción. La relación entre drogas y cerebro ¿es realmente unidireccional y asimétrica?, ¿podría ser bidireccional y simétrica?, es decir, ¿los posibles cambios producidos en el cerebro bajo el proceso de adicción podrían modificar las pautas conductuales del sujeto con

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respecto a las drogas y a otro tipo de refuerzos como la comida o el sexo? Uno de los ejes vertebrales en torno al que se centrará este capítulo es la descripción de los posibles cambios plásticos que pueden producir las sustancias de abuso en el cerebro y que ayudarán a demarcar la relación existente entre éste y la adicción. Además, este ámbito de estudio se encuentra íntimamente vinculado a la correspondencia existente entre adicción y los mecanismos de aprendizaje y memoria. Algunos autores sugieren que la adicción representa una usurpación patológica de los procesos neurales implicados en el aprendizaje que utilizamos de forma habitual para la consecución de estímulos preciados e importantes para el sujeto, como, por ejemplo, la comida, un orgasmo, etcétera. Esta forma de aprendizaje se denomina aprendizaje relacionado con el refuerzo, dado que este tipo de estímulos refuerzan y fortalecen la conducta apropiada que lleva a su consecución. Por ejemplo, si una mujer aprende que estimular el clítoris durante la penetración implica la presencia de unos orgasmos más intensos y duraderos, todas las conductas que conlleven a la estimulación clitoriana tenderán a reforzarse puesto que aumentará la probabilidad de que aparezcan cuando se dé una penetración. En muchas de nuestras actividades diarias se dan aprendizajes relacionados con el refuerzo. Sobre la base de la hipótesis de que el consumo de drogas puede usurpar los mecanismos utilizados por nuestro cerebro para llevar a cabo el aprendizaje relacionado con el refuerzo, el uso compulsivo y persistente de una droga

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podría explicarse por los mecanismos moleculares y celulares que subyacen a la formación de la memoria en diferentes circuitos cerebrales. Diferentes estudios han descrito cómo la información sobre el refuerzo puede influir en la conducta y cómo el cerebro puede usar esa información para controlar los procesos de aprendizaje y memoria. La naturaleza de los estímulos que tienen la capacidad de premiar determinadas conductas (es decir, los refuerzos) parece procesarse de forma diferente por neuronas en diferentes estructuras cerebrales. Este tipo de procesamiento abarca desde el descubrimiento y percepción de los refuerzos hasta el uso de la información sobre refuerzos que podemos predecir para el control de la conducta dirigida a un fin determinado. Se ha podido comprobar que el sustrato cerebral subyacente al procesamiento de la información reforzante está claramente implicado en la facilitación de los procesos de aprendizaje y memoria. Diferentes evidencias experimentales indican que este sistema neural puede facilitar la consolidación de la memoria en una amplia variedad de tareas de aprendizaje, tal como veremos en el próximo capítulo. Hoy sabemos que el aprendizaje y la memoria son dos mecanismos esenciales para la adaptación del individuo al medio. Éstos pueden ser modulados por diferentes sistemas de nuestro cuerpo y así aumentar la probabilidad de interacción flexible entre el individuo y su entorno. Uno de estos sistemas biológicos moduladores capaz de facilitar los procesos cognitivos de aprendizaje y memoria es el sustrato nervioso del refuerzo, es decir, las estructuras de

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nuestro cerebro que se activarían al experimentar un orgasmo o al consumir una droga. Desde una perspectiva molecular, ciertos rasgos cardinales del refuerzo se han descrito como formas de memoria. Estudios en personas adictas y estudios en modelos animales de adicción han mostrado que la exposición crónica a sustancias de abuso produce cambios estables en células del cerebro y en algunas moléculas utilizadas por éstas. Las adaptaciones moleculares y celulares implicadas en la adicción también parecen estar implicadas en los procesos de aprendizaje y memoria. La dopamina, que es una sustancia que utilizan algunas neuronas en el cerebro para comunicarse, parece ser una señal crítica común en ambos procesos para activar diferentes mecanismos genéticos capaces de remodelar los contactos entre las neuronas. Pero ¿qué es la adicción a una droga? Seguro que hemos visto muchas películas en las que salía a colación el tema, o se trataba de una forma directa. Desde un punto de vista neurobiológico y psicológico, cuando hablamos de adicción nos estamos refiriendo necesariamente a un estado de uso compulsivo de una droga. Un estado, porque, pese a que todos los factores genéticos y sociales que pueden predisponer a un sujeto a un contacto inicial con una sustancia, ese consumo lo emplaza en una situación en la que se da una serie de cambios biológicos, psicológicos y sociales que determinan en gran medida las pautas futuras de respuesta de la persona. Un uso compulsivo, porque el sujeto carece de un control eficaz para adecuar su conducta a las demandas del medio y persiste en el consumo

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de la droga, a pesar de conocer las consecuencias a largo plazo del consumo y a pesar de todos los intentos y tratamientos realizados para controlar su ingesta. Nos posicionamos, por lo tanto, ante un problema con graves consecuencias sobre el sistema sanitario y sobre el estado de bienestar de nuestra sociedad. Son pocas las sustancias y agentes químicos que pueden llegar a controlar la conducta humana de esta forma y producir el estado de adicción. No obstante, para una persona adicta, las drogas son valoradas por encima de cualquier otra meta o reforzador, por encima incluso de la comida y del sexo. Por este motivo, la existencia personal de un adicto va fundamentalmente marcada y dirigida a la consecución de la droga sin importarle las consecuencias que puedan derivarse de ello con respecto a otros ámbitos de su vida. Si hemos visto la película Trainspotting de Danny Boyle, recordaremos que los protagonistas sobreponen la droga a cualquier cosa. Es cierto que algunos consumidores de diferentes sustancias de abuso pueden llegar a dejar de usarlas de forma compulsiva por ellos mismos, no obstante muchos otros consumidores conviven con este problema de una forma crónica, como en el caso de Ramón. A pesar del deterioro que produce el uso compulsivo de una droga para la vida de una persona y a pesar de los múltiples intentos que ponen en marcha algunas personas para “dejar” la droga, las recaídas son algo harto habitual, incluso mucho tiempo después de abandonar un uso continuado de la sustancia. Por lo tanto, podemos decir que la adicción

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tiende a persistir. Diferentes observaciones clínicas y experimentales se han organizado en torno a la hipótesis de que la adicción representa el uso de los procesos neurales que en condiciones normales se encuentran implicados en la formación de memorias asociativas. Una cantidad considerable de trabajos de diversos laboratorios sugieren que el sustrato subyacente al uso compulsivo y persistente de una sustancia de abuso se centraría en modificaciones celulares y moleculares que permitirían la formación de memorias en diversos circuitos cerebrales que reciben información de neuronas que utilizan la dopamina para comunicarse.25 En definitiva, el consumo de sustancias de abuso produce cambios en diferentes regiones de nuestro cerebro. De modo que la adicción a las drogas es tan persistente porque los mecanismos cerebrales subyacentes a ésta utilizan los procesos neurales que están implicados en situaciones normales en el aprendizaje relacionado con el refuerzo. Este tipo de aprendizaje tiene una importancia extraordinaria para la supervivencia y perpetuación de la especie. Imaginemos que vamos por la selva amazónica y estamos buscando comida. Por casualidad nos topamos con un arbusto que tiene unas flores grandes y rojas que no parecen ser comunes por esa zona. Exploramos el arbusto y observamos que detrás de las hojas se encuentran unos frutos ovalados de color canela que resultan ser 25 Estructuras prosencefálicas como la amígdala, la corteza prefrontal, el núcleo accumbens y el estriado dorsal, que reciben las conexiones de las neuronas dopaminérgicas del mesencéfalo.

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deliciosos al paladar. La próxima vez que vayamos recorriendo la selva y encontremos el arbusto de flores rojas, rápidamente nos acercaremos a recoger sus frutos. Hemos aprendido a asociar un estímulo que inicialmente para nosotros era neutro (la presencia del arbusto con flores rojas) con un refuerzo (el fruto que nos resulta tan delicioso al gusto y que apaga rápidamente nuestra sensación de hambre por su gran aporte calórico). Por lo tanto, en este tipo de aprendizaje relacionamos un refuerzo con un estímulo inicialmente de valoración neutra para nosotros y/o con la conducta que llevamos a cabo para obtenerlo. Las drogas parecen utilizar los mecanismos neurales subyacentes a este tipo de aprendizaje. Por este motivo, parece ser que las bases neurales de la persistencia de la adicción se deben a los mecanismos celulares y moleculares que subyacen a las memorias asociativas a largo plazo en diferentes circuitos del cerebro que reciben conexiones de neuronas dopaminérgicas. Numerosos datos apoyan la idea de que los sujetos experimentales son capaces de aprender con gran rapidez cuáles son los estímulos y las claves contextuales que predicen la disponibilidad de una droga. Una vez llevado a cabo este tipo de aprendizajes, esos estímulos son capaces de motivar por sí mismos la búsqueda activa de la droga. Las conductas implementadas en el repertorio habitual de un sujeto para la obtención de una droga, con la experiencia, aumentan en frecuencia. Esas conductas muestran una fuerte presión motivacional, ya que tienden a persistir a largo plazo y presentan una tendencia a resistir cual-

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quier interrupción sustancial y los obstáculos que se pongan en su camino. Asimismo, si el sujeto adicto tiene la posibilidad de elegir entre la droga y otros reforzadores naturales, preferirá la sustancia de abuso en detrimento de cualquier otro tipo de meta y refuerzo natural. La adicción podría quedar íntimamente vinculada a los cambios plásticos subyacentes a las memorias relacionadas con la experiencia que tiene el sujeto con la droga. En muchas ocasiones, personas adictas a una determinada sustancia y que llevan mucho tiempo sin consumirla regresan a sus contextos sociales habituales y vuelven a consumir la droga. Esto se debe a que la persona es expuesta, en su núcleo habitual de consumo, a claves que se encontraban inicialmente asociadas con la droga. ¿Son tan poderosos y firmes los cambios producidos en la plasticidad sináptica en regiones cerebrales clave, para que produzcan las recaídas y el deseo persistente en el sujeto por la sustancia de abuso? Es necesario tener en cuenta que no todos los sujetos presentan un riesgo equivalente para ingerir drogas ni para depender de ellas. Muchos sujetos que experimentan con drogas de abuso durante largos períodos de tiempo (de forma esporádica o continuada) y no se hacen adictos a ellas. De igual manera, hay múltiples evidencias clínicas que ponen de manifiesto que no todos los adictos tienen la misma respuesta a los tratamientos implementados en el ámbito de la terapéutica de la adicción. Cada una de estas diferencias interindividuales parece ser un reflejo de la interacción entre múltiples factores genéticos y ambientales.

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Una persona adicta a una droga ve mermado todo su repertorio conductual, de tal forma que las pautas de conducta habituales son aquellas que lo dirigen a la búsqueda y administración de la sustancia en cuestión. Además, el adicto consume la droga a pesar de los efectos nocivos que pueda tener sobre su salud y sobre los diferentes aspectos psicosociales de su vida. En ausencia de la droga, se manifiesta en el sujeto un deseo intenso por ella (denominado en la literatura especializada de habla inglesa craving). Se puede decir que en la adicción, los efectos positivos inmediatos guían más la conducta que las consecuencias negativas a largo plazo. El poder gratificante de la droga explicaría su uso inicial pero no la pérdida de control sobre su uso ni la persistencia que muestra. Con la adicción aparece una serie de adaptaciones a corto y largo plazo en el organismo de las personas. Un consumo reiterado puede generar diferentes adaptaciones relacionadas con la dependencia y los síntomas asociados a la retirada de la sustancia (el denominado síndrome de abstinencia). No obstante, que una droga sea adictiva no queda delimitado a su capacidad de generar tolerancia o abstinencia. Por otro lado, tal como se ha comentado, el consumo de la droga también puede producir adaptaciones y cambios en los mecanismos de plasticidad sináptica en diferentes regiones y circuitos neurales inervados por las neuronas dopaminérgicas (concretamente, las ubicadas en una región cerebral denominada mesencéfalo). En relación a este último aspecto, los estímulos asociados a la droga (sean sensoriales, interoceptivos o contextuales)

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adquieren gradualmente más control sobre la conducta de la persona. Dado que en la naturaleza existen interacciones muy complejas entre el organismo y el ambiente, no es extraño pensar que el refuerzo y la motivación constituyan dos procesos de gran importancia biológica en las especies, en un intento de fomentar su bienestar y procurar su supervivencia. El estudio biológico de la motivación ha llevado a definirla como el conjunto de factores que inician, sostienen y dirigen una determinada conducta. Teniendo en cuenta que el entorno es cambiante, el animal debe adaptarse para poder mantener el equilibrio interno corporal, cuyos procesos reguladores integran respuestas hormonales, nerviosas y conductuales, referidas tanto a estímulos internos (como un déficit de glucosa en la sangre) como externos (como pueden serlo el olor o la vistosidad de un alimento determinado). Los mecanismos reguladores fisiológicos, que intentan paliar las alteraciones en condiciones internas, así como velar por la supervivencia del individuo y la continuidad de su especie, tienen tres funciones fundamentales: (1) dirigir la conducta hacia un objetivo específico, (2) organizar las secuencias conductuales e (3) incrementar el nivel general de activación del sujeto con el fin de mejorar su ejecución. Tanto el control de la conducta como la regulación de las funciones internas del cuerpo requieren la extracción de la información reforzante de una gran variedad de estímulos y situaciones: información relativa a la presencia y al valor de los refuerzos por el sujeto, a su predictibilidad y accesibilidad y a los

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gastos asociados a su consecución (relación coste-beneficio). Los sistemas cerebrales del refuerzo constituyen un importante componente de la motivación, puesto que la mayoría de las sustancias adictivas actúan sobre las vías neurales que mediatizan las conductas motivadas por la supervivencia del animal. La estimulación eléctrica de los lugares del cerebro donde interactúan muchas de las drogas de abuso se muestra como placentera, dado que es capaz de evocar estados motivacionales determinados y de activar los sistemas neurales que, por norma general, están involucrados en los estímulos reforzantes “naturales”. Por lo tanto, se debe entender el fenómeno de la adicción dentro del marco de las conductas motivadas, como el sexo o la comida. Llegados a este punto cabría cuestionarse, en relación a las drogas, si la importancia radica en las adaptaciones relacionadas con la regulación del equilibrio interno o bien en las adaptaciones relacionadas con los mecanismos de plasticidad. Hemos de partir del hecho de que el procesamiento de la información reforzante es harto complejo y que por tanto no podría únicamente asentarse sobre adaptaciones relacionadas con el mantenimiento del equilibrio. En los últimos años ha aparecido una gran amalgama de trabajos experimentales y clínicos que ponen de manifiesto que las drogas de abuso pueden utilizar los mecanismos de plasticidad cerebral en los circuitos neurales implicados en el refuerzo. Tal como hemos delimitado desde un principio, en la definición de lo que es adicción hay un conjunto

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de ejes vertebrales que configuran algunos de los aspectos críticos: la falta de control en la autoadministración de la droga, la persistencia, el deseo por la sustancia, la abstinencia que se produce tras la interrupción de su administración después de una historia de consumo previo y la recaída que puede producirse, incluso meses después de no tener contacto con la sustancia de abuso. Hay suficientes indicios experimentales que nos permiten asegurar que existe una relación entre las sustancias de abuso y la plasticidad sináptica que podría explicar la génesis y el desarrollo de estos aspectos críticos. Parece ser que los episodios repetidos de liberación de dopamina26 pueden consolidar las conductas de autoadministración de la droga y convertirlas en un uso compulsivo a largo plazo. Durante la adicción tiene lugar una serie de asociaciones entre diferentes estímulos con las sustancias de abuso. Estos estímulos se convierten en claves que predicen la droga y que pueden explicar diferentes estados motivacionales y emocionales del sujeto. Los estímulos asociados a una droga terminan por controlar la conducta de un adicto. Para poder entender la persistencia a largo plazo de las recaídas, la compulsividad en el uso de una droga y cómo los estímulos asociados a ella pueden llegar a controlar la conducta de un adicto es necesario profundizar en los mecanismos de plasticidad sináptica. Parece ser que diferentes mecanismos de señalización intracelular pueden generar formas de plasticidad sináptica y neuronal capaces de con26

Liberación de dopamina en los sistemas mesolímbico, mesocortical y nigroestriado.

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vertir las señales inducidas por la droga (por ejemplo, la liberación de dopamina en diferentes regiones) en alteraciones a largo plazo en la función cerebral. Todo apunta a pensar que el uso compulsivo que los adictos muestran por las sustancias de abuso, la persistencia de la adicción y las asociaciones entre diferentes estímulos contingentemente relacionados, que explicarían algunos aspectos fundamentales de las recaídas, podrían estar relacionados con diversos mecanismos moleculares y celulares subyacentes a memorias asociativas a largo plazo en diferentes circuitos cerebrales. La adicción no es un fenómeno inmediato que pueda inducirse instantáneamente después de la exposición a la droga. La adicción implica adaptaciones neurales múltiples y complejas que se desarrollan en función de diversas ventanas temporales con un curso diferencial que puede ir desde horas hasta días y meses.27 Estudios con técnicas de neuroimagen han mostrado que los estímulos que se asocian de forma contingente con la experiencia relacionada con la droga son capaces de poner en marcha de una forma muy potente diversos efectos cognitivos y emocionales en personas adictas. Algunos autores sugieren que diferentes sustancias de 27 Por ejemplo, en las modificaciones en la conducta del sujeto que se producen tras las exposiciones iniciales a la droga, parecen estar implicados cambios plásticos en una región del cerebro denominada área tegmental ventral. Según algunos autores dichos cambios inducirán adaptaciones a largo plazo en las regiones inervadas por las neuronas dopaminérgicas de esta región del mesencéfalo. Por el contrario, los cambios plásticos en el estriado dorsal, en el núcleo accumbens y en la corteza prefrontal (entre otras regiones) parecen estar implicados en la formación de asociaciones persistentes a largo plazo entre la droga y diferentes claves internas y/o externas asociadas de forma contingente con la experiencia.

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abuso comparten los mismos mecanismos celulares y moleculares subyacentes a las adaptaciones cerebrales producidas en los procesos de adicción. Estas adaptaciones pueden implicar diferentes aspectos que van desde cambios en la forma y la respuesta de las neuronas hasta cómo se usa la información genética. Para poder poner en marcha este tipo de neuroadaptaciones es necesario acudir a los mecanismos de plasticidad. Las primeras evidencias que sugirieron que había un nexo muy importante entre adicción, memoria y plasticidad provienen de las observaciones realizadas con manipulaciones en uno de los sistemas químicos que utilizan las neuronas para comunicarse, el sistema de neurotransmisión del glutamato. Esta primera aproximación sugería que en la adicción a las drogas estaban implicados los mismos procesos que en el almacenamiento de la información aprendida (consolidación de la memoria). De esta forma, se empezó a pensar que el sistema de neurotransmisión glutamatérgico podría tener una implicación cardinal en el desarrollo de la adicción. Teniendo presente que el glutamato es esencial en diferentes formas de memoria y de aprendizaje, algunos autores sugirieron que el aprendizaje asociativo debía de ser un mecanismo esencial para el desarrollo inicial de la adicción. Hoy en día la mayor parte de las proteínas cerebrales implicadas en los efectos de las drogas de abuso han sido identificadas y clonadas, de manera que se conoce la información relacionada con el sitio sobre el que actúan y sobre el sistema de comunicación química que utilizan.

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Aparte de estas interacciones iniciales de la droga con el sistema nervioso, otro paso importante en el estudio y demarcación de la adicción ha sido la identificación de los mecanismos conductuales, emocionales y motivacionales que tienen lugar después de que la droga se una sobre el mecanismo en el que actúa y ponga en marcha determinados cambios en el interior de las neuronas. Diferentes trabajos se han centrado en el estudio de cómo las drogas afectan a la comunicación neural a corto plazo y de cómo el sistema nervioso se adapta a la administración repetida de una droga. Tal como decíamos anteriormente, la exposición repetida a una determinada sustancia puede generar los fenómenos de tolerancia y sensibilización. Con la tolerancia, se produce una reducción de la sensibilidad a la droga; es decir, se necesita más cantidad de droga de la requerida al inicio del consumo, con el fin de producir el mismo efecto. El mecanismo de producción de la tolerancia se puede deber o bien a cambios funcionales en los lugares de unión de la sustancia (por ejemplo, disminución del número de sitios de unión para la droga) o bien a un aumento de la capacidad del organismo para metabolizarla y eliminarla. Tal como vimos al principio del capítulo, los efectos de la tolerancia se pueden condicionar al lugar donde, por norma general, se administra la sustancia, y se presentan de manera completa sólo cuando la droga se administra en este contexto. Esta podría ser una de las causas de la muerte de Ramón. La sensibilización se caracteriza por el hecho de que el consumo reiterado de una sustancia puede generar un

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aumento de la sensibilidad a sus efectos.28 Por su parte, el síndrome de abstinencia es el estado generado en el organismo por la retirada de la droga. Por norma general, se caracteriza por producir los efectos contrarios a la administración de la droga. El organismo establece mecanismos compensatorios para evitar una excesiva toxicidad con la ingestión de la sustancia. Si retiramos la droga, el organismo se encuentra bajo los efectos de dichos mecanismos y genera las consecuencias del síndrome de abstinencia. Ante la presencia de una droga, el organismo concibe mecanismos compensatorios para evitar los posibles efectos tóxicos de la sustancia. En relación a las teorías basadas en los trabajos de Siegel, si un contexto puede elicitar respuestas de compensación condicionadas, cuando se retira la droga la misma situación de uso habitual de la sustancia en cuestión debería inducir efectos opuestos a los de la droga (efectos de abstinencia condicionados). No obstante, hemos de tener presente que, en muchos casos, los estímulos asociados a la experiencia de una droga pueden producir respuestas similares a las de la droga. En definitiva, con la administración repetida de una droga puede darse una serie de adaptaciones en diferentes circuitos y poblaciones celulares, lo que conlleva la presencia de tolerancia y dependencia. Es necesario destacar 28 Múltiples evidencias experimentales ponen de manifiesto que una región cerebral denominada área tegmental ventral se encuentra implicada en la puesta en marcha de la sensibilización, mientras que el núcleo accumbens parece ser crucial para su expresión pero no para su inicio.

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que pese a que algunos autores sugieren que los cambios plásticos a largo plazo que producen las sustancias de abuso actuarían a través de mecanismos moleculares comunes, las manifestaciones precisas de la tolerancia y la dependencia difieren marcadamente según la sustancia de abuso de la que se trate. También se ha podido comprobar que la administración repetida de una droga puede implicar el desarrollo de tolerancia a unos efectos y no para otros. Incluso, en algunos casos, puede sobrevenir una tolerancia a algunos de los efectos de la sustancia de abuso al mismo tiempo que incrementa la sensibilidad a otros efectos de esta sustancia. En algunas ocasiones la administración repetida de una determinada sustancia puede generar tolerancia a otras sustancias que utilizan el mismo mecanismo de actuación. En este caso, nos encontramos dentro de lo que se denomina tolerancia cruzada. Algunos trabajos experimentales han sugerido que en algunos casos solamente se produce tolerancia a los efectos de la droga que se experimentan tolerancia contingente a la droga. Por lo que se refiere a la dependencia, la administración repetida de una droga induce alteraciones de células y circuitos neuronales, como un intento de compensación de los efectos que produce la droga en el organismo. Cuando se deja de administrar la droga, aparecen los síntomas característicos de la retirada de la misma: el síndrome de abstinencia. Al igual que la tolerancia, los síntomas que aparecen con la retirada de la droga dependen de las adaptaciones sinápticas y fisiológicas específicas que produce la

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droga en cuestión y de dónde se producen esas adaptaciones. Con lo cual, no es de extrañar que los síntomas que aparecen con la retirada de la droga varíen sustancialmente con cada sustancia de abuso. Por ejemplo, los síntomas que aparecen con la retirada de alcohol pueden incluir temblores, convulsiones, peligrosas subidas de tensión, etcétera, mientras que los síntomas que aparecen con la retirada de opiáceos, como la heroína, se parecerían más a los síntomas de una gripe con fuertes dolores abdominales. En cuanto a los estimulantes como las anfetaminas y la cocaína, su retirada a penas produce una sintomatología física destacable. Otra característica importante que debe subrayarse, es que la mayoría de sustancias de abuso tienen en común que su retirada puede implicar el desarrollo de disforia y anhedonia (síntomas emocionales de la retirada) y de un deseo intenso por la droga (síntomas motivacionales de la retirada –craving–). De todas formas la gravedad e intensidad de los síntomas motivaciones y emocionales de la retirada de una droga varían enormemente en función de diferencias individuales. La dependencia y el síndrome de abstinencia se han considerado clásicamente los síntomas capitales de la adicción. No obstante, hoy en día parece haber un acuerdo en la comunidad científica en lo relativo a no considerar tales aspectos como necesarios o suficientes para hablar de adicción. Por ejemplo, se ha podido comprobar en las unidades de tratamiento del dolor oncológico que resulta habitual observar dependencia y síntomas asociados con la retirada de la morfina en pacientes tratados. No obstante, estos pacientes no presentan compulsión en el uso de la droga.

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Lo mismo ocurre con fármacos, como el valium, utilizados en el tratamiento de diferentes trastornos de ansiedad. De igual manera, es importante señalar que en adictos a estimulantes como la cocaína y la anfetamina se puede observar un marcado uso compulsivo con un historial amplio de recaídas, sin necesidad de observar síntomas evidentes y significativos asociados a la retirada de la sustancia estimulante. Es cierto que para algunas drogas, como el alcohol, la heroína o el tabaco, puede resultar evidente la contribución de la evitación de los síntomas asociados a la retirada de la droga como un factor importante para continuar usando la droga. No obstante, no explicaría la persistencia de la adicción ni el alto riesgo en recaídas que muestran las personas adictas, incluso años después del abandono de la administración de la sustancia (y por lo tanto, sin la necesidad de evitar ningún síntoma asociado a la retirada de la droga). Múltiples evidencias experimentales sugieren que detrás del uso persistente y compulsivo de una droga, el principal sustrato neuronal no pude circunscribirse únicamente a las adaptaciones que dan lugar a la tolerancia, la dependencia y los síntomas asociados a la retirada de la droga. Lo que verdaderamente explicaría la persistencia y la compulsión en el uso de una droga son los procesos de memoria asociativa a largo plazo que tienen lugar en diferentes circuitos neuronales que reciben inervación de las neuronas dopaminérgicas del mesencéfalo. Al contrario que las adaptaciones relacionadas con el equilibrio del medio interno, los mecanismos de la memoria a largo plazo pueden perdurar durante años, incluso durante toda la vida de la persona.

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Debe tenerse presente que el uso de una sustancia de abuso (incluido el uso en las recaídas tiempo después del abandono y retirada de la droga) suele estar precedido en muchas ocasiones por claves que previamente se habían asociado de forma contingente con la droga. Estas claves asociadas a la experiencia relacionada con la droga pueden incluir estímulos contextuales (lugar donde habitualmente se administra la sustancia, etcétera), estímulos interoceptivos (sensaciones corporales, síntomas asociados a la retirada de la droga, etcétera) y estímulos sensoriales (parafernalia del uso de la droga, personas, etcétera). En diferentes modelos animales se ha demostrado que la reexposición a pequeñas dosis de la droga y a estímulos que predicen su aparición produce un restablecimiento más fuerte del uso de la sustancia que los propios síntomas asociados a su retirada. Asimismo, se ha podido comprobar, tanto en humanos como en animales, que las respuestas condicionadas a las claves que se habían asociado previamente con la droga pueden apreciarse después de que los síntomas asociados con la retirada de la droga hayan remitido. Este tipo de respuestas muestran patrones diferenciales en el ser humano y en los modelos animales analizados. En el caso de la rata las respuestas condicionadas se basan en repertorios conductuales de búsqueda de la droga, mientras que en los seres humanos este tipo de respuestas se encuentran íntimamente asociadas al deseo intenso de la droga. Otro tipo de respuesta condicionada común que aparece tanto en animales como en el ser humano es la

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puesta en marcha de los sistemas que inducen una activación de la corteza cerebral de forma inespecífica. Además de las respuestas comentadas, se ha podido comprobar que las claves y los estímulos que se han asociado previamente con una droga pueden generar en los sujetos adictos en condiciones de laboratorio un fuerte impulso por la droga y una alta reactividad del sistema nervioso. Otro aspecto que deberíamos tener en cuenta es el del estrés. En diferentes modelos animales y en seres humanos, se ha podido comprobar que el estrés es capaz de provocar el restablecimiento del uso de la droga. Algunos autores sugieren que los mecanismos subyacentes a las recaídas inducidas por el estrés podrían implicar la activación de los circuitos cerebrales del placer y podrían parecerse más a una reexposición a la droga que a los síntomas asociados a la retirada de ésta.29 Por otro lado, diferentes trabajos han mostrado que los estímulos que se asocian con una droga pueden producir diferentes reacciones subjetivas en adictos. Por ejemplo, se ha podido comprobar que este tipo de estímulos son capaces de inducir tanto un estado subjetivo de deseo intenso por la droga como de búsqueda activa de la droga en adictos a diferentes tipos de sustancias. El hecho de que una droga no se encuentre disponible para el adicto, o el hecho de que se generen obstáculos que limiten su 29 Hoy en día, sabemos que el estrés puede activar el sustrato nervioso del refuerzo actuando mediante la liberación de glucocorticoides, adrenalina, hormona liberadora de corticotropina (CRH), opiáceos endógenos, etcétera. No obstante, la implicación de los circuitos de la corteza prefrontal parece desempeñar un papel crítico.

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uso, ¿puede modificar de alguna forma las relaciones entre los estímulos que se asocian a la experiencia relacionada con una determinada sustancia de abuso? Imaginemos que una conocida marca de informática anuncia la puesta en el mercado de un dispositivo telefónico revolucionario que, por las características y especificaciones que parece tener, revolucionará la gestión de las comunicaciones y de los datos personales. Pasan los meses y el dispositivo no sale al mercado. El deseo de un “adicto” a la tecnología por el aparato aumenta cada día que pasa. Finalmente, la empresa decide sacar a la venta el aparato por un precio bastante alto. La persona compra el teléfono. Semanas después de su adquisición, nuestro “adicto” tiene su aparato en el escritorio de su estudio, donde casi no le presta atención. ¿Qué es lo que ha sucedido? ¿Cómo ha disminuido el deseo de la persona por el aparato, cuando verdaderamente lo ha adquirido y lo ha tenido en su poder? Realmente, el tipo de relaciones que se dan en este caso son muy complejas, e implican diferentes factores motivacionales e incentivos que configuran el acercamiento hacia un determinado tipo de estímulo en un momento dado de la vida de la persona. ¿Podría tener alguna relación con la adicción a las sustancias de abuso? Algunos autores sugieren que el impulso subjetivo por la droga solamente se advertirá de una forma considerable en aquellas personas que encuentren dificultades para obtener la droga. En diferentes modelos animales se ha podido comprobar que cuando un sujeto experimental aprende secuencias

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motoras complejas para obtener una meta o acceder a algún estímulo determinado, éstas suelen tender hacia un automatismo. Lo mismo ocurre en el ser humano cuando aprendemos ciertos tipos de tareas, primero prestamos una atención directa y consciente y, posteriormente, se van automatizando todas las secuencias del repertorio conductual necesario para llevar a cabo la acción aprendida. Por ejemplo, cuando aprendemos a montar en bici, a esquiar o a conducir un coche. Todas las acciones complejas que aprendemos y que se automatizan progresivamente todavía mantienen cierto grado de flexibilidad que nos permite poder responder ante la presencia de obstáculos imprevistos que vayan surgiendo. Las secuencias conductuales que se repiten con frecuencia suelen tornarse automáticas. En adictos a sustancias de abuso, las conductas relacionadas con la preparación de la droga, su administración y su toma se repiten con gran frecuencia, de tal manera que parecen convertirse en hábitos automáticos. Si el acceso a la droga resulta fácil para una persona adicta, las conductas automáticas iniciadas por estímulos determinados podrían desempeñar un papel más relevante que, por ejemplo, lo que implica un estado consciente de deseo intenso de la droga. De todas formas, es necesario tener presente que en la búsqueda activa de una droga por un adicto pueden tener cabida diferentes aspectos claramente diferenciados. Sean los procesos conductuales automáticos iniciados por estímulos, o bien un estado de deseo consciente por la droga lo que explicaría en último término la constante búsqueda que muestran las personas adic-

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tas a las sustancias de abuso por la droga en cuestión, lo que queda claro es que una región de nuestro cerebro parece desempeñar un papel importante: la corteza prefrontal. Se ha podido comprobar que la búsqueda activa de una droga por un adicto parece facilitarse mediante alteraciones de los mecanismos de control que ejercen los sistemas de la corteza prefrontal sobre la conducta. Estos sistemas de control parecen desempeñar un papel muy importante en la evitación de las conductas perniciosas para el organismo. En adictos se da una devaluación de los refuerzos naturales, como el sexo y la comida, en relación a la droga. Dicha devaluación podría explicarse por esta implicación de la corteza prefrontal en los mecanismos subyacentes a la adicción. Algunos autores sugieren que uno de los efectos que podrían tener las sustancias de abuso es socavar la función normal de la corteza prefrontal en el control de la conducta, sobre todo una parte de ésta: la corteza orbitofrontal. En vista a todo lo comentado hasta el momento, ¿podría existir un tratamiento efectivo para la adicción? A pesar de que, tanto desde el campo de la psicología como desde el campo de la farmacología, se han intentado desarrollar algunas aproximaciones terapéuticas específicas (uso de terapias cognitivoconductuales, terapias farmacológicas basadas en el principio de sustitución y en el principio de vacunación, uso de psicofármacos, etcétera), hoy en día no existe un tratamiento efectivo que pueda considerarse una cura de la adicción. Hemos de tener en cuenta que la persistencia y el riesgo de recaídas puede mantenerse a muy largo

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plazo, incluso años después de la retirada de la droga. Las recaídas pueden suceder después de que la persona no presente ningún síntoma asociado con la retirada de la sustancia. Además, los cambios plásticos que inducen en el cerebro las sustancias de abuso parecen ser cambios muy duraderos en el tiempo que implican modificaciones muy importantes en la maquinaria celular y en circuitos críticos en el procesamiento de la información reforzante. Para poder sobrevivir y adaptarse a las incesantes demandas de un medio continuamente cambiante, diferentes animales (incluido el ser humano) aprenden bajo qué situaciones y estímulos es posible obtener agua, comida, encontrar una pareja para establecer relaciones sexuales, etcétera. Se trata de todo un conjunto de objetivos y metas que constituyen refuerzos y recompensas para los diferentes organismos. Hasta el momento hemos intentado dilucidar cómo podría estar íntimamente relacionado el refuerzo con los mecanismos de aprendizaje y memoria. Debido a que muchos reforzadores naturales (como la comida o aquellos relacionados con el sexo) tienen características muy similares a las drogas de abuso, es lógico pensar que los componentes y elementos que relacionan la memoria con los mecanismos de refuerzo cerebral también deberán de estar relacionados en cierto modo con los cambios producidos por las sustancias de abuso en el sistema nervioso. Una sustancia de abuso produce respuestas hedónicas de placer. Además, también es capaz de generar un deseo en el individuo por la propia sustancia y poner en marcha

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estrategias e intentos de búsqueda de la droga. En esos intentos de búsqueda tiene lugar un aprendizaje muy rápido y eficaz sobre las claves y estímulos que predicen la presencia de la droga y sobre las secuencias conductuales que hay que llevar a cabo para obtenerla. A pesar de que las similitudes entre los reforzadores naturales y las drogas son múltiples, existen diferencias notables que hay que tener presentes para entender la idiosincrasia de la adicción. En primer lugar, debemos tener en cuenta que las personas adictas tienden a sobrevalorar las drogas por encima de cualquier reforzador natural. Un adicto puede perder su interés por el sexo o la comida y únicamente preocuparse por la obtención de la droga. Una segunda diferencia es que el consumo de la sustancia de abuso suele ir ligado a un estado de uso compulsivo de ésta, debido a que el sujeto carece de un control eficaz para adecuar su conducta a las demandas del medio y persiste en el consumo de la droga. En tercer lugar, las sustancias de abuso (al contrario que los reforzadores naturales) no tienen un propósito de regulación del medio interno o de perpetuación de la especie. Este tipo de sustancias suelen tener efectos perniciosos para la salud del organismo, en detrimento del funcionamiento general de la persona. Tal como hemos ido viendo hasta el momento, diferentes trabajos que han utilizado metodologías muy diversas han puesto de manifiesto que las drogas de abuso pueden influir sobre la conducta en relación a su capacidad para aumentar los niveles de dopamina en el núcleo

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accumbens, el principal componente del estriado ventral. Actuando directa o indirectamente, todas las drogas con un perfil adictivo incrementan los niveles de esta sustancia en el núcleo accumbens.30 De todas formas, hoy por hoy todavía no queda claro qué clase de información codifica la liberación de dopamina en esta región cerebral, en relación a las sustancias de abuso. Inicialmente, se pensó que la función de la liberación de dopamina que producían las drogas en el núcleo accumbens era una señal de representación interna de un estado hedónico (placer). Hoy la cosa no está tan clara, ya que sin dopamina también se puede experimentar placer. A pesar de que bajo ciertas circunstancias experimentales la dopamina parece no ser necesaria para que se pueda producir un aprendizaje relacionado con el refuerzo, en situaciones normales esta sustancia podría desempeñar un papel fundamental. ¿Por qué las personas adictas pierden su interés por otros reforzadores naturales como la comida y el sexo tal como hemos ido repitiendo a lo largo del capítulo? Una 30 El área del tegmento ventral proyecta principalmente sobre el núcleo accumbens, la amígdala, el hipocampo y la corteza prefrontal. El núcleo accumbens se puede diferenciar histológicamente en dos partes claramente diferenciadas: la región core y la región shell. Parece ser que es en la región Shell (que se encuentra anatómicamente relacionada con áreas cerebrales implicadas en el procesamiento de la información emocional) donde la dopamina tiene una influencia importante sobre los estímulos novedosos y reforzantes para el sujeto, como por ejemplo la cocaína. Por su parte, la amígdala y la corteza prefrontal desempeñan un papel crítico en la evaluación y estimación de la valencia que supone una droga para el sujeto y en el establecimiento de memorias asociativas formadas sobre la base del refuerzo cerebral. Por otro lado, parece ser que la consolidación de los repertorios conductuales efectivos para la obtención de una droga depende del estriado dorsal. Recordemos que el estriado dorsal (caudado y putamen) recibe proyecciones dopaminérgicas de la sustancia negra (estructura mesencefálica contigua al área tegmental ventral).

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persona adicta pierde su interés por otros reforzadores naturales como la comida e incluso la conducta sexual. Podemos pensar que cualquier organismo tiene que actuar de la mejor manera que le permita maximizar la consecución de posibles estímulos importantes para su bienestar o supervivencia en un fututo de su especie. En el cerebro hay ciertas estructuras que tienen la capacidad de estimar y almacenar la información31 de diferentes conductas en relación a la cantidad de refuerzo que cada acción ha posibilitado en todo el historial del sujeto. Todo el conjunto de información que dispone el organismo acerca de estas relaciones servirá para llevar a cabo predicciones continuas para cada posible conducta. De esta forma, cuando un organismo lleve a cabo una conducta, el resultado de ésta (la consecución de un determinado refuerzo) será comparado con lo que se había predicho que se podría conseguir con esa acción. La diferencia entre lo esperado y lo obtenido es el denominado error en la predicción del refuerzo. Parece como si estuviéramos trabajando en un casino de las Vegas, donde se analizan las respuestas fisiológicas de los jugadores para saber si un determinado resultado (por ejemplo, una ganancia en la ruleta) es esperada o no. Recordemos la tercera entrega de la saga de Ocean y sus intrépidos colaboradores. En la cinta titulada Ocean’s Thirteen, Cloney y sus colaboradores han de poner a prueba un sofisticado sistema de detección del fraude en el 31

Valencia positiva de una determinada conducta.

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juego: El Greco. Este sistema es el último grito en el análisis de diferentes respuestas fisiológicas y conductuales para detectar si, cuando un jugador gana una buena mano, el resultado era el esperado por el jugador. Si lo esperaba, quiere decir que había trampa por medio. ¿Realidad o ficción? Un equipo de la universidad de Cambridge, el equipo liderado por Schultz, ha mostrado que el cerebro parece realizar constantemente análisis muy parecidos en relación a las conductas de la persona y al efecto que tienen sobre la consecución de una determinada ganancia. Según estos trabajos, la dopamina parece ser la sustancia encargada de codificar la información relacionada con el error en la predicción del refuerzo para posibilitar futuras conductas que maximicen la consecución de refuerzos. Estos datos son consistentes con el papel de esta sustancia en el aprendizaje relacionado con el refuerzo. Partiendo de estos trabajos, ¿se podría explicar por qué las personas adictas a las sustancias de abuso pierden su interés por otros reforzadores naturales?, ¿se modifican las memorias almacenadas en relación con la valencia positiva de diferentes repertorios conductuales, debido a que el refuerzo obtenido por las drogas (o su expectación) es mayor al esperado por la implementación de conductas que llevan a la consecución de reforzadores naturales, como la comida o el sexo? En el marco de esta teoría, una idea plausible sería que en el sistema nervioso de una persona adicta ha tenido lugar una serie de cambios plásticos subyacentes a las memorias almacenadas sobre el valor de las posibles acciones que llevarán a la consecución de dife-

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rentes refuerzos. De esta forma, se potenciará que el organismo actúe para maximizar la consecución de refuerzos de gran valor para el sujeto. Si el refuerzo esperado al implementar en el repertorio conductual de una persona para conseguir una droga es mucho mayor que el refuerzo esperado al comer o al llevar a cabo una conducta sexual, la persona perderá interés por llevar a cabo las acciones dirigidas a reforzadores que no sean la sustancia de abuso. Diferentes modelos computacionales basados en las teorías del aprendizaje por reforzamiento han intentado explicar las ventajas de las drogas con un perfil adictivo sobre los reforzadores naturales como la comida o el sexo. Debido a las acciones farmacológicas de las diferentes sustancias de abuso sobre la liberación de dopamina en el núcleo accumbens, cuando se lleva a acabo una conducta que permite conseguir una droga, tiene lugar un error positivo en la predicción del refuerzo, ya que el valor del refuerzo esperado es menor que el valor del refuerzo obtenido para el sujeto. Incluso cuando los efectos subjetivos y hedónicos de la sustancia de abuso comienzan a disminuir, el cerebro continúa interpretándolo como un error positivo en la predicción del refuerzo. Dichas señales podrían generar una marcada ventaja para las drogas de abuso sobre otros reforzadores y potenciarían aquellas conductas que incrementan el uso de la droga y devaluarían las conductas utilizadas para conseguir otros reforzadores naturales. Estos modelos son capaces de explicar el sobreaprendizaje patológico que se da en la adicción en relación a las claves y los estímulos que se asociación con la droga o la experiencia que se tiene de ella. En

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la adicción a una sustancia de abuso se da una liberación de dopamina sea cual sea la experiencia actual del sujeto, de modo que se potencian aquellas conductas que permiten su consecución en detrimento de otros repertorios de acciones dirigidas a otro tipo de reforzadores. Según esta teoría, la liberación de dopamina por las drogas modificaría los mecanismos de aprendizaje asociativo normal que configuran y determinan las conductas relacionadas con el refuerzo. Hemos de tener presente que los reforzadores naturales (como la comida y el sexo), y los estímulos que los predicen, producen breves ráfagas en las tasas de respuesta de las neuronas dopaminérgicas, mientras que las drogas de abuso son capaces de elevar los niveles de dopamina durante horas, y así modifican y alteran los patrones normales de liberación de dopamina (tanto tónicos como fásicos) y aumentan y prolongan la señal dopaminérgica. Se ha podido comprobar en ratas que los niveles de dopamina en el núcleo accumbens constituyen una señal importante para el establecimiento inicial de las conductas de búsqueda de una droga. De todas formas, a medida que esas conductas quedan más fijadas en el repertorio conductual del sujeto y a medida que la persistencia y la compulsividad se convierten en parámetros habituales que configuran la conducta, otras zonas del cerebro van adquiriendo mayor importancia. Tal como hemos visto, un aspecto vertebral en las conductas compulsivas de búsqueda de una droga (sobre todo en el caso de la cocaína) es que diferentes estímulos que se han asociado contingentemente con la sustancia de

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abuso son capaces de mantener las conductas de búsqueda de una forma activa y persistente.32 Parece ser que, a medida que la búsqueda de la droga elicitada por estímulos previamente asociados a ésta se va estableciendo como una pauta persistente en el repertorio conductual del sujeto, se da un cambio progresivo de los procesos de búsqueda motivada de la droga que dependen del núcleo accumbens a los procesos de hábitos de respuesta que dependen de otras regiones cerebrales. Este cambio progresivo explicaría las conductas compulsivas de búsqueda de la droga que presentan las personas adictas como si fueran hábitos permanentes en sus repertorios conductuales que resisten a cualquier tipo de intervención y de terapia. Pero ¿por qué las personas adictas pierden el control en el uso de la droga? Tal como se ha señalado al principio, uno de los aspectos cruciales de la adicción a las drogas es la pérdida de control que muestran las personas adictas. Para entender cómo se puede explicar esta pérdida de control desde la neurociencia, en primer lugar hemos de tener presente que el ser humano dispone de la capacidad para mantener la información que obtiene del entorno, integrarla con información ya almacenada, actualizarla y utilizarla 32 Este tipo de efecto parece depender del estriado dorsal. En esta línea de investigación Vanderschuren y colaboradores (2005) demostraron que el bloqueo de los receptores dopaminérgicos o de los receptores AMPA/kainato del glutamato en el núcleo accumbens no interfería con la capacidad de los estímulos condicionados para mantener las conductas de búsqueda de la droga en animales adictos, mientras que la administración de antagonistas de dichos receptores en el estriado dorsal bloqueaba la conducta de búsqueda de la droga (cocaína) en respuesta a estímulos asociados con la droga.

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para guiar su propia conducta. Cuando llevamos a cabo una acción es muy importante la representación que tenemos de la meta que perseguimos con la implementación de esa acción en nuestro repertorio conductual, así como el valor que se le asigna a la meta o la finalidad específica de la acción. Del mismo modo, resulta crítica la habilidad para poder seleccionar las acciones en función de las valoraciones resultantes. ¿Qué parte de nuestro cerebro podría encargarse de llevar a cabo este tipo de procesamiento de la información? Al parecer una región de nuestra neocorteza es fundamental para esta tarea: la corteza prefrontal. La corteza prefrontal desempeña un importante papel en la representación que tenemos de cada una de las metas, en la asignación del valor que le damos a éstas y en la selección de las conductas que pondremos en marcha priorizando el resultado de las valoraciones realizadas. Por ello, es lógico pensar que el mantenimiento en la corteza prefrontal de la información sobre las representaciones de las metas que se quieren conseguir resulte crítico para poder llevar a cabo un control cognitivo que permita implementar en el repertorio conductual del sujeto acciones dirigidas a metas específicas con un valor determinado. La consecución satisfactoria de una droga por parte de una persona puede conllevar la puesta en marcha de una secuencia de acciones que puedan obviar las diferentes distracciones y trabas que sobrevengan. Cuando se pretende obtener un refuerzo determinado hay que suprimir todos los repertorios conductuales y todas las respuestas inadaptadas. La corteza prefrontal no sólo posibilita la

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capacidad de guía para la obtención del refuerzo sino que también permite la supresión de todas las respuestas que podrían entorpecer su adquisición. Dentro de la corteza prefrontal, la corteza orbitofrontal parece ser un nexo entre el refuerzo y la experiencia de placer.33 Parece ser que la liberación fásica de dopamina controla la actualización de la información en la corteza prefrontal y posibilita que las nuevas metas se puedan codificar y puedan seleccionarse en relación al repertorio conductual de la persona. Las diferentes drogas de abuso producen un aumento de dopamina en diferentes regiones de la corteza prefrontal. Algunos autores han sugerido que este aumento podría ser la causa del sobreaprendizaje entre la droga y diferentes estímulos que conlleva a la valoración de la droga por encima de cualquier otro refuerzo natural.34 Existen suficientes evidencias experimentales y clínicas para concluir que en personas adictas se da un deterioro en las funciones ejecutivas y un marcado incremento en la impulsividad que correlaciona con una alteración funcional en la corteza prefrontal. La pérdida de control que se da en los consumidores de las sustancias de abuso constituye uno 33 Esta región cortical se encuentra anatómica y funcionalmente relacionada con la corteza prefrontal medial, el estriado dorsal y ventral, la amígdala, el hipotálamo y la ínsula, y parece ser crítica para integrar la información motivacional y emocional con las representaciones que se tienen de los objetos. Por ejemplo, recientemente se ha podido comprobar que la interacción entre la corteza orbitofrontal y la amígdala es necesaria para llevar a cabo la representación del valor predicho de un objeto potencialmente reforzante para el organismo (Gottfried y col., 2003; Kringelbach, 2005). 34 En este sentido, por ejemplo, se ha podido comprobar que la activación del receptor D1 aumenta la potenciación a largo plazo en conexiones sinápticas entre la corteza prefrontal y el hipocampo (Gurden y col., 2000).

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de los rasgos característicos de los mecanismos subyacentes a la adicción. La sobrevaloración que los sujetos adictos llevan a cabo de la droga y de los estímulos asociados a ésta en detrimento de otros reforzadores naturales y el deterioro que muestran estas personas en el procesamiento de la información que permite el control de la conducta podrían ser las explicaciones potenciales a esa pérdida de control que implica la adicción. En relación a la sensibilización, autores como Robinson y Berridge han sugerido que en la medida en que la administración de una droga es capaz de sensibilizar las respuestas locomotoras, también podría sensibilizar los circuitos neurales que asignan saliencia incentiva a la droga y a los estímulos asociados de manera contingente a ésta, sin modificar su valor hedónico ni la inclinación y preferencia del adicto por ella. Estos autores sugieren que la sensibilización de la saliencia incentiva genera una marcada búsqueda de la droga activada por estímulos asociados con ésta. De este modo, la experiencia de una droga aumenta la saliencia incentiva de las claves que la predicen. Esta teoría parece ser consistente con los mecanismos de aprendizaje asociativo subyacentes a la adicción, donde se asocian estímulos con la búsqueda y preferencia por la droga. Del mismo modo, también parece ser consistente con los mecanismos de aprendizaje relacionado con el refuerzo, donde la dopamina constituye una señal de error en la predicción del refuerzo. De todas formas, hay que tener presente que la sensibilización podría no estar dirigida de forma específica a la codificación de la información sobre

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los estímulos asociados con la droga. Tampoco podría estar ligada de una forma inmediata con la capacidad de los estímulos asociados con la droga para activar los repertorios conductuales de búsqueda de ésta. Los mecanismos de aprendizaje asociativo pueden explicar la codificación y representación de los estímulos específicos asociados con la droga, su sobrevaloración en la corteza prefrontal y sus conexiones con las conductas de búsqueda de la droga dependientes del estriado dorsal. En el grado en que la sensibilización pudiera provocar un aumento de la liberación de dopamina en respuesta a las drogas y a las claves asociadas a éstas, aceleraría la consolidación de las asociaciones relacionadas con la droga pero no podría contribuir a su especificidad. El uso de una droga genera cambios en la utilización de la información genética y en cómo se regula ésta. Estos cambios podrían influir sobre la función de diferentes circuitos cerebrales en el sistema dopaminérgico. Dichas modificaciones serían las responsables de muchos de los efectos conductuales asociados a la adicción. Para poder entender la persistencia a largo plazo de las recaídas, la compulsividad en el uso de una droga y cómo los estímulos asociados a ella pueden llegar a controlar la conducta de un adicto es necesario profundizar en los mecanismos de plasticidad sináptica y neural. Parece ser que diferentes mecanismos de señalización dentro de las neuronas pueden generar formas de plasticidad sináptica y neuronal capaces de convertir las señales inducidas por la droga (por ejemplo, la liberación

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de dopamina en diferentes regiones) en alteraciones a largo plazo en la función cerebral.35 Podemos concluir que las drogas modifican nuestro cerebro36 y que la adicción puede explicarse, al menos en parte, por esos cambios. Tal como hemos ido viendo, se han descrito diferentes mecanismos que contribuyen a la plasticidad neural y conductual relacionada con la adicción. Los cambios inducidos por las drogas incluyen cambios en los sistemas de comunicación de las neuronas, en el uso de la información genética y en la estructura de las conexiones entre las neuronas.

35 Diferentes sustancias de abuso (cocaína, anfetaminas, morfina, nicotina y alcohol) e incluso la exposición a una situación estresante pueden modular la función sináptica en el área tegmental ventral y en el núcleo accumbens. Se conoce muy poco acerca de los mecanismos de plasticidad sináptica en las sinapsis excitatorias en el núcleo accumbens, no obstante se ha sugerido que la depresión inducida por el uso de sustancias de abuso de la función sináptica excitatoria en el núcleo accumbens podría contribuir a las respuestas conductuales sensibilizadas a largo plazo debidas a la exposición previa a la droga. Desde finales de los años noventa, se sabe que los estímulos asociados de forma contingente a la cocaína, que son capaces de inducir craving, modifican la actividad neuronal de la amígdala. Además de la amígdala, el núcleo de la cama de la estría terminal parece estar relacionado con los mecanismos plásticos inducidos por el uso de las drogas. 36 Por ejemplo, en algunas estructuras cerebrales como el área del tegmento ventral, el núcleo accumbens, la amígdala, el hipocampo o la corteza frontal.

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¿Se puede recuperar el cerebro de una lesión a través del placer? Si recordamos la comedia futurista de Woody Allen El dormilón (1973), el protagonista encarnado por el propio Allen, Miles Monroe, queda congelado por un error iatrogénico al acudir al hospital para ser intervenido de una sencilla operación de extracción de las amígdalas. Nuestro protagonista despierta doscientos años después en un mundo que nada tiene que ver con él. En ese mundo Miles se da cuenta de que las féminas son incapaces de sentir placer por sí mismas y que para poder llegar a un orgasmo necesitan que su pareja entre en una máquina llamada orgasmatrón. Woody Allen nos retrata una sociedad incapaz de sentir placer a través de los métodos tradicionales, éste sólo es posible mediante el uso de la ingeniera, a través de lo artificial. Otros artilugios parecidos han aparecido en numerosas ocasiones en el cine en pelí-

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culas como Barbarella (1968), Flesh Gordon (1974), Demolition Man (1993), Coneheads (1993), Orgazmo (1997), etcétera. Por ejemplo, en Barbarella se muestra cómo puede utilizarse la manipulación de un determinado aparato para torturar a las personas mediante el placer, induciendo tal deleite y goce sexual en la víctima lo suficientemente fuerte e intenso para causar su muerte por orgasmo. En Demolition Man, Marco Brambilla nos describe una sociedad futura que huye de las antiguas costumbres. En ese contexto, llevar a cabo el acto sexual mediante los métodos tradicionales se considera anticuado y repulsivo. Para poder llegar a un orgasmo, una pareja tiene que estar conectada únicamente por un dispositivo electrónico, sin llegar a tocarse físicamente. En la cinta de Trey Parker, Orgazmo, el orgazmorator era un dispositivo construido en forma de una pistola de agua para generar múltiples y sucesivos orgasmos en el hombre. Estos y otros son ejemplos de lo que el placer, íntimamente ligado al sexo y a la tecnología, ha preocupado a la industria del cine. Nuestra sociedad vive inmersa en un continuo bombardeo de estímulos que buscan elicitar el placer en las personas. Placer a través de la comida, el sexo e incluso el bienestar físico y la relajación del cuerpo. Supongamos que vamos por un centro comercial y nos paramos en una tienda de chocolates. La dependienta, amablemente, nos da a probar una cremosa fondue de chocolate. Notamos cómo se deshace en nuestra boca, sentimos su dulce y, a la vez, amargo sabor en nuestro paladar, su olor nos embriaga por completo y esa negra y espesa

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textura parece atraer por completo nuestra atención. Las propiedades organolépticas del chocolate son captadas por nuestros sentidos, de tal forma que nos produce placer mientras lo consumimos e incluso de forma anticipatoria. Al salir de la tienda de chocolates nos acercamos a un establecimiento de masajes y relajación corporal. Una vez allí, nos ubican en una sala con una iluminación muy tenue y una música de fondo que emula el sonido del mar. Nos tumbamos en una especie de camilla que empieza a vibrar según una programación establecida y nos produce una relajación muy deliciosa. Cada vibración estimula partes diferentes de nuestro cuerpo. Nuestro sistema somatosensorial recibe información que es interpretada en nuestro cerebro como algo realmente placentero, deleitoso e incluso sensual. Salimos de casa con la mera intención de pasear por una de las grandes superficies de las afueras de la ciudad y terminamos tomando contacto con estímulos que nos produjeron placer. Ahora imaginemos que tenemos en nuestras manos un mando parecido al de la famosa consola de videojuegos Wii. Cada vez que apretamos el botón principal del mando, una oleada de inmenso placer recorre nuestro cuerpo. Es como si tuviéramos un orgasmo pero multiplicado con creces. ¿Qué es lo que sucedería? Seguramente nos encontraríamos con una problemática social a gran escala que llevaría a la determinación, por parte de las autoridades, de prohibir tajantemente el uso del voluptuoso mando. El ser humano con un artefacto de esa índole bajo su poder podría dejar de lado otras conductas nece-

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sarias para su supervivencia y perpetuación de la especie. Nos “engancharíamos” inevitablemente a esa puerta directa a la máxima expresión de placer. ¿Podría algún día ser real? Lo cierto es que estamos mucho más cerca de lo que se imagina el lector. En los años cincuenta, James Olds y su alumno Peter Milner se encontraban investigando los procesos de aprendizaje y memoria en las ratas. Estos investigadores partían de la hipótesis de que la estimulación eléctrica de ciertas regiones del cerebro podía llegar a facilitar la memoria de sus animales experimentales. Para comprobar esta hipótesis, implantaban electrodos en diferentes zonas del cerebro y las estimulaban eléctricamente después del aprendizaje de una determinada tarea. Resulta que en uno de los animales vieron que cada vez que recibía una corriente de estimulación eléctrica se quedaba muy quieto. Cuando no estaba presente la estimulación volvía a la parte concreta del habitáculo experimental donde antes la había recibido. Era como si la corriente eléctrica que recibía su cerebro le gustase y regresara a por más. Olds y Milner idearon un dispositivo para comprobar si la corriente le producía placer al animal. Dispusieron en el habitáculo experimental una pequeña palanca conectada eléctricamente al dispensador de corriente eléctrica del electrodo que llevaba implantado el animal, de tal forma que cada vez que la rata diera a la palanca se autoadministraría la corriente estimulante. El procedimiento experimental se denominó autoestimulación eléctrica intracraneal (AEIC). Resulta que la rata parecía volverse loca con la palanca. La apreta-

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ba una y otra vez sin importarte nada de lo que sucedía a su alrededor. Desafortunadamente se perdió el cerebro de este animal y no pudieron comprobar dónde se había localizado la punta del electrodo que generaba la corriente eléctrica, probablemente había quedado emplazada en el hipotálamo (una estructura localizada en la base del cerebro). Estos investigadores demostraron fortuitamente que la estimulación eléctrica del cerebro podía producir placer. En palabras del propio James Olds: “Administré una corriente eléctrica siempre que el animal entraba en una esquina del recinto. El animal no permaneció lejos de la esquina, sino que regresó apresuradamente a ella después de una momentánea salida que siguió a la primera estimulación, y volvió a ella incluso más velozmente después de una salida todavía más breve que siguió a la segunda estimulación. Cuando se administró la tercera estimulación eléctrica, parecía, sin lugar a dudas, que el animal volvía a por más”. La estimulación eléctrica de algunas zonas del cerebro puede resultar placentera para diferentes especies de animales, así como para el ser humano. En los años sesenta, un grupo de investigación de la Escuela de Medicina de Tulane University mostró que la estimulación eléctrica de diferentes áreas del cerebro humano tenía propiedades reforzantes. Este fenómeno ha sido muy útil para ayudar a entender los mecanismos cerebrales del refuerzo, es decir, aquellos que se activan en relación al placer que sentimos cuando tenemos un orgasmo, comemos un alimento que nos deleita el paladar o incluso recibimos un agra-

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dable masaje en el cuerpo. El descubrimiento de que las ratas podían aprender a estimularse eléctricamente algunas de las regiones cerebrales, realizado por J. Olds y P. M. Milner ya en 1954, se convirtió en el punto de partida de muchos estudios experimentales sobre la fisiología del sustrato nervioso de refuerzo, de los circuitos de nuestro cerebro sobre los que actúan los efectos reforzantes de las cosas que nos producen placer. En definitiva, en los años cincuenta dos investigadores ya habían comprobado empíricamente lo que veinte años después fue un tópico tratado con prodigalidad en El dormilón de Woody Allen y en posteriores trabajos de otros directores de cine. Llegados a este punto se pone sobre el tapete una cuestión fundamental: ¿además de producir placer, la autoadministración de estimulación eléctrica en el cerebro podría ayudar a mejorar algunas funciones cognitivas como, por ejemplo, la memoria? Hay que tener presente que la memoria es una propiedad fundamental del cerebro que se manifiesta de diversas formas a través de múltiples sistemas anatómica y funcionalmente diferenciados. Su organización ha sido siempre objeto de controversia y su estudio ha generado un gran número de trabajos experimentales en neurociencia. Hoy sabemos que la memoria es un proceso activo y complejo que implica diferentes estadios, a saber, la adquisición, la consolidación y la recuperación de la información. La expresión consolidación de la memoria se refiere al período de transición desde un estado inicial lábil hasta el establecimiento de una memoria duradera. Durante este estadio se

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produce la actividad neural necesaria para fijar las asociaciones establecidas durante el aprendizaje. Hasta que esas asociaciones no son fijadas o consolidadas, la memoria es susceptible de disrupción, tal como hemos analizado en el capítulo “¿El saber no ocupa lugar?”. La duración del período de consolidación está en relación con el curso temporal que siguen los mecanismos celulares y moleculares subyacentes al mismo y en función de las interacciones entre los diferentes sistemas de memoria. Así, durante este período, la formación de una traza en un sistema de memoria puede ser modulada por la acción de otros sistemas. Se ha podido comprobar que la administración de tratamientos que son capaces de alterar los procesos fisiológicos subyacentes a la consolidación puede interrumpir parcial o totalmente la formación de la memoria. Por ejemplo, a finales de los años treinta el neurólogo italiano Ugo Cerletti introdujo la terapia electroconvulsiva para el tratamiento de las enfermedades mentales. Posteriormente, se pudo comprobar que este tipo de terapia (todavía utilizada hoy en algunos casos) tenía efectos graves sobre la memoria de los pacientes que la recibían. Esta temática fue tratada con gran maestría en 1975 por Milos Forman en One Flew Over the Cuckoo’s Nest.37 Se trata de una película basada en la novela de Ken Kesey en la que se describe un cuadriculado y rígido sistema psiquiátrico estadounidense en los años setenta. La cinta muestra cómo en ese contexto, si algún paciente no respetaba 37

La traducción en español: Alguien voló sobre el nido del cuco.

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las normas y salía de la rutina habitual, era sometido a una terapia con descargas eléctricas. Incluso en los casos más graves de desorden se echaba mano de la cirugía mediante la aplicación de una lobotomía frontal, tal como le sucede al protagonista Randall McMurphy, interpretado por un soberbio Jack Nicholson. Al igual que la traza de memoria es susceptible de ser deteriorada por tratamientos disruptores, también puede ser potenciada por otro tipo de tratamientos. De hecho, existen diferentes sistemas neurales y endocrinos que pueden facilitar la formación de las trazas de memoria. Parece ser que estos sistemas moduladores son capaces de influir sobre la formación de diferentes tipos de memorias, por lo que es posible sugerir que todos ellos podrían actuar a través de algún mecanismo común críticamente implicado en el proceso de consolidación. En definitiva, los procesos neurales subyacentes al aprendizaje y la memoria, esenciales para la adaptación del individuo al medio, pueden ser modulados por diferentes sistemas biológicos y aumentar la probabilidad de interacción flexible entre el individuo y su entorno. Uno de los sistemas moduladores capaz de facilitar los procesos cognitivos de aprendizaje y memoria es el sustrato nervioso del refuerzo. En especial, la estimulación de un conjunto de fibras que atraviesan una región localizada en la base del cerebro llamada hipotálamo lateral, autoadministrada por el propio sujeto experimental, es uno de los tratamientos que con mayor consistencia ha demostrado facilitar el aprendizaje y la memoria en una gran

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variedad de tareas y paradigmas de memoria. Este conjunto de fibras nerviosas se denomina haz prosencefálico medial (HPM). Desde que Olds y Milner descubrieron el fenómeno de AEIC en ratas, este procedimiento experimental ha demostrado ser una herramienta consistente en la facilitación de los procesos de aprendizaje y memoria en diferentes modelos animales. Por ejemplo, en los años setenta el equipo de investigación del Laboratorio de Neurociencia y Conducta de la Northwestern University demostró que tanto la estimulación como la lesión de la mayor parte de las localizaciones donde se puede inducir la conducta de AEIC era capaz de modificar los procesos de adquisición y retención del aprendizaje. Posteriores trabajos han mostrado que la interacción funcional entre el substrato nervioso del refuerzo y los procesos de consolidación de la memoria depende de diferentes variables que pueden modificar el efecto de la AEIC, como el momento de administración de la estimulación, el tipo y los parámetros de estimulación utilizados, el paradigma de aprendizaje evaluado, la contingencia entre estímulos o entre estímulos y respuestas durante el entrenamiento, la edad de los sujetos, el nivel de aprendizaje inicial, etcétera. Es importante destacar que el componente de autoadministración del tratamiento no parece ser necesario para observar los efectos facilitadores sobre la consolidación de la memoria, dado que tanto la autoadministración (AEIC) como la administración por el experimentador de la estimulación eléctrica reforzante son capaces de inducir

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esos efectos. No obstante, el tratamiento autoadministrado parece tener una mayor eficacia. El equipo de investigación de Recuperación y Potenciación de la Memoria en Ratas Normales y con Daño Cerebral del Instituto de Neurociencias de la Universidad Autónoma de Barcelona, dirigido por el catedrático de Psicobiología Ignacio Morgado Bernal, ha utilizado durante años la AEIC como un tratamiento muy eficaz para facilitar los procesos de aprendizaje y memoria, incluso en condiciones desfavorables como el envejecimiento o la lesión cerebral. En general, sobre la base de múltiples evidencias experimentales del equipo de Morgado y de otros grupos de investigación, es posible destacar que la administración de este tratamiento cuando se estimula el hipotálamo lateral después del entrenamiento facilita los procesos de aprendizaje y memoria en gran variedad de paradigmas de memoria implícita. Recordemos que este tipo de memoria es aquella relacionada con el aprendizaje de hábitos, habilidades y ciertas asociaciones entre estímulos. En referencia a los efectos sobre la instauración y formación del aprendizaje, se ha podido comprobar que la AEIC del HPM administrada en ratas después de cada sesión de aprendizaje facilita la adquisición de diferentes tareas de memoria implícita. Asimismo, esta técnica también mejora la retención de la información aprendida. También se ha demostrado que los efectos de la administración del tratamiento de AEIC son más potentes y efectivos que la repetición de la propia experiencia de aprendizaje. Dicho

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de otro modo, resulta más potente el efecto de la estimulación eléctrica del cerebro que hacer que los animales repitan una y otra vez la tarea que tienen que aprender. Imagínese si dispusiera de un mando a distancia que al utilizarlo mejorara nuestro aprendizaje en mayor grado que estar horas y horas delante de un libro. Por otro lado, se ha podido comprobar que el efecto de la AEIC se puede sumar al producido por la reactivación de una memoria y causa una mayor facilitación a largo plazo de la recuperación de esa memoria. Asimismo, se ha mostrado que el tratamiento de AEIC ha sido capaz de facilitar consistentemente la consolidación de la memoria incluso en animales con muy poco entrenamiento de adquisición, lo que sugiere que ese tratamiento es más o menos efectivo en función de los niveles de aprendizaje. Otra población que también se podría ver diferencialmente favorecida por el tratamiento de AEIC es la de los animales viejos, que, por su condición fisiológica, generalmente presentan niveles de aprendizaje inferiores al de los animales jóvenes. Se ha mostrado que la AEIC del hipotálamo lateral es capaz de facilitar la adquisición del aprendizaje también durante el envejecimiento. Otros trabajos se han centrado en los efectos de la AEIC sobre la memoria declarativa y relacional. De este modo, recientes investigaciones han analizado el efecto de este tratamiento sobre la adquisición y la retención de tareas de memoria declarativa. En esta línea, se ha demostrado que la AEIC administrada después del entrenamiento es también capaz de facilitar las memorias de tipo

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declarativo, concretamente la expresión flexible del aprendizaje, sin afectar, al menos de forma explícita, a su adquisición ni su retención a largo plazo. Aunque este hallazgo podría considerarse una prueba de la capacidad de la AEIC para facilitar también la memoria explícita, de forma añadida se ha podido comprobar que la AEIC administrada después del entrenamiento es capaz de facilitar también el aprendizaje y la formación de la memoria en un paradigma de memoria espacial. En resumen, podemos destacar que la AEIC del HPM administrado después del entrenamiento es capaz de facilitar diferentes tareas tanto de memoria implícita como de memoria explícita en diferentes modelos animales. ¿Podría este tratamiento facilitar la memoria en seres humanos? Recientemente, el grupo de investigación de Andrés M. Lozano en la Universidad de Toronto ha encontrado que la estimulación eléctrica del hipotálamo en un paciente tratado por su obesidad mórbida era capaz de evocar memorias autobiográficas del paciente (memoria episódica). Basándose en este resultado fortuito, los investigadores administraron al paciente tareas de memoria asociativa y demostraron que la estimulación eléctrica del hipotálamo facilitaba la memoria y que era capaz de modificar la actividad de estructuras (como el hipocampo) en el lóbulo temporal medial que resultan críticas para la formación de la memoria. Este hecho sugiere que el tratamiento de AEIC podría ser susceptible de ser aplicado en la terapéutica humana. Imagínese a un paciente con graves proble-

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mas de memoria. Si se lograra utilizar un dispositivo que pudiera mejorar su memoria, facilitaría en gran manera su adaptación a un medio que exige que recordemos de forma constante información para guiar nuestra conducta. Además de facilitar los procesos de aprendizaje y memoria, ¿la AEIC podría revertir déficits mnésicos? Dicho de otro modo, ¿podría utilizarse el placer para recuperar una función cognitiva como la memoria, perdida, por ejemplo, por una lesión cerebral? Para contestar esta pregunta, el grupo de investigación de Ignacio Morgado puso en marcha un experimento que pretendía analizar si este tratamiento era capaz de revertir el deterioro mnésico producido por la lesión bilateral de una parte de la base del cerebro de las ratas: el núcleo parafascicular del tálamo. En este sentido, hoy sabemos que este núcleo se encuentra relacionado estrechamente con diferentes procesos cognitivos y que sus lesiones deterioran gravemente el aprendizaje y la memoria. Asimismo, existen semejanzas importantes entre los efectos conductuales de las lesiones de este núcleo en ratas y el deterioro conductual asociado a un tipo de amnesia que puede afectar al ser humano: la amnesia diencefálica humana. El grupo de Morgado demostró en 2003 que el tratamiento de AEIC no sólo era capaz de anular el deterioro sobre el aprendizaje y la memoria causado por la lesión de este núcleo talámico, sino que incluso mejoraba la ejecución de las ratas lesionadas y les permitía alcanzar niveles de aprendizaje y memoria significativamente superiores a los que hubieran conseguido sin tratamiento.

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Este tratamiento también puede tener efectos facilitadores cuando se administra antes del entrenamiento. Los primeros estudios sobre este tipo de tratamientos fueron realizados con estimulación eléctrica reforzante aplicada por el propio experimentador, y se estudió el efecto de este tipo de estimulación en los primeros estadios de desarrollo posnatal sobre diferentes tareas de aprendizaje en la edad adulta. Dentro de este conjunto de estudios, se observó que la estimulación del hipotálamo a los diez y quince días de edad aumentaba claramente la capacidad para adquirir un aprendizaje a las cuatro semanas de la estimulación. En animales adultos, se ha podido comprobar que el tratamiento de AEIC administrado durante diez días consecutivos es capaz de facilitar la posterior adquisición (a los diez días) de diferentes tipos de aprendizajes. Sobre la base de estos resultados, se ha sugerido que esta facilitación podría deberse a mecanismos de plasticidad neural persistentes en el tiempo. En esta línea, a finales de los años noventa, investigadores del Departamento de Neurofisiología del Instituto Nacional de Salud Mental y Neurociencias de Bangalore (India) demostraron que una exposición al tratamiento de AEIC era capaz de revertir los déficits conductuales inducidos por una lesión cerebral38 sobre la adquisición y ejecución de diferentes tareas de aprendizaje. Estos autores sugirieron que la AEIC era capaz de aminorar los efectos de la 38 Lesión bilateral del fórnix, que es un conjunto de axones en forma de 'C' que llevan información del hipocampo a los cuerpos mamilares y a los núcleos septales.

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lesión, induciendo plasticidad neural en el hipocampo (estructura crítica para la consolidación de la memoria), la cual podría actuar como un mecanismo compensatorio a la lesión. La estimulación cerebral reforzante ha demostrado ser un procedimiento capaz de modular positivamente los procesos de aprendizaje y memoria. El hecho de que la AEIC facilite diversas tareas de aprendizaje cuando es aplicada en condiciones diferentes sugiere que este tratamiento podría tener varios modos de acción que podrían afectar a la conducta tanto a corto como a largo plazo. A corto plazo, la AEIC parece actuar sobre el proceso de la consolidación en curso de la traza de memoria. Esta hipótesis se apoya en diferentes evidencias experimentales que muestran que la eficacia del tratamiento depende de su continuidad temporal con el entrenamiento y de la contingencia entre los estímulos. Autores como Morgado han sugerido que los efectos facilitadores de la AEIC podrían deberse principalmente a una aceleración del proceso de consolidación. A favor de esta idea, resultados del grupo de investigación de Morgado, que ha analizado la retención de un aprendizaje de tipo implícito en diferentes tiempos tras su adquisición, han puesto de manifiesto que los sujetos que después de la sesión de entrenamiento recibían un tratamiento de AEIC mostraban a las veinticuatro horas un nivel de retención similar al conseguido por los sujetos sin estimulación en siete días. Por otro lado, algunos autores proponen que la AEIC administrada después del entrenamiento podría provocar un fortale-

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cimiento retroactivo de las asociaciones establecidas por el aprendizaje. Varios trabajos se han centrado en la importancia que podría tener el componente reforzante de la AEIC en sus efectos facilitadores a corto plazo. Dentro de esta perspectiva se ha sugerido que un reforzador (ya sea natural o artificial como la AEIC) podría actuar sobre la traza de memoria recientemente formada fortaleciéndola, manteniéndola en el curso temporal de los procesos subyacentes a la consolidación o promoviendo la asociación entre las trazas de memorias ya existentes de un estímulo y de una respuesta. Algunos autores sugieren que el factor crítico para la modulación del aprendizaje a través de este tratamiento podría deberse al incremento de la activación general del sistema nervioso durante el período crítico del procesamiento de la información. Esto podría explicar que los efectos facilitadores de la AEIC se den en diferentes tareas de aprendizaje que implican diferentes tipos de memoria y diferentes estructuras cerebrales. Además de los efectos a corto plazo sobre el procesamiento de la información, la AEIC del HPM ha mostrado ser una forma consistente de inducción de cambios morfológicos a largo plazo en el tejido nervioso. En ratas adultas, se ha podido observar que el tratamiento de AEIC durante un período de diez días es capaz de inducir en diferentes zonas del cerebro un aumento de la longitud y de la arborización de las regiones receptoras de una neurona: las dendritas. Estos cambios parece ser que son duraderos y sostenibles en el tiempo, incluso sesenta

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días después de la finalización del tratamiento de AEIC. En esta línea se ha sugerido que los cambios encontrados podrían estar relacionados con la experiencia de aprendizaje asociada a la AEIC, así podrían aumentar la capacidad cognitiva y atencional de los animales, ya que el tratamiento de AEIC facilita la posterior adquisición de diferentes tareas de aprendizaje. Además, teniendo en cuenta que las modificaciones estructurales de las dendritas parecen ser el principal substrato para la modificación de las conexiones neuronales asociada con la plasticidad funcional, una hipótesis explicativa de la ocurrencia de los cambios plásticos a largo plazo después del tratamiento de AEIC podría ser que éstos fueran ocasionados a través de la inducción de una potenciación a largo plazo consecuente a la estimulación eléctrica del tejido nervioso. Partiendo del hecho de que los fenómenos de plasticidad neural también pueden incluir cambios neuroquímicos en el cerebro, se ha podido comprobar que la AEIC del hipotálamo es capaz de generar aumentos significativos en los niveles de diferentes sustancias que utilizan las neuronas para comunicarse. De este modo, las diferentes interacciones químicas inducidas por la AEIC podrían estar implicadas en los mecanismos de formación de nuevas conexiones entre las neuronas y ser las responsables de los cambios estructurales producidos, e incluso del efecto facilitador mostrado sobre las capacidades cognitivas de los animales. Considerando la capacidad mostrada por la AEIC de inducción de cambios morfológicos y neuroquímicos en

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diversas estructuras cerebrales, podría ser que este tratamiento facilitara la consolidación de la memoria potenciando los mecanismos de plasticidad neuronal, actuando como un mecanismo compensatorio, por ejemplo, en el caso de la existencia de déficits mnésicos producidos por lesiones cerebrales. Por otro lado, considerando que la dopamina desempeña un papel importante en la producción del efecto reforzante de la AEIC y teniendo en cuenta que se produce una importante liberación de este neurotransmisor ante estímulos sobresalientes que activan a los mecanismos atencionales, ya sean aquellos que son reforzantes por sí mismos, aquellos que predicen refuerzo o simplemente aquellos que son llamativos por sus características intrínsecas, podría ser que el tratamiento de AEIC fuera capaz de inducir un estado óptimo atencional que posibilitara la movilización de los recursos cognitivos del sujeto para hacer frente a la situación experimental, lo que facilitaría la codificación de la información (en el caso de ser administrada antes de la adquisición de la tarea) o bien, incluso, la recuperación de la información (en el caso de ser administrada antes de la sesión de retención). Hoy en día, sabemos que existen diferentes sistemas biológicos que pueden facilitar la formación de la memoria. Parece ser que estos sistemas moduladores son capaces de influir sobre la formación de diferentes tipos de aprendizajes, por lo que es posible sugerir que todos ellos podrían actuar a través de algún mecanismo común críticamente implicado en el proceso de consolidación. Tal como hemos visto, uno de los sistemas neurales que se ha

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mostrado eficaz en la modulación positiva de la memoria ha sido el sustrato nervioso del refuerzo. Son múltiples las evidencias experimentales que han puesto de manifiesto el efecto facilitador que este sistema neural tiene sobre la consolidación de la memoria. Considerando los efectos de la activación del sustrato nervioso del refuerzo sobre los cambios morfológicos y funcionales a largo plazo, un posible mecanismo subyacente al efecto facilitador del sustrato nervioso del refuerzo sobre la formación de la memoria podría ser a través de la inducción de los mecanismos neurobiológicos compartidos por el procesamiento de la información reforzante y por los procesos de aprendizaje y memoria de diferentes sistemas cerebrales. Los resultados de diversos trabajos experimentales han mostrado que uno de estos mecanismos podría ser la inducción de un incremento de la activación general del sistema nervioso durante el período crítico del procesamiento de la información. Una hipótesis alternativa a la activación cerebral inespecífica para potenciar la memoria podría ser que la AEIC activará de forma específica las estructuras críticas encargadas de consolidar la información en cada sistema de memoria. Tal como hemos comentado más arriba, recientemente se ha podido comprobar que la estimulación eléctrica del hipotálamo en un paciente facilitaba la ejecución del sujeto en tareas de memoria declarativa. Esa facilitación correlacionaba con un aumento de la actividad en las estructuras del lóbulo temporal medial que son críticas para consolidar este tipo de memorias. Por este motivo, es

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lógico pensar que la estimulación eléctrica pudiera afectar a los circuitos que se encuentran activos durante el proceso de formación de la memoria. En los mecanismos de plasticidad, es muy importante activar un circuito que se encuentra activo para inducir los cambios a largo plazo que sustenten el almacenamiento de la información. Existen múltiples rasgos equivalentes entre los mecanismos de refuerzo cerebral y los procesos de aprendizaje y memoria, tanto desde una perspectiva conductual como desde una perspectiva celular y molecular. La activación general inespecífica del sistema nervioso que se produce en momentos críticos del procesamiento de la información podría ser un punto de interacción funcional y fisiológica entre ambos. Basándose en estas evidencias, es lógico pensar que se avanzaría rápidamente en el conocimiento del refuerzo y la adicción si muchos de los trabajos se complementaran con otras investigaciones centradas en la comprensión de los mecanismos del aprendizaje y la memoria. Además, los avances en el estudio de los mecanismos moleculares implicados en los procesos cognitivos de aprendizaje y memoria son básicos para desarrollar el conocimiento que permita entender y buscar tratamientos paliativos para las enfermedades neurodegenerativas. La AEIC es una técnica poco invasiva y de fácil administración que, además de facilitar procesos cerebrales cognitivos, podría retardar la neurodegeneración natural (vejez) o paliar el déficit mnésico en enfermedades como el Alzheimer. Tal como hemos visto, esta técnica ha mostrado tener un efecto facilitador muy potente

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de la consolidación de la memoria implícita y explícita en ratas, y que incluso puede potenciar la memoria en animales viejos o con amnesias causadas por daño cerebral. Además, en el ser humano también ha mostrado tener unos fuertes efectos sobre la mejora de la memoria.

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Amor plástico Uno de los aspectos en que la plasticidad puede desempeñar un papel importante es en la conducta sexual y en sentimientos complejos como el amor. Desde un punto de vista antropológico, sabemos que el ser humano durante mucho tiempo desconocía que el acto sexual tenía como finalidad la reproducción. Esta separación del propósito originario de esta conducta puede constituirse como un rasgo característico de la plasticidad. Cuando elegimos una pareja ¿en qué nos fijamos? ¿Es amor lo que sentimos?, ¿nos fijamos en el físico, en la forma de ser, en la personalidad? Diferentes trabajos han mostrado que el ser humano presenta preferencias claras a la hora de elegir la pareja con la que realizar el acto sexual. Estas preferencias parecen estar relacionadas con diferentes rasgos morfológicos como la razón existente entre la cintura y la cadera en el caso de las mujeres y la altura y el índice de masa corporal en el caso de los hombres. En el año 2005, Pawlowski y Jasienska pusieron de manifiesto que las preferencias sexuales de las mujeres

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parecían depender de la fase del ciclo en la que se encontraban durante la investigación y de la duración esperada en la relación. En este estudio se mostró que las mujeres tendían a preferir a los hombres más altos, cuando se encontraban en la fase folicular de su ciclo menstrual (fase en la que son muy fértiles) y cuando las parejas se elegían para relaciones a corto plazo. De esta forma, estos resultados apuntan a que las mujeres que se encuentran en una fase potencialmente fértil de su ciclo menstrual y eligen a una pareja con la que podría ser menos probable embarcarse en la aventura de tener hijos, seleccionan los genes de hombres más altos. Otros trabajos han mostrado la existencia de una tendencia biológica a la elección de la pareja en función de la simetría corporal. Parece ser que a las personas más simétricas se les considera más atractivas. Es cierto que una mayor simetría es un indicador de fertilidad y de menor probabilidad de errores genéticos. En definitiva, ¿elegimos a la pareja libremente?, ¿en qué grado nos limita y determina la biología? Por ejemplo, históricamente hay evidencias de que en la época isabelina algunas mujeres se colocaban un trozo de manzana pelada debajo de la axila para que se fuera impregnando de su olor y después se la entregaban a su amante como muestra de su amor. Algunos estudios han mostrado que el olor corporal puede ser un factor importante para la elección de la pareja, ya que el olor corporal puede proporcionar claves sobre la calidad genética de la pareja sexual, su estatus reproductivo e incluso su salud. En ani-

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males, un rasgo clave en la elección de las hembras de su compañero en las relaciones sexuales es la dominancia mostrada por el macho. Recientemente, Havlicek y colaboradores han mostrado que las mujeres que se encuentran en la fase fértil de su ciclo menstrual prefieren el olor corporal de hombres que son más dominantes. Esta preferencia varía en relación de la situación en la que se encuentra la mujer, de tal forma que es mucho más fuerte en mujeres fértiles con relaciones estables que en mujeres fértiles solteras. Cada vez son más las evidencias que sugieren una correlación entre la elección de la pareja, la preferencia por un olor determinado y la similitud genética en el complejo mayor de histocompatibilidad (CMH). El CMH es un grupo de genes que desempeña un importante papel en el reconocimiento inmunitario de los tejidos propios y de los tejidos ajenos. Por eso su descubrimiento fue un gran paso en el tema de los trasplantes de órganos. Parece ser que sus productos constituyen una variedad de sustancias que, en conjunto, contribuyen a generar el olor corporal. Todos tenemos un olor corporal determinado. Seguro que hemos oído alguna vez las siguientes expresiones: “Esa colonia no huele bien en su piel”, “Me encanta el olor de su cuerpo desnudo”, “El olor de la piel de bebé resulta muy tierno”, etcétera. Diferentes evidencias experimentales sugieren que muchas especies animales utilizan el olor corporal como una guía para identificar posibles parejas con un CMH determinado. La preferencia por una pareja con un CMH diferente al del propio

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genotipo aumenta la heterocigosis39 de la progenie. Las posibles ventajas adaptativas son claras: se trata de un mecanismo que nos ayuda a evitar la endogamia, además de posibilitar que la progenie se muestre heterocigota para el CMH, lo cual le confiere una mayor inmunocompetencia, es decir, una mejor capacidad del organismo para responder inmunológicamente a la presencia de virus, bacterias y otros microorganismos. El CMH parece influir tanto en el reconocimiento de uno mismo como en las preferencias por la elección de la pareja. Este último efecto se ha demostrado en roedores, en peces, en pájaros, en reptiles e incluso en el ser humano. Muchos mamíferos utilizan el olor corporal para proporcionar y obtener gran variedad de información en relación al sexo, al tipo de especie, a la edad, a la colonia o familia de procedencia, al estatus reproductivo y social, al estado maternal, etcétera. Por ejemplo, según algunos apuntes históricos parece ser que en la Edad Media los olores constituían un mecanismo de habitual implementación para el reconocimiento de individuos de las mismas familias y clanes. En algunas ocasiones, se ha sugerido que si despertáramos de repente en la plaza de una de las urbes del medievo, podríamos sufrir un fuerte shock por culpa de la amalgama de los penetrantes olores reinantes. Recordemos la novela del escritor alemán Patrick 39 Se trata de la presencia de formas alternativas en el mismo gen. Para cada uno de nuestros genes, tenemos dos copias, una heredada de nuestro padre y la otra de nuestra madre. Cuando las formas del gen –alelos– son iguales hablamos de homocigosis, cuando son diferentes de heterocigosis.

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Süskind, El perfume: historia de un asesino. La novela se publicó en 1985 con el título original de Das Parfum, die Geschichte eines Mörders y fue un gran éxito literario en poco tiempo. En ella, Patrick Süskind nos describe la historia de Jean-Baptiste Grenouille en la Francia del siglo XVIII. El protagonista de la obra es una persona con una capacidad extremadamente desarrollada del sentido del olfato. En la novela se muestra cómo Grenouille es capaz de guiarse en el entorno a través del mundo del olfato. Para Grenouille todo son los olores: se mueve a partir de ellos, vive para ellos, disfruta y sufre por ellos. Desde su infancia Grenouille descubre que, a pesar de poder distinguir por el olor hasta la más ínfima criatura, él carece de olor propio. Las vocablos sólo tienen sentido para Grenouille si designan objetos mediante el olor, por ello el objetivo de su vida se centrará en intentar mantener el olor más puro, la esencia en sí misma. En la acertada adaptación cinematográfica del libro, realizada por Tom Tykwer y protagonizada por un camaleónico Ben Whishaw, la historia empieza el 17 de julio de 1738, en la ubicación parisina donde tiene lugar la combinación más pútrida de olores de la capital de Francia. En ese contexto de hediondez y pestilencia es donde nace Jean-Baptiste Grenouille entre el hedor de los bagazos de alimentos y desperdicios de pescado. Es ahí donde su madre lo pare y esconde debajo de la mugrienta mesa en la que desuella y escama los pescados, determinada y dispuesta a dejar perecer a su hijo, como a otros tantos que ha parido en las mismas condiciones. No obstante, el llanto de Grenouille delata el

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intento de infanticidio y condena a muerte a su madre. Sus primeros llantos en el mundo terminan con la vida de su propia madre. La película nos muestra esta escena de un modo que el espectador parece olerla. Tom Tykwer, con una soberbia combinación de imágenes, nos evoca el mundo de los olores: casi se puede llegar a oler con los ojos, sin necesidad de acudir a la plasticidad cerebral. En ratones, se ha mostrado que los genes del CMH parecen estar implicados en el reconocimiento de los miembros de una misma familia y con el altruismo que los individuos muestran hacia los sujetos pertenecientes a su misma estirpe. En seres humanos, se ha mostrado que las mujeres tienden a preferir el olor corporal de las personas que presentan un genotipo HLA40 diferente. En muchas especies se da una preferencia por la selección de la pareja sexual según el CMH. Algunos autores sugieren que esto podría tener dos ventajas adaptativas claras, tal como hemos especificado al principio del capítulo: proporcionar un mecanismo de selección sexual41 en el cual un sexo elige al otro para el beneficio de la progenie en relación a la diversidad de genotipos parentales (una progenie con heterocigosis para el CMH) que proporcionaría un aumento de la inmunocompetencia y una mayor resistencia a diferentes patógenos y, en segundo lugar, un meca40 Los antígenos leucocitarios humanos (HLA, sigla en inglés de human leukocyte antigen) son moléculas que se hallan en la superficie de casi todas las células de un individuo. Nótese que HLA es el nombre dado al complejo mayor de histocompatibilidad en humanos (CMH). 41 Los términos científicos utilizados en la literatura especializada en inglés son los de disassortative mating o disassortative sexual selection.

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nismo de selección sexual para evitar la endogamia. De todas formas, recientes trabajos parecen sugerir que la clave no se encuentra en potenciar al máximo la heterocigosis para el CMH sino en optimizarla. En este sentido en el año 2002, Jacob y colaboradores observaron que las mujeres muestran una tendencia a preferir el olor de los hombres que presentan un número intermedio de coincidencias en el HLA con el de ellas, más que el olor de los hombres que presentan un HLA demasiado similar o demasiado diferente al de ellas. Para llevar a cabo las pruebas olfatorias, estos investigadores seleccionaron cuarenta y cinco mujeres solteras que nunca habían estado embarazadas. Para la obtención de los olores corporales, los hombres debían llevar la misma camiseta interior durante dos noches consecutivas. Para llevar a cabo la elección de las camisetas, las mujeres, que desconocían la procedencia de las mismas, tenían que olerlas. Recientemente, Sandro y colaboradores han encontrado que, cuando las mujeres evalúan el olor del sudor de hombres, el nivel de dificultad para decidir si el sudor es agradable o desagradable aumenta a medida que el HLA resulta más similar entre hombre y mujer. Nótense las repercusiones sociales que pueden tener estos resultados. En muchas ocasiones pensamos que elegimos a la pareja en función de su personalidad, apariencia, aficiones comunes, etcétera. Seguramente, nunca nos hemos planteado que el olor corporal pudiera desempeñar un papel en la elección y que esto pudiera tener ciertas implicaciones adaptativas. De todas formas, hemos de partir de la

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idea de que la conducta sexual humana es extremadamente compleja y que responde a múltiples factores de diferente índole: educativos, sociales, biológicos, culturales, religiosos, etcétera. Por ejemplo, en el África oriental los masais42 son un pueblo de unos novecientos mil individuos, que habitan en Tanzania septentrional y en Kenia meridional. Para comunicarse utilizan un lenguaje nilótico denominado maa, aunque algunos hablan en suajili e incluso en inglés. Lo curioso del asunto en relación al tema que estamos tratando es que utilizan la orina de las vacas para untársela en el pelo. En esta cultura se da mucha importancia a las vacas, hasta el punto de impregnarse con su olor para potenciar así el atractivo. En nuestra cultura utilizamos caros perfumes que compramos en tiendas especializadas del ramo, como complemento de la imagen que queremos dar de nosotros mismos y con la potencial intención de aumentar nuestro atractivo personal. Muchas de las preferencias que se consideran naturales son, en realidad, aprendidas debido a los mecanismos de plasticidad de que disponemos. El amor y la selección de la pareja no son excepciones. Hasta el momento nos hemos centrado en la selección de la pareja y en el papel que desempeñan algunos factores como el olor corporal. ¿Qué sucede con otros aspectos como la identidad y la orientación sexual?, ¿quedan determinados o pueden responder a diferentes mecanismos que actúan sobre la plasticidad de nuestro cerebro? 42

También llamados por maasai.

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Hemos de tener presente que tanto la orientación como la identidad sexual humanas constituyen dos fenómenos de gran complejidad que implican la presencia e influencia de diferentes factores biológicos y sociales, donde la experiencia y el aprendizaje, sobre todo en determinados períodos críticos, pueden afectar a su configuración. Al margen de lo que se podría circunscribir a lo que es la orientación y la identidad sexual, podemos destacar en términos generales que la sexualidad humana ostenta y despliega un gran conjunto de pautas conductuales, algunas claramente diferenciales y otras sólo relativamente. No obstante, a pesar de esta diferenciación en función del sexo, es cierto que la conducta sexual humana es muy compleja y que puede presentar un amplio grado de variabilidad en sus expresiones. Hace años que diferentes grupos de investigación pusieron de manifiesto las regiones del cerebro que se encontraban implicadas en la conducta sexual. La investigación todavía continúa, no obstante, hay muchos conocimientos ya adquiridos al día de hoy. Llegados a este punto, cabría plantearse la siguiente cuestión: ¿el cerebro de la mujer y del hombre son diferentes? Antes de contestar esta pregunta es necesario analizar los factores genéticos y hormonales que operan durante uno de los períodos críticos más importantes en cuanto a la conducta sexual: el período perinatal, es decir, antes y después del nacimiento. Volvamos otra vez a la genética. El ADN de todas las células somáticas se encuentra organizado en cuarenta y seis cromosomas, veintitrés procedentes del padre y vein-

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titrés procedentes de la madre. Las células sexuales o gametos (espermatozoides y óvulos) contienen únicamente un par de los cromosomas. La determinación del sexo genotípico está determinado por los cromosomas sexuales: el genotipo femenino es denotado por el par cromosómico XX y el masculino, por el XY. En la unión de un espermatozoide con el óvulo se comparten los veintitrés cromosomas del gameto masculino con los veintitrés del femenino. El óvulo fecundado contiene el genoma haploide (una dotación cromosómica) de cada gameto (pronúcleo masculino y pronúcleo femenino); los pronúcleos se asocian y forman un núcleo diploide (doble dotación cromosómica). En los seres humanos, los órganos reproductores pueden dividirse en tres tipos: (1) gónadas: testículos (hombre) y ovarios (mujer), (2) órganos sexuales internos: epidídimo, conducto deferente, vesículas seminales y próstata (hombre); útero, parte superior de la vagina y las trompas de Falopio (mujer) y (3) órganos sexuales externos: glande, tallo del pene y escroto (hombre), clítoris, parte externa de la vagina, labios menores y labios mayores (mujer). En las etapas tempranas del desarrollo embrionario, las gónadas son estructuralmente iguales en ambos sexos. En el cromosoma Y hay un gen (el gen SRY) cuya expresión da lugar a la síntesis de una proteína denominada factor determinante de los testículos (TDF); esta última promueve la diferenciación de las gónadas indiferenciadas como testículos. La ausencia de TDF lleva a la diferenciación de las gónadas en ovarios. ¿Qué pasaría si una mujer

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que no tiene cromosoma Y tuviera presente la proteína TDF? Si una mujer (XX) desarrollara esta proteína, sus gónadas se convertirían en testículos. De la misma manera, si un hombre (XY) no dispusiera de la proteína TDF, se desarrollarían ovarios. Al cabo de seis semanas de gestación, los precursores de los órganos sexuales internos están indiferenciados. Esto significa que todos los seres humanos presentamos dos sistemas: el sistema que dará lugar a los órganos sexuales internos femeninos (también denominado sistema de Müller) y el sistema que dará lugar a los órganos sexuales internos masculinos (denominado sistema de Wolff). Resulta que en los testículos, un tipo de células43 producen testosterona, hormona que promueve el crecimiento del conducto de Wolff como órganos sexuales internos masculinos.44 Al mismo tiempo, otras células de los testículos45 producen una hormona llamada hormona antimülleriana (AMH), que promueve el retroceso y desaparición del conducto de Müller y, por lo tanto, evita que también se presenten los órganos internos femeninos. En las mujeres, como las células de los ovarios no producen ni testosterona ni AMH, el conducto de Wolff tiende a la regresión de manera natural y el conducto de Müller se desarrolla en forma de oviducto, útero y parte interna de la vagina. Por tanto, podemos decir que la tendencia de la 43 44 45

Células de Leydig. Epidídimo, conducto deferente y próstata. Células de Sertoli.

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naturaleza es crear mujeres, ya que en ausencia de señales se desarrollan los órganos sexuales femeninos. El desarrollo de los órganos sexuales externos se genera a partir de la diferenciación del tubérculo genital, protuberancia situada frente a la cloaca del embrión. En respuesta a las hormonas testiculares, el tubérculo o eminencia genital se diferencia en glande, tallo del pene y escroto. En ausencia de estos estímulos hormonales, se diferencia en clítoris, parte externa de la vagina, labios menores y labios mayores.46 ¿Qué ocurriría si en un embrión genéticamente masculino se diera un déficit de estas hormonas testiculares? En la República Dominicana muchos bebés nacen con apariencia femenina y son educados como niñas, no obstante se trata de niños con órganos sexuales internos masculinos y con testículos pero con órganos sexuales externos de tipo femenino, debido a que las hormonas testiculares no han podido ejercer su efecto. Resulta que en la pubertad, las gónadas masculinas segregan hormonas que masculinizan los órganos sexuales externos y las características sexuales secundarias. Este síndrome se denomina el síndrome de güevodoce, ya que ‘salen los huevos a los doce años’. Por otro lado, cuando se habla de los caracteres sexuales secundarios, se quiere hacer referencia a aquellos aspectos del desarrollo sexual que aparecen en la puber46 En el tubérculo genital externo, la enzima 5-a-reductasa convierte la testosterona segregada por las células de Leydig en dihidrotestosterona (DHT). La DHT activa los receptores por los andrógenos y genera la diferenciación del tubérculo genital como órganos sexuales externos masculinos.

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tad. La disposición del tejido adiposo en el cuerpo, el crecimiento diferencial de la masa muscular, la aparición de barba, el crecimiento de los pechos o el cambio de la voz constituyen algunos de los caracteres secundarios de la maduración sexual. A lo largo de la pubertad, las gónadas liberan diferentes hormonas, responsables de los cambios mencionados durante la maduración sexual del sujeto. El estradiol y la testosterona detienen el crecimiento óseo. En concreto, esta última hormona estimula el crecimiento del tejido muscular, el crecimiento del pelo, la maduración de los genitales masculinos y el cambio tonal de la voz. La testosterona también provoca cambios en la línea capilar de la cabeza. El estradiol, por su parte, induce el crecimiento de la mucosa uterina, la maduración de los genitales femeninos, el crecimiento de los pechos y cambios en la disposición del tejido adiposo. Hasta ahora hemos visto que los órganos reproductores se diferencian por medio de distintos mecanismos genéticos y hormonales. ¿Qué efectos tienen las hormonas sobre la conducta sexual? Existen conductas y procesos cognitivos sexualmente dimórficos en muchas especies (incluido el ser humano): la conducta parental, la agresividad y territorialidad, la regulación de la ingesta y el peso corporal, las conductas sociales, el aprendizaje y la memoria, etcétera. Estas diferencias fisiológicas, conductuales y cognitivas entre machos y hembras resultan, como mínimo en parte, de la diferenciación sexual del sistema nervioso central realizada por las hormonas sexuales. Éstas son hormonas

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de tipo esteroide segregadas por las gónadas, así como por la corteza de la glándula que se encuentra por encima de los riñones: la glándula suprarrenal. Podemos distinguir fundamentalmente dos tipos: los andrógenos y los estrógenos. Los andrógenos son las hormonas sexuales de acción masculinizante segregadas por el córtex suprarrenal, por los testículos, y, en una pequeña cantidad, por los ovarios. Entre los andrógenos, destaca la testosterona. Los estrógenos, por su parte, provienen químicamente de los andrógenos,47 no obstante su acción es feminizante. El principal estrógeno es el estradiol. Los estrógenos son segregados, sobre todo, en los ovarios. Estas hormonas, además de su influencia sobre la conducta reproductora y sexual y sobre el desarrollo de los caracteres sexuales secundarios en las hembras, son capaces de influir sobre el metabolismo del agua (fomentan la retención de líquidos) y del calcio (regeneración y crecimiento óseo). Por ejemplo, los estrógenos intervienen en la regulación del ciclo menstrual acondicionando el endometrio para recibir el óvulo fecundado. Otras hormonas relacionadas con las conductas sexuales son la oxitocina y la vasopresina. Se ha podido comprobar que la hormona oxitocina tiene un papel regulador sobre la conducta sexual y parental de los mamíferos. Por ejemplo, se ha descrito que la oxitocina facilita la formación de vínculos afectivos al promover los contactos tác47 Diferentes enzimas ováricas convierten la testosterona y la androstenediona en estrógenos por medio de un proceso denominado aromatización.

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tiles entre sujetos. La vasopresina, por su parte, interviene en las conductas sexuales relacionadas con el establecimiento de jerarquías de dominancia social. Asimismo, se ha comprobado que la estimulación táctil sirve como factor desencadenante para la liberación de esta hormona. Al final del capítulo se volverá a retomar el papel de las hormonas en la conducta sexual. Hoy sabemos que diferentes estructuras cerebrales tienen un papel primordial en el control de la conducta reproductiva, de la función gonadal e, incluso, de la ovulación. Se han podido describir diferencias sexuales, dependientes de las hormonas gonadales, en algunas de estas estructuras. Así, por ejemplo, un experimento clásico, realizado en 1936 por Carroll Pfeiffer, puso de manifiesto la relación entre las hormonas y la diferenciación sexual del sistema nervioso. Este investigador implantó testículos en bebés hembras de ratas. Pfeiffer vio que la ovulación de estos animales fue bloqueada permanentemente. Por consiguiente, los productos de secreción de las gónadas masculinas implantadas eran capaces de inhibir una conducta sexual normal en hembras como la ovulación debido a que las hormonas testiculares habían cambiado la diferenciación del cerebro. En 1959, Phoenix y colaboradores, basándose en estudios sobre la exposición temprana a la testosterona durante el desarrollo sexual y su influencia posterior sobre la conducta sexual, propusieron que los esteroides sexuales podían tener dos efectos diferentes: (1) efectos organizadores: estas hormonas actuarían durante perio-

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dos tempranos del desarrollo organizando las estructuras y vías neurales involucradas en la conducta sexual y reproductora, (2) efectos activadores: cuando el sujeto es adulto, los esteroides sexuales cumplirían un papel activador de conductas previamente organizadas. En 1980, Goy y McEwen distinguieron tres tipos de dimorfismo, el tipo I: diferenciación en la que las hormonas organizan, durante periodos tempranos del desarrollo, diferentes tejidos y generan un efecto activador durante periodos de la edad adulta; el tipo II: dimorfismo en el que sólo se da el efecto activador de las hormonas, y el tipo III: dimorfismo relativo a conductas que necesitan los efectos organizadores de las hormonas, pero no de los activadores con el fin de llevarse a cabo. Existen diferencias en la estructura del sistema nervioso entre los machos y las hembras. Por norma general, las estructuras nerviosas sexualmente dimórficas se aglutinan en el hipotálamo. Ciertas conductas sexualmente dimórficas requieren la acción organizadora de las hormonas gonadales durante el desarrollo y su acción activadora durante la edad adulta. Los efectos de los esteroides gonadales sobre el sistema nervioso y la conducta se llevan a cabo durante períodos críticos, en los que hay máxima susceptibilidad por la acción de estas hormonas sobre diferentes tipos celulares involucrados en el control de las conductas sexualmente dimórficas (diferentes en machos y hembras). En las neuronas, la testosterona puede convertirse en estradiol y afectar a los procesos génicos que alterarían los

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circuitos neuronales durante el desarrollo, tanto en machos como en hembras. La exposición perinatal de los mamíferos a la testosterona promueve la diferenciación de patrones de conducta sexual masculina típicos de la especie. La masculinización de la conducta sexual y de la preferencia por la pareja requiere un largo período de exposición a los esteroides testiculares; así, se necesita testosterona durante la vida fetal y durante el período posterior al nacimiento. Durante el desarrollo temprano, en presencia de andrógenos, el cerebro se organizará de manera que en la edad adulta se desarrollen conductas sexuales masculinas. En ausencia de estos esteroides masculinos, el sistema nervioso se estructurará para dar lugar a una conducta sexual femenina. Algunas conductas sexuales no responden a la exposición temprana a los andrógenos; sin embargo, una exposición a estas hormonas en la edad adulta generará cambios morfológicos y funcionales. Otras conductas sexuales necesitan la acción de los esteroides testiculares durante el desarrollo (efectos organizadores) y durante la vida adulta (efectos activadores). La conducta de copulación en ratas machos, por ejemplo, sigue un patrón de dimorfismo tipo I. Los esteroides testiculares organizan el sistema nervioso de los machos para posibilitar la posterior conducta de cópula. Sin embargo, si se le extraen los testículos a un macho en la edad adulta, quedará inhibida su conducta copulatoria, a menos que se le administre testosterona.

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Como hemos visto hasta ahora, la conversión de la testosterona en estradiol constituye una condición necesaria para la masculinización del cerebro. Asimismo, parece que, en ausencia de estos esteroides sexuales, la diferenciación del cerebro es femenina. Durante el embarazo, las gónadas y la placenta liberan gran cantidad de estrógenos en la sangre. Asimismo, justo después del nacimiento, los niveles de estrógenos en el plasma son bastante elevados. Partiendo del hecho de que los niveles de estrógenos son altos durante el período perinatal (período crítico para la diferenciación sexual), ¿por qué el cerebro de las hembras de los mamíferos no se masculiniza por la acción de estos estrógenos que circulan por la sangre? Hay una proteína hepática en la sangre y en el líquido cefalorraquídeo, la afetoproteína, que es capaz de unirse a los estrógenos y evita su efecto masculinizante sobre el cerebro de las hembras. No obstante, en los machos, la testosterona (que no se une a la afetoproteína) puede llegar al sistema nervioso central, penetrar en las neuronas y ser metabolizada en estradiol con el fin de ejercer sus efectos masculinizadores sobre el cerebro. Existen diferentes aspectos de dimorfismo sexual en el sistema nervioso: diferencias en el número o el tamaño de neuronas en áreas concretas, forma neuronal, densidad sináptica, neurotransmisores utilizados, etcétera. En 1978, Gorski y colaboradores encontraron que en el área preóptica del hipotálamo de las ratas había un núcleo que era mayor en machos que en hembras. Este núcleo se

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denominó núcleo sexodimórfico del área preóptica (NSD). Varios experimentos han puesto de manifiesto que los andrógenos segregados justo después del nacimiento son los responsables de esta diferencia estructural en el NSD entre machos y hembras. El núcleo periventricular anteroventral constituye uno de los pocos núcleos que es mayor en ratas hembras que en ratas machos. No obstante, las diferencias de tamaño únicamente se hacen plausibles a partir de la pubertad. Tanto la administración de testosterona en hembras como la castración en machos neonatos elimina esta diferencia en lo que concierne al número de neuronas de este núcleo. En el segmento lumbar de la médula espinal de los roedores hay un núcleo, el núcleo espinal del bulbocavernoso (NEB), que es un pequeño conjunto de neuronas motoras. Este núcleo espinal está casi ausente en el cerebro de las hembras. En ambos sexos, las neuronas del NEB están presentes en el momento del nacimiento; sin embargo, tras la primera semana de vida, desaparecen en el cerebro femenino. En los seres humanos, la región correspondiente al NEB se denomina núcleo de Onuf y se localiza en la médula espinal sacra. Este núcleo se divide en dos grupos celulares: el ventrolateral y el dorsomedial. Los hombres poseen un número más elevado de neuronas en el conjunto celular ventromedial que las mujeres. En 1976, F. Nottebohm y A. Arnold estudiaron las regiones cerebrales implicadas en el canto de dos especies de aves: el pinzón cebra y el canario salvaje. Los machos de ambas especies presentan la conducta de canto. Este

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dimorfismo sexual en la conducta lo genera un dimorfismo neural. Existe un órgano especializado en los pájaros que controla el canto. Este órgano, que recibe el nombre de siringe, está formado por cartílagos anulares entre los que se encuentran dos membranas (las cuerdas vocales). Los músculos de la siringe están controlados por todo un conjunto de núcleos cerebrales que conforman las denominadas regiones de control vocal (RCV). En los machos, estos núcleos poseen un tamaño cinco o más veces superior que en el caso de las hembras. La exposición de una hembra, en el período posnatal, a la testosterona provocará un aumento del tamaño de los RCV. Si en la edad adulta se administra testosterona a la hembra androgenizada, este esteroide masculino generará todavía más aumento del tamaño de los RCV, así como la aparición de la conducta del canto. Por tanto, el canto en los pájaros necesita tanto el efecto organizador de los andrógenos como su efecto activador en la edad adulta. No obstante, en el caso de los canarios salvajes, los machos desarrollan patrones muy variados de canto (a diferencia de los machos de los pinzones cebra, que muestran un canto único). Ello se debe al hecho de que su cerebro es susceptible a los efectos organizadores de los andrógenos no sólo durante la época posnatal. En el cerebro humano se han encontrado diferencias estructurales según el sexo. No obstante, tanto estas diferencias como su importancia fisiológica son menores que en el caso de los roedores y los pájaros. En la siguiente tabla se muestran algunas de las estructuras donde se ha encontrado dimorfismo.

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Diferencias estructurales en el sistema nervioso central según el sexo Mayor en los hombres Componente central del núcleo del que en las mujeres lecho de la estría terminal Componente de tinción oscura del núcleo del lecho de la estría terminal Segundo núcleo intersticial del hipotálamo anterior Tercer núcleo intersticial del hipotálamo anterior Núcleo sexualmente dimórfico del área preóptica Núcleo de Onuf en la médula espinal Mayor en las mujeres que en los hombres

Comisura anterior (área sagital medial) Cuerpo calloso (área sagital medial) Istmo del cuerpo calloso (comparado sólo con los hombres realmente diestros) Masa intermedia (incidencia y área de la superficie sagital medial)

La mayor asimetría en Plan temporal los hombres Diferencias de configuración

Esplenio de cuerpo calloso (más bulboso en las mujeres) Núcleo supraquiasmático (alargado en las hembras, más esférico en los hombres)

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El hecho de encontrar dimorfismo sexual en el cerebro humano llevó a pensar que, probablemente, había algunas diferencias estructurales según la orientación sexual del sujeto. Debemos tener en cuenta que la conducta sexual humana es muy compleja y que los mecanismos de elección de una pareja sexual son amplios e influenciables por factores educacionales y sociales. En 1989, Laura Allen y Roger Gorski, investigadores de la Universidad de California, encontraron que los núcleos intersticiales 2 y 3 del hipotálamo anterior eran mayores en machos que en hembras. En 1991, Simon LeVay, neuroanatomista que trabajaba en aquel momento en el Instituto Salk de San Diego, en California, publicó un artículo en la revista Science, en el que describía que el núcleo intersticial 3 del hipotálamo anterior parecía mostrar el doble de tamaño en el cerebro de hombres heterosexuales en comparación con hombres con una orientación homosexual. Esta misma comparación realizada entre cerebros de hombres homosexuales y mujeres heterosexuales mostraba cómo el tamaño del núcleo en ambos grupos era muy similar. Por otro lado, Dick Swaab y colaboradores, del Instituto de Investigación Cerebral de Amsterdam, describieron diferencias estructurales en el núcleo supraquiasmático del hipotálamo, según la orientación sexual del sujeto: este núcleo tenía un mayor número de células en el hipotálamo de hombres homosexuales que en el de hombres heterosexuales. Diferentes estudios genéticos muestran que la homosexualidad no se distribuye al azar en las familias. Dean

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Hamer y colaboradores, del National Cancer Institute de Washington, encontraron que la probabilidad de que un hombre fuera homosexual era más alta si otros hombres de su familia tenían esta orientación sexual.48 Otro aspecto muy interesante de la conducta sexual relacionado con los mecanismos de plasticidad cerebral es el de las feromonas. En el cine este tópico se ha utilizado en numerosas ocasiones. Recientemente, por ejemplo, en la en la cinta de Steven Soderbergh Ocean’s Thirteen, vemos cómo Linus Caldwell (personaje interpretado por Matt Damon) utiliza una potente loción de feromonas para seducir a la secretaria personal (Ellen Barkin) del despiadado dueño de un Casino-Hotel, Willy Bank (Al Pacino). El concepto de feromona fue creado en 1959 por M. Luscher y P. Karlson, con el fin de designar los mensajes químicos que, por norma general, afectan al desarrollo, a la reproducción y al comportamiento. Las feromonas son moléculas no volátiles segregadas por glándulas epiteliales especializadas, que proporcionan señales entre machos y hembras de numerosas especies. Estas sustancias desarrollan varias funciones sociales, como, por ejemplo, la comunicación entre madres y crías, la demarcación del territorio o la atracción entre individuos, entre otras. Así, 48 Con un estudio con marcadores genéticos, Hamer y colaboradores estudiaron el ADN de cuarenta pares de hermanos no gemelos, en los que ambos tenían una orientación homosexual. De estos cuarenta pares, treinta y tres habían heredado el mismo marcador cromosómico de una región del brazo largo del cromosoma X (la Xq28). Esta región se asoció de manera específica con la tendencia homosexual que presentaban los sujetos. No hay que olvidar que en este estudio casi el 18% de los pares no mostraba este marcador; por tanto, deben existir necesariamente otros mecanismos que participen en la elección de la pareja sexual.

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por ejemplo, por medio de la exposición a un macho sexualmente activo o a su orina, se pueden acelerar los mecanismos hormonales de la pubertad en ratas hembras (efecto Vandenbergh) y se puede interrumpir la gestación de una hembra fecundada recientemente (efecto Bruce). Asimismo, se ha verificado en ratones hembras que viven en grupo cómo su estro se acaba deteniendo como consecuencia de la acción de las feromonas (efecto LeeBoot); no obstante, si este grupo de ratones hembras está expuesto a la orina de un macho, el estro se reinicia y se sincroniza entre las hembras (efecto Whitten). Hoy sabemos que las feromonas son detectadas por receptores sensoriales ubicados en un órgano sensorial especial denominado órgano vomeronasal. La estructura de este órgano resulta de las acciones perinatales de los estrógenos en machos. ¿Afectan las feromonas a los seres humanos? En 1989, se realizó un experimento que tenía como escenario la sala de espera de una consulta odontológica. La experiencia consistió en aplicar una sustancia hormonal masculina, el androstenol (que, por norma general, se encuentra diluido en el sudor axilar de los hombres), sobre una silla de la misma sala de espera. Con el fin de establecer un control de la situación experimental se cambió sistemáticamente la posición de la silla y, de este modo, evitar preferencias por la posición de la silla ocupada en el espacio concreto de la consulta. Se observó que la mayoría de las mujeres elegía para sentarse la silla que contenía el androstenol.

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Inicialmente, la comunidad científica creía que los humanos no poseíamos órgano vomeronasal; sin embargo, hoy día se ha podido comprobar que está presente en el sistema olfativo humano. No obstante, no existen evidencias claras sobre el papel y la funcionalidad exacta de este órgano dentro de la conducta sexual. Algunos estudios han mostrado que las mujeres que pasan más tiempo juntas tienen más probabilidad de menstruar al mismo tiempo. En 1971, McClintock describió que las mujeres que dormían en la misma habitación en una residencia universitaria tenían sincronizados sus ciclos menstruales. En 1998, Stern y McClintock vieron que la aplicación de sudor de otras mujeres con una tira en la base de la nariz de voluntarias alteraba el ciclo menstrual de estas últimas, con el fin de sincronizarse con las primeras. En definitiva, podemos destacar que los mecanismos de plasticidad cerebral se ponen en marcha durante el período crítico perinatal para organizar los sistemas neuroendocrinos que subyacen a la conducta sexual. No obstante, en la edad adulta tendrán que ponerse en marcha diferentes factores para activar y poner en marcha la conducta sexual. Es aquí donde todos los factores epigenéticos y ambientales pueden desempeñar un papel crítico. ¿Qué sucede con el amor romántico? ¿Se da también esta plasticidad? Cuando estamos enamorados nuestro mundo parece cambiar. Somos capaces de pasar horas enteras hablando con la persona de la que estamos enamorados, de tal forma que parece que el tiempo y el mundo se detienen a nuestros pies. Todos los demás fac-

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tores y estímulos parecen perder su interés y lo único que nos importa es interactuar con nuestro amor. Algo parecido sucede con las drogas, tal como hemos descrito anteriormente. Un adicto a una determinada sustancia (por ejemplo, la heroína) puede llegar a perder el interés por otros factores de su vida (relaciones sociales, trabajo, el cuidado del cuerpo y de la salud, etcétera), centrándose únicamente en todo lo circundante a la droga. En el capítulo “¿Las drogas modifican nuestro cerebro?” hemos visto que el consumo de sustancias adictivas genera cambios en el cerebro relacionados con los mecanismos de plasticidad, ¿ocurre lo mismo con el enamoramiento? Cuando estamos enamorados cambia incluso nuestra visión del mundo. Pequeñas cosas, nimios estímulos que en circunstancias normales no suscitarían nuestro interés, parecen evaluarse de otra forma. Las interpretaciones que podemos llevar a cabo de una determinada situación o contexto varían enormemente en función del estado en el que nos encontremos. Un enamorado puede obtener connotaciones y prestar atención a detalles que en otro estado sería bastante improbable que lo hiciera. Por ejemplo, una persona enamorada percibirá el rocío sobre una flor, la puesta de sol en un atardecer o el olor de determinado estímulo, de forma diferente de como lo haría si no estuviera enamorado. ¿Qué sucede en nuestros cerebros para modificar nuestras percepciones de esta forma? La pasión del amor crea en nosotros sentimientos de euforia y felicidad que suelen ser difíciles de describir. Desde un punto de vista cerebral, las áreas que se activan

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en respuesta a los sentimientos románticos se encuentran asociadas a las regiones que contienen altas concentraciones de una sustancia llamada dopamina. Tal como hemos visto, la dopamina desempeña un papel crítico en el refuerzo y la adicción. Además de la dopamina, otras dos sustancias que se han relacionado con el amor romántico son la oxitocina y la vasopresina. Parece ser que el hipotálamo es una de las regiones cerebrales críticas en la regulación de estas tres sustancias. La oxitocina y la vasopresina, tal como hemos comentado más arriba, se liberan en sangre durante el orgasmo, tanto en el caso del hombre como en el caso de la mujer. Las concentraciones de ambas sustancias aumentan durante la fase de apego romántico y durante el emparejamiento. En las mujeres también son liberadas durante el parto y cuando alimentan a su bebé mediante la lactancia materna. Parece ser que estas sustancias también se distribuyen en las regiones del cerebro que se activan durante el amor maternal. En el caso del hombre, la vasopresina se ha relacionado con la conducta social y con la agresión. El amor en sus estadios iniciales, después de todo, parece como si fuera una obsesión que monopoliza nuestro pensamiento. Se ha podido demostrar que en los estadios iniciales del enamoramiento se da un decremento de los niveles de una sustancia que utilizan las neuronas para comunicarse: la serotonina. Decrementos parecidos se han mostrado en pacientes con trastornos obsesivos. Asimismo, en estos estadios iniciales también parece correlacionar el enamoramiento con otra sustancia: el fac-

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tor de crecimiento nervioso. Se ha mostrado que las personas que se acaban de enamorar presentan niveles más elevados de esta sustancia que las personas que no están enamoradas o aquellas que están en una relación estable duradera. La concentración de esta sustancia parece correlacionar significativamente con la intensidad de los sentimientos románticos. Diferentes trabajos han mostrado que el hipotálamo se activa tanto en relación a los sentimientos románticos como en relación al placer y la activación sexual. No obstante, esta estructura no parece activarse con el amor maternal. Asimismo, tanto durante el deseo sexual como durante el enamoramiento tiene lugar un decremento de activación en regiones de la corteza frontal. La pasión que se observa en el enamoramiento parece relacionarse con una suspensión temporal o con una laxitud de los criterios que utilizamos para evaluar a otras personas. Hoy sabemos que estas funciones dependen de la corteza frontal. Una cara atractiva, la activación sexual y la experiencia visual de algún estímulo hermoso, como una puesta de sol en primavera, parecen activar una parte del cerebro conocida como corteza orbitofrontal. Por su parte, la cara de la persona amada y los estímulos con alto contenido sexual activan dos regiones corticales: la corteza cingulada anterior y la ínsula. Además, se ha podido comprobar que tanto las caras atractivas como el rostro de la persona amada reducen la actividad de la amígdala y de la corteza prefrontal. Lo cual sugiere que no sólo presentamos un juicio menos severo cuando estamos delante de la persona

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amada sino también cuando estamos delante de personas atractivas. Que una persona sea atractiva genera un juicio más positivo por parte de los otros, ya que desde un punto de vista neural quedan suspendidos los signos de evaluación de desconfianza a partir del rostro de la persona. Hoy sabemos que la corteza orbitofrontal se encuentra conectada con diferentes áreas corticales y subcorticales49 que se encuentran implicadas en el enamoramiento. En una palabra, cuando estamos enamorados nuestro cerebro presenta unos patrones de activación muy diferentes de cuando no estamos enamorados. Belleza y amor se encuentran íntimamente relacionados con el deseo erótico. Hemos de tener presente que un amor intenso normalmente implica un alto deseo sexual. ¿Procesamos neuralmente la belleza de igual forma los hombres y las mujeres? Recientemente, un equipo de investigadores compuestos por miembros de la Universidad de las Islas Baleares, la Universidad Complutense de Madrid, The University of Califoria y el Consejo Superior de Investigaciones Científicas ha mostrado que la capacidad para apreciar la belleza difiere entre hombres y mujeres por lo que se refiere al cerebro. Estos investigadores han puesto de manifiesto que cuando las mujeres evalúan diferentes estímulos en relación a la belleza de los mismos, se activan regiones en el lóbulo parietal de los dos hemisferios cerebrales, mientras que en el caso de los hombres esa activación se da preferente49

Por ejemplo, la amígdala, la corteza cingulada anterior, el caudado, el putamen, etcétera.

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mente en el hemisferio derecho. Es decir, los hombres sólo utilizan la mitad del cerebro para apreciar la belleza. Los autores sugieren que estas diferencias parecen ser resultado de procesos evolutivos en relación a diferencias de sexo por lo que concierne a los correlatos neurales de coordinación y categorización de las estrategias espaciales utilizadas. Las diferencias encontradas entre mujeres y hombres con respecto a la apreciación de la belleza podrían reflejar diferencias en las estrategias asociadas con la división de las labores en los ancestros homínidos: las mujeres estaban totalmente orientadas a la recolección, mientras que los hombres lo estaban a la caza. Un hombre cazador necesitaba interpretar las relaciones espaciales entre los estímulos de una forma determinada. Además, la atención se tenía que centrar en el animal al que se pretendía dar caza. Mientras tanto, la mujer tenía que encargarse de las labores de recolección y del cuidado de la progenie. Las capacidades espaciales y atencionales que ésta debía poner en marcha diferían notablemente de las del cazador. Hemos de tener presente que la conducta sexual humana es muy compleja y que en su génesis hay múltiples factores (sociales, biológicos, etcétera) implicados. Hemos visto algunos ejemplos, en los que la plasticidad puede ayudar a explicar algunas diferencias halladas entre el hombre y la mujer. En el siguiente capítulo profundizaremos en algunos de los conceptos analizados aquí y los intentaremos relacionar con la formación de nuevas neuronas en un cerebro adulto.

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¿El ejercicio nos hace plásticos? Una escena que probablemente atraiga los recuerdos del lector es la de un profesor del colegio rodeado de sus alumnos instándoles a llevar una vida “sana” en lo que se refiere a determinados hábitos de conducta: Debéis cuidar vuestros cerebros ahora que sois jóvenes, ya que neurona que muere no la volvemos a recuperar. Las neuronas son unas células que se han especializado tanto en comunicarse entre ellas que han perdido la capacidad de formar nuevas neuronas en un cerebro adulto.

La verdad es que este tipo de afirmaciones angustiaba a más de un alumno que permanecía el resto de la clase intentando discernir cuántas neuronas habría perdido en la borrachera del fin de semana y cuánto tiempo podría seguir a ese ritmo hasta quedarse sin tejido nervioso. ¿Es cierto que no existe la generación, el reemplazo y la renovación de las neuronas en un cerebro adulto? ¿Tiene el

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sistema nervioso adulto la capacidad de formar nuevas neuronas, por ejemplo, en respuesta a una lesión degenerativa o a un trauma sufrido por el propio tejido? Durante más de cien años en el ámbito de la neurociencia uno de los dogmas centrales ha sido que en el cerebro adulto de los vertebrados no se generan nuevas neuronas. Se asumía que la producción de nuevas neuronas ocurría sólo durante el desarrollo y se acababa con la pubertad del individuo. A finales del siglo XIX, la idea de que el cerebro adulto de los mamíferos permanece estructuralmente constante fue aceptada por distinguidas figuras del momento como Koelliker, His, o incluso el propio Santiago Ramón y Cajal, tal como lo exponía en su obra Degeneración y regeneración del sistema nervioso. Koelliker, His y otros científicos habían descrito con sumo detalle los procesos que configuraban el desarrollo del sistema nervioso del hombre y de otros mamíferos. Estos autores comprobaron que la estructura del cerebro permanecía muy estable casi desde el momento del nacimiento, por tanto era inverosímil pensar que pudieran generarse nuevas neuronas en un cerebro adulto. De forma parecida, Ramón y Cajal hizo un análisis descriptivo muy apurado de los mecanismos que operaban durante el desarrollo del sistema nervioso sin encontrar ninguna muestra de formación de nuevas neuronas en el cerebro adulto. En la primera mitad del siglo XX, numerosos estudios clínicos parecían demostrar que las células nerviosas no mostraban una regeneración sustancial después de una lesión. No obstante, autores como Schaper, Levi,

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Hamilton, Sugita, Allen y Briñas encontraron indicios de la posible formación de nuevas neuronas en el cerebro adulto de los mamíferos. Además, algunos vertebrados, como pájaros y ranas, parecían experimentar un restablecimiento notable y una reinervación de sus conexiones tras una lesión. Lo que no quedaba claro es si esta reparación del tejido dañado se acompañaba de la formación de nuevas neuronas. A pesar de todo eso, en esta época era comúnmente aceptado que en el cerebro de los mamíferos, una vez desarrollado, no aparecían nuevas neuronas. En los años sesenta, un grupo de investigadores de Boston, encabezados por Joseph Altman, descubrieron el crecimiento de nuevas neuronas en varias zonas del cerebro. Este descubrimiento lo llevaron a cabo en diversas especies de animales adultos. Parecía ser la primera evidencia experimental de que en el cerebro adulto se habían añadido nuevas neuronas para reemplazar algunas perdidas (por ejemplo, después de una lesión) o para aumentar su número en una determinada región (mecanismo que podría tener un papel importante en los procesos de aprendizaje y memoria). No obstante, todavía quedaban pruebas adicionales que llevar a cabo para asegurarse de la existencia de este fenómeno, y la comunidad científica de la época todavía permanecía escéptica. Pese a que los trabajos del equipo de Joseph Altman, en los que se evidenciaba la posible generación de nuevas neuronas en varias estructuras del cerebro adulto, se publicaran en las más prestigiosas revistas del momento se mantuvieron en la ignorancia durante casi veinte años.

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En la década de los setenta, diferentes trabajos pusieron de manifiesto la formación de nuevas neuronas en el cerebro adulto de algunas especies de peces y pájaros.50 En el caso de de las aves, este fenómeno parecía tener lugar en diferentes regiones del cerebro, no obstante, las estructuras responsables de la percepción y vocalización del canto parecían ser las candidatas principales. Este tipo de trabajos apoyaron la idea de que en el cerebro de los machos de pájaros cantores existe una pérdida y una adición de neuronas en las estructuras responsables del canto. En algunas especies este fenómeno parecía ocurrir de forma continua, mientras que en otras parecía darse en ciclos de pérdida y regeneración en función de las épocas de apareamiento, debido al control de las hormonas sexuales. Algunos autores sugirieron de forma especulativa que las nuevas neuronas que se formaban podrían ser el sustrato que proporcionara flexibilidad a la adquisición o a la producción de los cantos. En la actualidad, hay evidencias que demuestran que diferentes especies de aves que experimentan la formación de nuevas neuronas en las regiones responsables del canto, muestran poca flexibilidad en sus cantos una vez que se han aprendido éstos por completo, aunque se añadan nuevas neuronas de forma paulatina. Estas nuevas neuronas se integran en circuitos existentes y desempeñan funciones consecuentes con su contribución a la percepción y producción del canto. No 50 Por ejemplo, en peces teleósteos como la carpa dorada (Carassius auratus) y en aves como el diamante mandarín (Taeniopygia guttata) y el canario (Serinus canaria).

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obstante, un número significativo muere antes de que se puedan diferenciar de forma completa, lo cual sugiere la existencia de factores limitantes de la tasa de formación de nuevas neuronas. Parecía que en aves o en peces la formación de nuevas neuronas en el cerebro adulto era una idea que cobraba cada vez más importancia. Pero ¿qué sucedía en el caso del cerebro de los mamíferos? No fue hasta la aparición de un conjunto de trabajos realizados por Michael Kaplan y colaboradores, llevados a cabo con avanzadas técnicas de microscopía electrónica, cuando se pudieron demostrar más directamente los postulados del propio Altman. De todas formas, el trabajo de Kaplan tuvo muy poco efecto en el ámbito científico de aquellos años, probablemente debido a que investigadores con gran influencia en el pensamiento científico del momento como Eckenhoff y Rakic encontraron resultados contrarios. A partir de finales de la década de los noventa, autores como Gage, Goldman, Gould, Ericksson, Kornack y Rakic fueron demostrando la formación de nuevas neuronas en el cerebro adulto de diferentes especies de mamíferos, incluido el ser humano. Hoy en día, sabemos que las neuronas una vez se han diferenciado51 no se dividen en otras células, así que no aumenta su número. En lugar de esto, lo que sucede es 51 La diferenciación es el proceso mediante el cual la neurona adquiere las características fisiológicas y morfológicas de neurona adulta. Existen muchos tipos de neuronas con diferentes formas y diferentes funciones, por ello no resulta difícil imaginar que la diferenciación constituya una fase crítica del desarrollo del cerebro.

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que en diferentes regiones del cerebro todavía existen células indiferenciadas. Estas células, también conocidas como células madre, tienen la capacidad de renovarse a sí mismas mediante divisiones celulares y pueden dar lugar a la mayoría de los tipos de células presentes en el sistema nervioso. En una persona adulta, la mayoría de sus tejidos cuentan con poblaciones definidas de células madre o indiferenciadas que posibilitan su renovación periódica o su regeneración si se origina una lesión o daño en el tejido. Por ejemplo, imaginemos nuestra piel. Ésta sufre un continuo desgaste en el día a día, necesariamente tenemos que contar con células que se encarguen de regenerarla para evitar una lesión en la piel. Hasta hace muy poco se creía que un cerebro adulto carecía de este tipo de células. Hoy sabemos que el cerebro de una persona adulta puede proporcionar un entorno favorable que mantenga disponibles células madre, para que en un momento dado se conviertan en neuronas maduras que reemplacen las que hemos perdido o aumenten las poblaciones existentes en respuesta a estímulos que impliquen la necesidad de contar con más neuronas para realizar una tarea determinada (por ejemplo, para apoyar al aprendizaje o a la formación de las memorias). Este fenómeno de formación de nuevas neuronas recibe el nombre de neurogénesis. Por los conocimientos que tenemos hoy en día, podemos afirmar que en el cerebro de una persona adulta, la neurogénesis tiene lugar en dos regiones claramente diferenciadas. La primera de estas regiones es el hipocampo, una estructura que resulta primordial para el aprendizaje

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y la formación de nuestras memorias. La segunda es el bulbo olfatorio, que es donde comienza a procesarse la información relacionada con los olores. Las neuronas generadas en estas regiones parecen provenir de las células madres localizadas en la superficie de los ventrículos laterales que se encuentra relativamente próxima al hipocampo y al bulbo olfatorio. ¿Qué son y qué importancia pueden tener en este caso los ventrículos laterales? En primer lugar, debemos tener presente que el tejido nervioso es sumamente delicado. Si alguna vez el lector ha preparado sesos con alguna de las cientos de recetas que existen para este suculento manjar utilizado ya hace cientos de años en la cocina árabe y egipcia, se habrá dado cuenta de la consistencia gelatinosa que presenta. Simplemente con ejercer una pequeña presión con el dedo sobre esta blanda masa podemos generar graves desperfectos. Además, el encéfalo se encuentra ampliamente irrigado para que la función cerebral se mantenga activa y garantizar el flujo continuo de sangre oxigenada. Volviendo a la cocina, cualquier experto en la preparación de los sesos rápidamente se habrá percatado de que hay que ponerlos a remojo en agua fría antes de guisarlos, para que se desprendan los coágulos de sangre que rodean todo el tejido; después se tienen que “blanquear” durante cinco minutos en agua hirviendo con sal y una hoja de laurel para desenganchar los vasos que se hayan quedado adheridos y, una vez escurridos, se preparan según la receta elegida. Nuestro cerebro cuenta con sistemas de protección que lo preservan ante la ocurrencia de traumatismos

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craneoencefálicos o en el transcurso de una grave enfermedad. Así, tanto el cerebro como la médula espinal se encuentran cubiertos por tres membranas que estabilizan su posición y su forma de dos maneras diferentes. En primer lugar, estas membranas quedan adheridas al tejido cerebral por un lado y por otro a la cavidad craneal, lo que permite que el cerebro quede inmóvil en cada movimiento de la cabeza. En segundo lugar, entre dos de las tres membranas transcurre un fluido, el líquido cefalorraquídeo. El líquido cefalorraquídeo reduce la tendencia de varias fuerzas (como la gravitatoria) de distorsionar el tejido nervioso. Por ejemplo, se ha podido comprobar que el cerebro pesa unos cincuenta gramos menos suspendido en el líquido cefalorraquídeo que si lo dejáramos al aire libre. Este fluido, además, ayuda a que se mantenga la forma del cerebro. Para comprobarlo podemos hacer un sencillo experimento: si cogemos un cerebro y lo suspendemos en una solución salina isotónica, podremos comprobar su forma natural poniendo especial atención en cada uno de los giros, circunvoluciones y cisuras que conforman la corteza. Seguidamente, lo sacamos y lo dejamos al aire libre, poco a poco podremos observar cómo se va distorsionando su forma por efecto de la gravedad. Además, este líquido circula por el interior del sistema nervioso, en un conjunto de compartimentos denominado sistema ventricular. Existen cuatro ventrículos: dos ventrículos laterales, el tercer ventrículo y el cuarto ventrículo. Los ventrículos laterales son las cavidades formadas en el interior de cada hemisferio cerebral.

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Al ver un cerebro humano, una de las cosas que nos puede venir al pensamiento es la forma de una nuez por su semejanza en apariencia. La corteza humana es lo primero que vemos, ya que envuelve los hemisferios cerebrales. Su forma es arrugada y llena de surcos y una especie de protuberancias a modo de crestas turgentes, denominas giros o circunvoluciones. La razón de tener una corteza tan “arrugada” se debe a una estrategia evolutiva. Para aumentar la cantidad de tejido presente en nuestra corteza, evolutivamente se ha potenciado la invaginación del tejido sobre sí mismo para agrandar su extensión sin acrecentar el volumen que ocupa dentro de la cabeza. Todos nosotros tenemos 80 cm2 de corteza, dos partes de ésta se encuentran escondidas a la vista en las paredes que forman los surcos. Imagínese paseando por la calle con una cabeza de casi un metro por un metro. Resultaría bastante aparatoso desenvolverse en el medio. Por ello, a medida que nos hemos ido perfeccionando a lo largo de la historia evolutiva del ser humano, en lugar de aumentar el tamaño de la cabeza para posibilitar el crecimiento de nuestra corteza (ya que esta alberga, entre otras cosas, las funciones cognitivas superiores), la estrategia ha sido desarrollar el tejido de manera que ocupe el mínimo espacio posible dentro del cráneo. La corteza tiene gran cantidad de tejido y se organiza de forma muy compleja. Aproximadamente contiene veinticinco billones de neuronas, interconectadas por más de cien mil kilómetros de axones y establece alrededor de 3 x 1014 contactos sinápticos. Tal como hemos especifica-

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do anteriormente, la corteza humana, además de procesar la información de los sistemas sensoriales y motores, se encuentra implicada en las funciones cognitivas superiores. Por ejemplo, actualmente contamos con las evidencias experimentales suficientes para creer que nuestros recuerdos se almacenan fundamentalmente en esta parte del cerebro. Por este motivo, podría ser lógico pensar que los mecanismos de génesis de nuevas neuronas también afectaran a la corteza adulta de un ser humano y no sólo al hipocampo y al bulbo olfatorio, tal como hemos visto. ¿Hay neurogénesis en la corteza humana? Si se lograra demostrar que en la corteza adulta se forman nuevas neuronas, necesariamente cambiarían nuestras concepciones sobre la plasticidad del cerebro, sobre procesos como el aprendizaje y la memoria y, sobre todo, aportaría una luz de esperanza para algunas afectaciones neurológicas. Imaginemos un paciente que ha sufrido una falta de riego sanguíneo en una parte del cerebro por la oclusión de una arteria. Las neuronas necesitan aportes continuos de glucosa y oxigeno. Un “atasco” en una de las arterias que aporta sangre rica en oxígeno y nutrientes al tejido nervioso puede ser fatal para las neuronas, a pesar de que la obstrucción sea transitoria. Supongamos que un paciente ha sufrido este tipo de episodio en una de las arterias que irriga la parte de su corteza cerebral que se encarga del movimiento. El resultado es que el paciente pierde la movilidad en una parte de su cuerpo. Si existiera la formación de nuevas neuronas en la corteza de una persona adulta y conociéramos los mecanismos subyacentes

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a su generación, se podrían implementar terapias dirigidas a regenerar y reparar la función perdida. En los años noventa, surgieron diferentes estudios con resultados contradictorios acerca de la formación de nuevas neuronas en la corteza de un cerebro adulto. Una de las primeras evidencias que parecía aportar claridad a este asunto nos llegó de los efectos que tenían sobre la atmosfera terrestre las pruebas nucleares llevadas a cabo por diferentes países entre 1955 y 1963. Resulta que el carbono 14 (14C) es un radioisótopo del carbono producido habitualmente en la atmósfera debido al bombardeo de átomos de nitrógeno por neutrones cósmicos.52 Las continuas pruebas nucleares llevadas a cabo a partir de 1955 por numerosos países provocaron un acrecentamiento de las radiaciones en la atmósfera y generaron un aumento importante de las concentraciones de 14C. En un acercamiento al desarme nuclear, las principales potencias mundiales firmaron en 1963 el Tratado de Prohibición de las Pruebas Nucleares. A partir de esta fecha, los niveles de 14 C en la atmosfera terrestre disminuyeron de forma sustancial. En los sujetos que habían sido expuestos a altas concentraciones de 14C durante los años de pruebas nucleares, éste se debería haber incorporado al ADN de las células nuevas que se habían formado. De este modo, si hubiera neurogénesis en la corteza, las neuronas corticales generadas entre 1955 y 1963 deberían mostrar en sus núcleos (que es donde se encuentra el ADN de una 52

Este isótopo fue descubierto el 27 de febrero de 1940 por Martin Kamen y Sam Ruben.

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célula) mayor concentración de 14C que aquellas formadas antes o después de este período. El equipo de investigación del Instituto Karolinska de Estocolmo, encabezado por Jonas Friesen, analizó las cortezas cerebrales de personas nacidas entre 1933 y 1973. La idea era que las personas que en 1955 eran adultas deberían mostrar altas concentraciones de 14C en las neuronas corticales, sólo si se hubieran formado nuevas neuronas entre 1955 y 1963, es decir, sólo si el proceso de neurogénesis también afectara a la corteza humana. De no darse la neurogénesis en esta parte del cerebro, sólo los individuos que en este período de tiempo todavía no fueran adultos (niños que se encontraban en pleno proceso de desarrollo) mostrarían altas concentraciones de 14C en sus cortezas cerebrales. Los resultados fueron inequívocos y ampliamente consistentes: las neuronas corticales de las personas que habían nacido antes de 1955 no presentaron niveles elevados de 14 C, mientras que las personas nacidas después de 1955 pero antes de 1963 mostraron una gran cantidad de neuronas con altas concentraciones de 14C. Estudios posteriores con pacientes oncológicos sometidos a quimioterapia han apoyado la idea de que en la corteza adulta humana no se forman nuevas neuronas. En definitiva, actualmente tenemos la certeza de que en un cerebro adulto se pueden formar nuevas neuronas, aspecto que podría haber tranquilizado al estudiante angustiado por las palabras de su profesor sobre la pérdida de neuronas sin posibilidad de reemplazo. Estas neuronas nacidas en la edad adulta pueden integrarse en cir-

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cuitos existentes, presumiblemente para preservar, reemplazar o potenciar una determinada función cerebral. No obstante, después de una lesión el reemplazo neuronal parece ser más bien gradual y no una reconstrucción del tejido a gran escala. Aunque el cerebro humano presente una capacidad limitada para reemplazar neuronas en la edad adulta, este mecanismo nos abre las puertas a posibilidades que hace unos años parecerían haber salido de una película de ciencia ficción. Recordemos obras cinematográficas como la película El cerebro de Frankenstein (1969), en la que Terence Fisher nos relata magistralmente la ofuscación del doctor Frankenstein por un médico experto en trasplantes de cerebro. En este filme, el médico es herido de muerte y Frankenstein, en el intento de preservar su cerebro, pretende trasplantarlo en otro cuerpo sano. Fruto del cine fantástico independiente de Terence Fisher, esta obra podría tener ciertas bases reales. Existen algunas evidencias que sugieren que, bajo las condiciones adecuadas, el reemplazo de neuronas podría utilizarse para reparar el tejido cerebral dañado. En el ser humano, las regiones subventriculares proporcionan las condiciones y el entorno óptimo para albergar las células madre que darán lugar al nacimiento de nuevas neuronas. No obstante, tal como hemos visto, este alumbramiento de nuevas neuronas parece ocurrir sólo en el hipocampo y en el bulbo olfatorio sin afectar, por ejemplo, a la corteza cerebral. ¿Cómo es posible, entonces, utilizar la neurogénesis para ayudar a pacientes con lesiones provocadas por la obstrucción de la sangre que llega a la corteza o

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pacientes afectados por trastornos degenerativos como la enfermedad de Alzheimer? De momento, las aplicaciones terapéuticas en este tipo de alteraciones se encuentran en vías de desarrollo. De cualquier forma, con pacientes de Parkinson se han logrado algunas mejoras, aunque con efectividad limitada. Tal como vimos en el capítulo “La música de los dioses”, las personas que padecen la enfermedad de Parkinson presentan alteraciones motoras que incluyen una rigidez de las extremidades y del cuello, un enlentecimiento de los movimientos (llamado bradicinesia), la presencia de temblor cuando se encuentran en reposo, mínimas expresiones faciales, etcétera. En algunas personas, estas alteraciones se asocian a un proceso de demencia que afecta de forma gradual a sus funciones cognitivas. Esta patología suele terminar con el fallecimiento del paciente unos diez o veinte años después de su inicio. Existen diferentes trabajos que han mostrado el papel que desempeñan algunos genes en las causas de esta patología, no obstante todavía quedan muchos aspectos etiológicos por esclarecer. Las alteraciones motoras son generadas por la pérdida progresiva de neuronas dopaminérgicas (es decir, que utilizan la dopamina como sustancia para comunicarse) en una región cerebral denominada sustancia negra.53 Por este motivo, una de las aproximaciones terapéuticas llevadas a cabo con estos pacientes ha sido el trasplante de tejido fetal en esta región. De forma 53 Concretamente, una región de la sustancia negra denominada pars compacta, que proyecta e inerva neuronas en los núcleos caudado y putamen.

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añadida, una estrategia que podría proporcionar grandes logros es la de trasplantar células madre que puedan convertirse en neuronas dopaminérgicas y puedan integrarse en el circuito neural alterado en los pacientes de Parkinson. Para ello, sería necesario identificarlas correctamente e identificar los factores que promueven su diferenciación en el fenotipo deseado (neuronas que sean capaces de liberar dopamina). Hoy en día, se han identificado correctamente las células madres que pueden convertirse en cualquier tipo de neurona, además también se conocen cuáles son los factores importantes para la diferenciación de los precursores neurales en neuronas dopaminérgicas de la sustancia negra. La neurogénesis podría ser un punto muy significativo en relación a los mecanismos de plasticidad del cerebro adulto y su modulación estructural mediante la experiencia. El aceptar la neurogénesis como un fenómeno real es esencial a la hora de comprender cómo en los cerebros más evolucionados desde el punto de vista filogenético se van añadiendo nuevas neuronas a lo largo de la vida. Todos los días miles de nuevas neuronas se generan en el cerebro adulto de los mamíferos. Aunque estas nuevas neuronas constituyen una pequeña proporción del total de la población celular, si esta adicción continúa durante toda la vida puede implicar cambios estructurales de amplia magnitud, lo cual podría vislumbrarse como un correlato funcional, por ejemplo con vistas a los mecanismos del aprendizaje y la memoria. Sin embargo, es cierto que algunas de las nuevas neuronas generadas llegan a

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integrarse en circuitos funcionales del cerebro pero la mayoría muere antes de poderse integrar. Todavía se desconoce la explicación funcional de restringir la formación de nuevas neuronas a unas pocas regiones cerebrales en el cerebro adulto. Tampoco sabemos, desde un punto de vista conductual y cognitivo, qué puede implicar añadir nuevas neuronas a nuestros circuitos. Llegados a este punto, el lector seguramente se ha preguntado qué correspondencia existe entre todo lo planteado en relación a la neurogénesis y el ejercicio físico, que era el tópico que daba el título a este capítulo. ¿Nos hace plásticos el ejercicio?, ¿fomenta la formación de nuevas neuronas? Resulta que todo comenzó con unos experimentos que analizaban el efecto que podría tener sobre el cerebro el vivir en ambientes ricos en estimulación. De esta forma, se vio que ratas adultas que se encontraban estabuladas en ambientes con gran cantidad de estímulos (ruedas de ejercicio, toboganes, tubos de plástico, etc., todo un Walt Disney World Resort para ratas) generaban un 65% más de nuevas neuronas en el hipocampo que las ratas adultas que habitaban jaulas de tipología estándar. Dicho esto, ya nos podemos imaginar a nuestro estudiante preocupado por los efectos que el alcohol podría tener sobre su hipocampo (sobre todo teniendo en cuenta que llega la época de exámenes), enriqueciendo y decorando su habitación con un sinfín de objetos y estímulos con gran prodigalidad. Antes de dar rienda suelta a nuestra imaginación, hay que tener presente que este efecto encontrado en los ambientes enriquecidos parece depen-

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der de la actividad física y del ejercicio. Dicho de otro modo, no es la profusión de estímulos lo que induce el nacimiento de nuevas neuronas en nuestro hipocampo, sino el ejercicio que se lleva a cabo en este tipo de ambientes. Si comparamos una jaula de una rata con un ambiente enriquecido con una jaula estándar, lo primero que nos llama la atención es que en el ambiente lleno de estímulos, la actividad de la rata es mucho mayor, ya que interactúa con los diferentes objetos emplazados en la jaula, corre por la rueda de ejercicio, baja por los toboganes, etcétera. Recordemos que el hipocampo es crítico para la formación de nuevas memorias, con lo cual estos datos pueden aportar nuevas perspectivas terapéuticas en personas con problemas mnémicos. El ejercicio no solamente es ventajoso para fomentar el nacimiento de nuevas neuronas sino que también ayuda a mantener un equilibrio y un entorno óptimo en nuestro cerebro. Cuando vamos a correr o cuando descendemos por una pista de alta montaña, nuestro corazón bombea la sangre a mayor velocidad lo cual, a la larga, fortalece la circulación que proporciona el oxígeno y los nutrientes al cerebro. El cerebro es un órgano que consume cantidades ingentes de energía. De igual forma, está compuesto por un tipo de tejido que resulta muy susceptible a la falta de oxígeno: impedir durante unos breves instantes que el oxígeno llegue a las neuronas puede tener consecuencias nefastas para éstas. De forma añadida, el ejercicio también estimula la liberación de una molécula que, tal como veíamos en el capítulo “¿Determinados por nuestros

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genes?”, es importante para hacer efectivas las reorganizaciones que se dan en el cerebro en relación a la experiencia. También hemos ido viendo a lo largo del libro que la dopamina desempeña un papel crucial en la atención, la novedad, el refuerzo y que ayuda a mantener los mecanismos plásticos a través de diferentes sistemas. El mantenernos estables en una ubicación, quietos y sin llevar a cabo ejercicio físico, parece reducir significativamente los niveles de este neurotransmisor. En definitiva, podemos decir que realmente el ejercicio nos hace más plásticos.

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