viernes, 27 de marzo de 2020

NEUROCIENCIAS - NUEVA MIRADA




Reflexiones de Neurociencias y Educación. Endrix Morales



 NEUROCIENCIAS
Definición, Objetivos y Alcances.
   Dentro de las Ciencias Biomédicas, el término Neurociencias es relativamente reciente. Su empleo actual corresponde a la necesidad de integrar las contribuciones de las diversas áreas de la investigación científica y de las ciencias clínicas para la comprensión del funcionamiento del sistema nervioso (Rocha-Miranda, 2001). Las Neurociencias cobijan un área del conocimiento que se encarga del estudio del Sistema Nervioso desde el funcionamiento neuronal hasta el comportamiento. Obviamente, la comprensión del funcionamiento del cerebro normal favorece el conocimiento y la comprensión de anormalidades neurobiológicas que causan desórdenes mentales y neurológicas. El propósito principal de las Neurociencias es entender cómo el encéfalo produce la marcada individualidad de la acción humana. Es aportar explicaciones de la conducta en términos de actividades del encéfalo, explicar cómo actúan millones de células nerviosas individuales en el encéfalo para producir la conducta y cómo, a su vez, estas células están influidas por el medio ambiente, incluyendo la conducta de otros individuos (Kandell, Schwartz & Jessell, 1997).

   Los actuales estudiosos del cerebro, saben que para comprenderlo hay que derrumbar las barreras de las disciplinas tradicionales para mencionar apenas algunas de las áreas que han sido creadas, en gran parte para caracterizar los métodos de estudio. Esta tendencia queda muy evidente en las obras científicas recientes las cuales tratan de las funciones más complejas de este órgano, como las emociones y la consciencia, apoyándose en los principales conceptos provenientes de las diversas disciplinas.

   Algunas de las esperanzas alimentadas por este avance del conocimiento tienen que ver con el que aumente nuestra comprensión de las funciones normales, así como también de las disfunciones psicológicas y consecuentemente, surjan métodos más eficaces de tratamiento de las enfermedades mentales que en conjunto eleven la calidad de vida del ser humano.

   En principio, se puede afirmar que el desarrollo de las Neurociencias se deriva del abordaje multidisciplinar de los diversos fenómenos de interés, éstos incluyen desde los científicos de áreas más básicas como el caso de los físicos con sus aportes al conocimiento de los fundamentos de la excitabilidad celular o con sus aportes al desarrollo de redes neurales, hasta los que abordan el conocimiento con aproximaciones clínicas y/o poblacionales que contribuyen a dar una idea del ser humano integral.

   No obstante, las Neurociencias dan cabida a prácticamente a todas las áreas del saber y cada una ha hecho importantes aportes a diferentes áreas temáticas, de las cuales, cabe destacar algunas como: desarrollo, envejecimiento y muerte neuronal; plasticidad celular y molecular; percepción, psicofísica y movimiento; funciones mentales superiores (memoria y aprendizaje, cognición, emociones, lenguaje, estados de conciencia); bases biológicas de las psicopatologias; psicofarmacología; abordaje etoexperimental e implementación de modelos en Neurociencias.

                          NEUROCIENCIAS: FUNCION DE LA NEUROCIENCIA    
   Cada tema aquí mencionado podría subdividirse en sus respectivos componentes de abordaje biofísico, neuroquímico, de genética y biología molecular, fisiológico, farmacológico, clínico y hasta poblacional. Consecuentemente, las ciencias básicas día a día profundizan más en la comprensión de los mecanismos que dan cuenta de cada tópico y, de esta forma, pasan por el estudio de las bases moleculares indispensables para que ocurran y se modulen dichos eventos hasta por la elaboración de modelos de redes neurales y de simulación predictiva de los mismos basados en las interrelaciones de cada elemento estudiado.

   La genética hoy, con el estudio del genoma humano y con los modelos de animales transgénicos o las mutaciones dirigidas, viene describiendo las capacidades innatas del comportamiento y la posibilidad de manipularlas. La neurobiología del desarrollo ha hecho aportes significativos a las definiciones de los períodos críticos de desarrollo neuronal durante los cuales existe una alta vulnerabilidad del sistema nervioso con repercusiones duraderas o permanentes en el comportamiento. Los estudios de plasticidad neuronal y molecular han descrito mecanismos básicos responsables por los cambios adaptativos en diferentes fases del desarrollo ontogenético mejorando la comprensión de muchas de las preguntas relacionadas sobre los cambios comportamentales adaptativos resultados de la experiencia del individuo haciendo énfasis en los mecanismos sinápticos.

Avances en la Neurociencia | infografía y diseño


  La psicofísica y los estudios de percepción han contribuido significativamente en la comprensión de las relaciones de categorías físicas medibles que inciden sobre los órganos sensoriales y la estimación cuantitativa de la percepción de dichas categorías. Quizás de los mayores avances se vienen dando con la comprensión de las funciones neurales superiores ayudados por el avance de la electrofisiología, la imagenología y el mejoramiento de los estudios de lesiones cerebrales en humanos y la manipulación controlada de distintos elementos del sistema nervioso en modelos animales.

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   Sin ninguna duda, una de las necesidades y puntos de mayor desarrollo de las Neurociencias ha estado en torno a la búsqueda y validación de diferentes tipos de modelos tanto animales como de simulación, que representen las características esenciales de los procesos que pretenden ser estudiados. En este aspecto, la psicofarmacología ha contribuido de manera significativa con su aporte a la validación o evaluación de muchos modelos de enfermedades mentales. Adicionalmente, la psicofarmacología ha hecho contribuciones esenciales a la clasificación y caracterización de receptores de membrana para los diferentes sistemas de neurotransmisores con sus consecuentes aportes utilizando substancias que remedan o antagonizan los efectos funcionales repercutiendo en mejores opciones de tratamiento de los trastornos mentales. Es absolutamente imposible describir con justicia utilizando pocas palabras, los significativos avances en cada área de las Neurociencias pero si resulta necesario destacar que éstos sólo son posibles en la medida que el abordaje viene siendo hecho de manera multidisciplinar.


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   Quizás, a efectos prácticos, en la asistencia a enfermos sea muy aconsejable la especialización en Neurología y Psiquiatría, pero un servidor piensa que, hoy en día, sería bueno que existiera en nuestro país, en las universidades públicas, la posibilidad de estudiar una carrera que cada vez tiene más pujanza a nivel internacional, que no es otra que NEUROCIENCIAS, grado que está implantado en la mayoría de países que se precian de “avanzados”, y cuyo campo de trabajo está destinado a la investigación del cerebro, en aspectos como la cognición, los comportamientos sanos o insanos, y todo lo que depende de ese órgano tan importante, integrado en el Sistema Nervioso.

   Sirva de ejemplo el siguiente artículo de El Mundo, en el que un reputado neurocientífico español explica sus interesantes investigaciones, que tiene que realizar en Estados Unidos, con financiación del gobierno de aquel país, porque si se hubiera quedado aquí, poco menos que “se comería los mocos”, permítaseme la expresión. 

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Rafael Yuste: "Dentro de unas décadas podremos leer la mente humana"


   El ser humano es un animal mental, el único animal mental. Y la mente está en el cerebro. Todo lo que somos, la esencia del individuo, lo que pensamos, lo que nos define como personas, todo, está en el cerebro. Por eso dibujar el mapa de los misterios del funcionamiento de este órgano no es lo mismo para la medicina y la ética que saber cómo manipular un riñón o un corazón. Rafael Yuste (Madrid, 1963) lo sabe. El edificio donde trabaja en la Universidad de Columbia, en Nueva York, está junto al que vio nacer el proyecto Manhattan. "Lo que más me estimula no es que mis colegas de Física hicieran la bomba atómica, sino que ellos fueron los que iniciaron la regulación de la energía atómica", cuenta.

   Pero Yuste no sólo es el padre de la idea que convenció a Barack Obama para invertir 6.000 millones de dólares en el proyecto Brain para desvelar los secretos del cerebro humano, también está siendo el primero en avisar de lo que está a la vuelta de la esquina: una nueva bomba atómica científica con la potencia suficiente como para manipular pensamientos, dirigir sentimientos, adulterar recuerdos o falsear emociones. Dedica casi la misma pasión a delimitar las fronteras éticas, que a investigar las tecnologías que permitirán caminar por los polémicos caminos de la manipulación del cerebro.



"A LOS COLEGAS QUE SE ACHICABAN CON LAS CRÍTICAS YO LES DECÍA: 'CHICOS, ESTO NO ES NADA, EN MI PAÍS, LA GENTE CORRE DELANTE DE LOS TOROS" 

   Yuste presentó una fotografía de un muro del Museo de la Memoria Histórica de Santiago de Chile en el que están escritos a lo largo de varias decenas de metros, uno a uno, la lista de los Derechos Humanos. "La Declaración de los Derechos Humanos es de otro tiempo. Y, mirando al futuro, los neuroderechos deberían estar incluidos en esa Declaración de los Derechos Humanos".

¿Qué es el proyecto Brain?

  Es desarrollar las técnicas, que no existen ahora, para registrar la actividad completa del cerebro y poder manipularla de manera precisa. Es un proyecto de desarrollo de técnicas. Un primer paso para poder abordar el problema gordo de saber cómo funciona el cerebro.

¿Qué se podrá hacer con él dentro de unas décadas?

   Es muy simple. El cerebro genera la mente. Si entendemos el cerebro, entendemos la mente. Si podemos leer la actividad del cerebro, podemos leer la mente. Imagínate que podemos leer la mente y podemos manipular la actividad del cerebro, entonces podemos manipular la mente. Esto es de regla de tres, es de cajón. Antes o después podremos manipular la mente de las personas.

¿No es aterrador?

   Pero también lo puedes pensar desde el punto de vista positivo. A un enfermo mental o con una enfermedad neurológica, podemos arreglarle el problema. Si podemos detectar el problema en los circuitos neuronales, verlo, entrar ahí y ajustarle los tornillos, igual podemos solucionar el problema. Eso será posible. Y por eso tenemos la obligación y la responsabilidad de encauzar el desarrollo de estas técnicas para que se utilicen para el beneficio de la Humanidad, y no para abusar de las personas.

¿Hay que trazar límites éticos?

   Una persona en mi situación, que ve venir lo que viene, tiene la responsabilidad de levantarse y decir: señores, tenemos que hacer algo y si no lo hacemos nos va a traer problemas sociales. Estas técnicas van a tener tanto poder como para leer o interferir en la mente humana. Hay que utilizarlas sólo para el beneficio de la gente.

¿Y han encontrado ya la manera?

   Hemos copiado el modelo de la medicina. Cómo ha sabido encauzar el desarrollo del conocimiento del cuerpo humano y las técnicas para manipular el cuerpo humano y utilizarlas sólo para el beneficio de los pacientes, el famoso juramento hipocrático: no hagas daño. Bueno, hubo sombras con los experimentos nazis.

   Pero son la excepción que confirma la regla. Lo que me impresiona es que estas reglas éticas se han respetado en todas las culturas, en los últimos 2.000 años, independientemente de los sistemas políticos y están adoptadas como propias por toda la población de la Humanidad. La gente va a al médico sabiendo que les va a ayudar, no pensando que se van a aprovechar de ellos. ¿Por qué no podemos tener algo parecido en la neurotecnología o la inteligencia artificial (IA)?

   Justo este campo trata de imitar al cerebro, pero usted dice que no sabemos cómo funciona. ¿Qué está imitando la IA?

   Yo a veces me río cuando hablamos de inteligencia artificial, ¡si no sabemos qué es la inteligencia natural! Es como una metáfora de una metáfora. Cuando hablamos de inteligencia... ¿qué es eso? Hay una nube de humo. Más que de inteligencia artificial yo hablaría de algoritmos de optimización, que algunos están basados en los modelos de circuitos neuronales de los años 60. Están imitando algo que ya hemos descartado en la neurociencia. Y, a pesar de todo, les ha estado funcionando muy bien. Lo lógico es que cuanto más aprendamos sobre cerebro, mejor van a funcionar los algoritmos del machine learning, porque serán mucho más efectivos.

¿Como por ejemplo?

   Hay un problema que la naturaleza ha solucionado muy bien que es el gasto energético de computar. Los cerebros gastan poquísima energía. Y computan cosas muy complejas. Las supercomputadoras pueden computar estos problemas, pero necesitan una central eléctrica para mantenerse activas.
   Hay quien compara el cerebro humano con una gran computadora...El cerebro es una máquina de Turing biológica. Lleva 600 millones de años preparando algoritmos biológicos. Y es posible que sean mucho más complejos que los que procesa la computadora más compleja. «Son las selvas impenetrables donde muchos investigadores se han perdido», decía Ramón y Cajal.. y se refería a él mismo. Cajal fue el primero en describir una neurona.

Pero ustedes no quieren ver un solo píxel de la pantalla, quieren ver la película entera.
  
   Eso es. Dentro de cinco años seremos capaces de leer la actividad de 50.000 neuronas al tiempo, eso supone poder registrar el cerebro completo de algunos invertebrados; en 10 años podremos hacer lo mismo con cerca de un millón de neuronas, es decir, el tamaño del cerebro completo del mamífero más pequeño del mundo, el de la musaraña etrusca. Y en 15 años podremos leer grandes trozos de cerebros humanos involucrados en enfermedades como la esquizofrenia. Después, aprenderemos a manipular esos cerebros humanos para puentear los fallos que provocan las visiones esquizoides para arreglar este tipo de enfermedades mentales.

¿Y se podrá algún día mejorar la inteligencia de un cerebro humano?

   Sinceramente, no sé qué es la inteligencia. Pero, estoy seguro de que podremos cambiar el funcionamiento del cerebro humano. Y lo estamos haciendo ya con animales. De una manera externa estamos cambiando los patrones de comportamiento de los animales a base de estimularles ciertas neuronas en determinados momentos. Esto lo estamos haciendo con ratones hoy en mi laboratorio. El ser humano es otro mamífero, así que, si se puede hacer en un ratón hoy, seguro que se puede hacer con un humano en el futuro.

¿Y hasta donde se podrá llegar?

   Digamos que estamos abriendo las puertas por primera vez en la historia hacia una tecnología que permitirá modificar el libre albedrío de las personas. Igual que hay correctores de textos en nuestros teléfonos móviles que terminan las palabras que escribimos, podremos decidir hacia dónde va un pensamiento humano, terminar una idea, modificando la actividad del cerebro sin técnicas invasivas, quizá con un casco o una red situada sobre nuestra cabeza.

Usted trabaja en el edificio contiguo a donde se creó el proyecto Manhattan. Haciendo un paralelismo con el proyecto Brain, ¿usted quien sería, Von Newman, Bohr, Oppenheimer..?

   A mí lo que más me estimula no es que mis colegas de Física hicieran la bomba atómica, sino que ellos fueron los que iniciaron la regulación de la energía atómica. Ahí es donde dieron su valor humano, no sólo inventaron un mundo nuevo, sino que avisaron a la gente de que había que controlarlo. Es la lección que me llevo. Y cada vez que voy a trabajar y paso por delante de ese edificio es imposible no darme cuenta de que nosotros podemos hacer algo que puede ayudar a la humanidad, pero que también puede ser utilizado para abusar con estas tecnologías.

Cuando tuvo la idea inicial, sus colegas se le tiraron al cuello. ¿Y si no se logra el objetivo?

   La propuesta que le hicimos al presidente Obama era poder registrar la actividad de todas y cada una de las neuronas de un sistema nervioso en animales. El presidente Obama amplió el proyecto e incluyó a los humanos. Yo no creo que vayamos a poder registrar toda la actividad de todas las neuronas del cerebro humano en 15 años. Pero sí registraremos la actividad completa del cerebro de un animal. Y esto lo hemos hecho ya en la Hydra vulgaris [un cnidario semejante a una medusa]. Para mí, éste es el objetivo.

¿Y no teme a las críticas de los colegas si no logra hacerlo en humanos?

   En eso me ha ayudado ser español, por el no achantarnos que tenemos los españoles. A los colegas que se achicaban con las críticas yo les decía: 'Chicos, esto no es nada, en mi país, la gente corre delante de los toros. Que te tiren dardos envenenados en una conferencia, eso nos resbala'.

Brain reparte dinero del contribuyente de EEUU por cientos de laboratorios de todo el mundo. ¿No es extraño que un presidente tan proteccionista como Trump permita esto?

   Quizá en esto me vino bien ser de otro país. Yo estaba en la primera reunión donde se repartió el dinero, y llegó una petición de Suiza que se había calificado científicamente como muy válida. Un administrador dijo: 'Señores, éste es dinero del contribuyente americano, ¿por qué vamos a darle dinero a los suizos?'. Yo le dije que Brain es un proyecto diseñado no para EEUU, sino para toda la Humanidad. Y ahora el 20% de los laboratorios del proyecto Brain están en el extranjero, en Europa, en Australia, en Israel... Estados Unidos es mucho más que su presidente. El grifo del dinero no lo tiene el presidente, como en Europa, sino el Congreso. Diga lo que diga Trump, ellos siguen dando dinero. Están tan entusiasmados que en el último presupuesto del proyecto Brain, el Senado dio más dinero del que se había pedido. Imagínate en qué situación en la vida pides 10 euros y te dan 15.

¿Hay otra cultura, otro interés por la ciencia?

   En Columbia, todos los estudiantes pasan un curso y medio leyendo a los clásicos para aprender a pensar y están obligados a tomar un curso de introducción a la ciencia donde les enseñamos los grandes momentos de la ciencia en la Historia: física de partículas, cuántica, biología, química... Y esto lo tienen que estudiar independientemente de si van a estudiar Medicina o Historia del Arte.

Un profesor de Historia de la Ciencia de una universidad madrileña cuenta que la mayoría de los alumnos de cuarto curso de Biología no son capaces de nombrar a tres grandes científicos españoles...

   Me da pena escuchar esto, porque refleja el descuido tradicional de la sociedad española por la ciencia, que es algo totalmente injusto y que hay que corregir. No podemos ser un país de primera si no tenemos una ciencia de primera. La ciencia es el motor del progreso y de la Humanidad. No es sano tener una sociedad puntera si no tiene una ciencia puntera.


 "DIGA LO QUE DIGA TRUMP, EL CONGRESO DE EEUU SIGUE DANDO DINERO AL PROYECTO PARA DESVELAR EL CEREBRO HUMANO" 



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