Historia de una neurona
"Conocer el cerebro equivale a averiguar el cauce material del pensamiento y de la voluntad, sorprender la historia íntima de la vida en su perpetuo duelo con las energías exteriores. " Santiago Ramón y Cajal
La imagen que encabeza este artículo es una neurona multipolar del cerebro de un pollito de 14 días de edad. Concretamente, pertenece a la región llamada córtex dorsomedial, que parece corresponder a una parte de lo que en mamíferos se llama el hipocampo.
La neurona de la imagen forma parte de un conjunto de cerca de 800 neuronas del hipocampo de pollito, repartidas en etapas embrionarias, pollito de pocos días y pollo adulto. Estas neuronas las utilicé como el material principal de mi tesis doctoral, presentada en 1984 en la Universidad Autónoma de Bellaterra. Todas estas neuronas fueron dibujadas a mano, una por una, a fin de obtener una serie de parámetros que caracterizaran los diferentes tipos celulares. Cuando yo empecé la tesis sólo tenía como precedente un estudio superficial realizado a principios del siglo pasado por un disciple de Ramón y Cajal.
Una vez presentada la tesis y obtenido el grado de Doctor en Ciencias Biológicas, entré a trabajar en un laboratorio farmacéutico y me desvinculé del tema. A menudo me han preguntado qué utilidad tiene conocer los tipos neuronales de una zona del cerebro del polluelo. Yo siempre he contestado que sobre la ciencia básica, sin utilidad práctica inmediata, se levanta el edificio de conocimientos que, con la tecnología adecuada, nos hará la vida más fácil.
La ciencia básica a veces queda "arrinconada" hasta que los avances en otros campos permiten su reconsideración. Con mi investigación ha ocurrido un poco esto. Después de unos 30 años de general desinterés por las estructuras del cerebro de las aves, ahora se reanuda su estudio y mi modestísima aportación empieza a tener una razón de ser, más allá de facilitarme el grado de Doctor.
En 40 años el conocimiento del cerebro, tanto el humano como el de otros animales, ha avanzado extraordinariamente. Ya no hace falta dibujar neuronas a mano. La tecnología permite un análisis detallado de la morfología y fisiología del cerebro de una persona viva y consciente (técnicas de imágenes por RMN o PET). Pero persiste un problema: La enorme complejidad del cerebro de los humanos hace muy difícil el estudio detallado de su fisiología (los árboles no nos dejan ver el bosque). Por tanto, parece adecuado buscar modelos más sencillos.
Hasta hace pocos años, las aves eran poco usadas como modelo de fisiología cerebral. Yo creo, y es una opinión personal, que los científicos vemos más cercanos a nosotros mismos a los mamíferos como la rata o el ratón. Al fin y al cabo rata y ratón tienen cuatro patas y se asemejan mucho a nosotros tanto anatómica como fisiológicamente. Pero en cuanto a la función cerebral las aves no son tan distintas de los mamíferos. Es más, familias de aves como loros y cuervos han demostrado unas habilidades cognitivas perfectamente comparables a los mamíferos. Estos pájaros aprenden a hablar (a veces con cierto sentido, como el loro que sólo dice "buenos días" por la mañana) y tienen capacidades de orientación en el espacio superiores a muchos humanos (las palomas tienen un auténtico GPS en el cerebro). También pueden recordar sucesos pasados y planificar conductas futuras en consecuencia.
Muchos investigadores se han preguntado cómo son posibles estas capacidades cognitivas en cerebros tan pequeños y diferentes de los nuestros.
En el caso del cerebro, el tamaño no importa. Lo más importante es la densidad de neuronas. Cada cada neurona es en sí misma un centro de integración de la información, de modo que, cuantas más neuronas, mayor capacidad de procesamiento. Y la densidad de neuronas en el cerebro de las aves es muy superior a la densidad de neuronas en los simios (aunque la cantidad de neuronas, en términos absolutos, sea muy inferior). Esta alta densidad de neuronas hace que las aves tengan altas capacidades cognitivas.
En cuanto a las diferencias anatómicas, pensamos que las aves son descendientes de dinosaurios primitivos y la evolución de sus estructuras cerebrales son muy distintas a la evolución de las estructuras de los mamíferos (e incluso de los reptiles). En los últimos años, muchos investigadores aceptan que, en el caso de ciertas partes del cerebro, por ejemplo el córtex cerebral, las aves tienen estructuras comparales a los mamíferos (ver una revisión en inglés aquí , un artículo de dominio público).
Pero ahora hablaremos del hipocampo. Las regiones hipocampales en aves parecen análogas a las del hipocampo en mamíferos. Análogos significa que tienen la misma (o similar) función. Sin embargo, no están claras las homologías; es decir, un origen evolutivo común.
En humanos (y en simios y, supuestamente, otros mamíferos) el hipocampo sirve principalmente para convertir la memoria a corto plazo en memoria a largo plazo (memoria episódica). Pero también ayuda en la orientación espacial, en el aprendizaje y en la coordinación de la percepción visual con los recuerdos, que permiten recordar sitios y personas. La enfermedad de Alzheimer se inicia en el hipocampo y por eso las funciones mencionadas son las primeras en mostrar alteraciones en los afectados por esta enfermedad. Algunas de estas funciones, especialmente la orientación espacial y la memoria, han sido demostradas en aves. Lesiones del hipocampo en palomas han alterado la capacidad de orientación de estas aves. A pesar de los importantes avances que se están haciendo para combatir la enfermedad de Alzheimer, todavía hay mucho camino por recorrer.
El hipocampo de las aves podria ser un modelo sencillo para estudiar la fisiología normal del hipocampo de humanos y ver de que manera afectan las terapias en la enfermdad de Alzheimer. Es en estos campos donde el estudio de la neurona del encabezamiento cobra su sentido.
