Con formación de grado en medicina, ciencias de la computación, biología, psicología y filosofía, el doctorando Omri Pérez se formula una pregunta audaz: ¿Acaso nuestras decisiones están predeterminadas desde el punto de vista biológico? Pérez busca entender qué es lo que pasa en el cerebro antes de que tomemos una decisión consciente. Básicamente, sostiene que nuestro ser preconsciente decide antes de que lo haga nuestro ser consciente, noción que pone a prueba nuestra concepción tradicional del libre albedrío.
Monitoreando las ondas cerebrales de voluntarios mediante electrodos, en un proceso llamado electrocorticografía (ECoG) en el Centro Médico Tel Aviv Sourasky asociado a la Universidad de Tel Aviv, Pérez puede “ver” la actividad neurológica de las personas antes de que éstas tomen una decisión.
Este descubrimiento, en principio sumamente promisorio, podría ser el puntapié para el desarrollo de interfaces entre el cerebro y computadoras para pacientes con síndrome de cautiverio, una afección neurológica severa que afecta la capacidad del individuo para moverse y comunicarse. Pérez piensa que “si podemos entender lo que los pacientes quieren antes de que actúen, podríamos predecir o manipular estas decisiones de antemano”.
¿Es posible que la cultura le dé forma, literalmente, a nuestro cerebro?
Antes nadie creía que se pudiera impedir la esquizofrenia antes de que hubiera daños en el cerebro.
Ahora se sabe que, si a los pacientes con esquizofrenia se les da tratamientos con drogas en la temprana adolescencia, es posible impedir los efectos devastadores de esta afección.
Por mucho tiempo, los antropólogos estuvieron fascinados con el comportamiento tan peculiar de los Utku, un pequeño grupo de esquimales para quienes el concepto de enojo es ajeno. Maravillados ante esta muestra de cómo la cultura les da forma a nuestros estados emocionales, el doctorando Gal Raz combina su interés por la medicina y las películas para investigar el impacto de la cultura y la educación en el cerebro.
Valiéndose de la tecnología de imágenes por resonancia magnética para hacer un mapa de la actividad neurológica en personas que miran películas, Raz estudia la forma dinámica en que cambian los patrones de conectividad en el cerebro cuando se dan emociones intensas como la tristeza, el enojo, la alegría o el desagrado. También se emplea esta tecnología para analizar cómo vivencian el arte cinematográfico aquellos pacientes con enfermedades mentales o afecciones como la esquizofrenia o el mal de Parkinson.
Raz tiene la esperanza de que algún día esta investigación lidere el desarrollo de películas terapéuticas basadas en los principios de las neurociencias para pacientes con depresión o trastorno de estrés postraumático. Esta investigación tiene grandes implicancias en lo que respecta a una mejor comprensión de la relación que se da entre los trastornos mentales y el funcionamiento de regiones específicas del cerebro, y podría contribuir a dar cuenta de importantes diferencias de comportamiento entre individuos y comunidades.
¿Acaso procesamos el miedo en forma diferente?
Antes se pensaba que el cerebro del hombre era diferente al de la mujer.
Ahora se sabe que el cerebro no es ni “masculino” ni “femenino”, sino “intersexual”.
Parece lógico que las personas extremadamente temerosas logren detectar el miedo en el otro con más rapidez y estén alertas ante lo que pasa a su alrededor. La doctorando Tahl Frenkel decidió poner a prueba esta hipótesis valiéndose de la tecnología de encefalograma para comprobar si el cerebro y el comportamiento siempre van de la mano.
Como parte de un estudio sobre cómo el cerebro procesa el miedo en personas temerosas y en aquellas que no lo son, la doctorando les mostró a ambos grupos una batería de fotos con la cara de una persona que se veía cada vez más asustada. Después calculó el momento exacto en que estos dos grupos identificaron el temor. Frenkel comprobó que, si bien las personas temerosas por lo visto reaccionaban más rápido al miedo manifestado en el rostro del sujeto, el electroencefalograma no respaldaba esta observación. De hecho, las ondas cerebrales que se veían eran menos sensibles a los cambios sutiles en las expresiones faciales que las de aquellas personas que no eran temerosas. Frenkel formula la hipótesis de que las personas con miedo tienen un déficit en su capacidad para evaluar amenazas, lo que resulta necesario para tomar decisiones en forma efectiva y manejar el temor. Por lo tanto, las personas temerosas tal vez compensen este defecto reaccionando con más determinación ante una supuesta amenaza.
Este estudio hace hincapié en la forma en que las tecnologías del cerebro van transformando el campo de la psicología. Ahora es posible obtener una mirada más íntima de las manifestaciones neurofisiológicas del temor así como una mejor comprensión de los mecanismos complejos que dan forma a nuestro comportamiento.
¿Qué hace que el tráfico cerebral fluya o se detenga?
Antes se pensaba que la lucha contra el mal de Alzheimer debía concentrarse en destruir una proteína destructiva que desencadenaba el desarrollo de placa en el cerebro.
Ahora se sabe que esta proteína, en apariencia dañina, de hecho es fundamental para que el cerebro funcione normalmente.
Uno de los indicadores de las enfermedades neurodegenerativas se manifiesta cuando las neuronas dejan de comunicarse entre ellas o simplemente dejan de funcionar. Los últimos descubrimientos en la Universidad de Tel Aviv demuestran que las células gliales, un grupo de células especiales a las que por mucho tiempo se consideraba no más que el “pegamento” entre las neuronas, tienen de hecho un papel muy importante a la hora de asegurar una comunicación saludable. En calidad de semáforos cerebrales, controlan la transferencia de la información entre las células nerviosas y posiblemente ofrezcan pistas importantes sobre por qué se detienen las señales cerebrales o simplemente fallan.
Como parte de un gran emprendimiento conjunto, dos estudiantes de diferentes disciplinas combinan sus conocimientos para obtener información pormenorizada sobre cómo funcionan las células gliales y sobre la función que éstas tienen en la aparición y el avance de las enfermedades neurodegerativas.
Al analizar las células gliales desde una perspectiva teórica, el doctorando en ingeniería Maurizio De Pittà desarrolla el primer modelo computacional de grupos de células gliales y de las señales cerebrales entre ellas. Este modelo se podría implementar en microchips y programas de computación que imiten las redes cerebrales y tal vez así ofrezcan información novedosa sobre trastornos cerebrales como el mal de Alzheimer y la epilepsia, entre otros.
La estudiante Linoy Meshulam adopta un enfoque más aplicado. Al combinar sus conocimientos en física, biología y nanociencias, Meshulam emplea la tecnología de imágenes ópticas para grabar a las neuronas y las células gliales en el cerebelo. Este estudio se centra en los cambios que se manifiestan en la actividad de las células gliales en casos de ataxis telangiectasia (AT), un desorden neurodegenerativo mortal. En el futuro, Meshulam espera ofrecer una solución innovadora para reparar el ADN dañado en pacientes que sufren de cáncer o de AT.
¿En qué forma la alimentación contribuye con el aprendizaje?
De acuerdo con la sociedad para las neurociencias, los estudios demuestran que la alimentación con altos niveles de grasas saturadas de hecho afectan la memoria y el aprendizaje.
Aproximadamente uno de cada diez niños sufre de dislexia, trastorno de aprendizaje que afecta la capacidad de leer y de tener un buen rendimiento en la escuela. Sin embargo, a pesar de lo extendido que está este desorden, es poco lo que se sabe sobre el desarrollo del cerebro en niños con dislexia y, básicamente, sobre qué podría causar este mal cableado de las conexiones neuronales.
El doctorando Aviv Spektor, que hace una especialización en neurolingüística, trató de comprobar la existencia de un vínculo entre la alimentación y el desarrollo de la dislexia, tema que hasta el momento no se había abordado.
Esta idea surgió como corolario del escándalo que hubo en Israel en el 2003 cuando el importador de una fórmula de alimento para bebés vendió por error un producto sin vitamina B1 (tiamina). Como resultados, tres bebés israelíes murieron y muchos otros sufrieron daños severos. Aquellos que sobrevivieron recibieron refuerzos de vitamina B1, lo que sirvió para mejorar su estado.
Si bien no existe ninguna relación directa entre la vitamina B1 y la adquisición del lenguaje, debido a la función importante que le cabe a este suplemento en el desarrollo del cerebro, Spektor formuló la hipótesis de que tal vez exista un vínculo entre la falta de vitamina B1 en los recién nacidos y el desarrollo de la dislexia en la infancia. Para comprobar esta hipótesis, analizó a un grupo de niños sanos de entre siete y ocho años que consumieron esta fórmula defectuosa y a otro grupo de control con niños que no la consumieron.
Los resultados fueron contundentes: El 98% de los bebés a los que les faltó la vitamina B1 de bebés tuvo dislexia con posterioridad; por otro lado, solo el 10% de los niños en el grupo de control tuvo problemas de lectura. Este estudio prueba la importancia que le cabe a la nutrición en el desarrollo y el aprendizaje de los niños.
¿Cómo podemos volvernos más inteligentes copiando a los animales?
El murciélago abejorro es el mamífero más pequeño del mundo, con un cerebro que pesa tan sólo 100 miligramos. Sin embargo, sus habilidades de radar y navegación son la envidia de cualquier ingeniero.
Fascinada por cómo los murciélagos se comunican y orientan sin problemas en la oscuridad, la estudiante de grado Orit Dashevsky ha realizado análisis de imágenes por resonancia magnética de la actividad cerebral en los murciélagos para comprender, por primera vez, cómo está codificado el comportamiento social en esta especie. “Al estudiar los murciélagos, que se encuentran entre los mamíferos más sociales del mundo,” sostiene Dashevsky, “podríamos comprender los orígenes del comportamiento humano”.
Dashevsky trabaja junto al Dr. Yossi Yovel en un nuevo campo de las ciencias al que denominan neuroecología. El equipo del doctor Yovel está creando una colonia de murciélagos para registrar la comunicación y el movimiento entre estos animales. Sin embargo, no se trata de una tarea sencilla dado que Yovel desea que los murciélagos permanezcan en estado salvaje y sean capaces de cazar fuera del predio universitario. Para investigar a los murciélagos en un ambiente natural, su equipo diseñó los dispositivos de GPS más pequeños del mundo así como micrófonos ultrasónicos en miniatura, especialmente diseñados para este fin.
“Se puede aprender mucho estudiando el comportamiento de los animales en su medio natural”, explica el doctor Yovel. Por ejemplo, los murciélagos dependen del eco que choca contra objetos cercanos para “ver” en la oscuridad. Este principio podría agregarse a las técnicas de navegación para los ciegos. La forma en que estos animales se comunican y detectan objetos mediante el sonido, y con un alto nivel de precisión, podría enseñarnos mucho sobre las tecnologías de radar. Por lo tanto, el estudio de los murciélagos tiene vastas implicancias, que van desde la protección de submarinos, el reconocimiento de objetos por parte de robots, y la ayuda a ciegos para que puedan “ver”.
