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Ciencia / JULIO 09 DE 2023 / 10 meses antes

El cerebro, la ‘máquina’ perfecta

Autor : Diego Arias Serna

El cerebro,  la ‘máquina’ perfecta

Debemos detenernos a pensar que está en nuestras manos, propiciar los estímulos necesarios para sacarle el mayor provecho posible a este maravilloso y extraordinario órgano.

“El cerebro humano es el único recipiente que tiene la característica de que cuanto más se le mete, más capacidad tiene”, Glenn Doman (1919-2013), médico estadounidense.

De todos los órganos del cuerpo humano, el cerebro es sin dudas el más importante y así lo afirman tanto los neurocientíficos como estudiosos de cualquier otra área del conocimiento. Por ejemplo, a juicio de Stanley Ben Prusiner, nobel de Medicina 1997, “la neurociencia es, por mucho, la rama más excitante de la ciencia, porque el cerebro es el objeto más fascinante del universo. Cada cerebro humano es diferente, el cerebro hace a cada ser humano único y define quién es”.

Este órgano contiene unos 100.000 millones de neuronas que se conectan entre sí por medio de la sinapsis, cuya definición está en la página web del Instituto Nacional del Cáncer de EE. UU.: “Espacio entre el extremo de una neurona y otra célula. Los impulsos nerviosos se transmiten habitualmente a la célula vecina por medio de sustancias químicas que se llaman neurotransmisores. La neurona libera los neurotransmisores y otra célula del otro lado de la sinapsis los recibe. La célula vecina puede ser otra neurona, una célula muscular o una célula glandular”.

La sinapsis, además de posibilitar la conexión entre las neuronas, es un aspecto indispensable para que los impulsos nerviosos viajen a través de autopistas de redes neuronales, las cuales tienen una extensión de unos 150.000 kilómetros. Sin ellas, el cerebro estaría ‘desconectado’ del mundo exterior. Además, estas conexiones facilitan el proceso de aprendizaje.

Las neuronas al estar estimuladas ponen en acción del orden de 200 billones de conexiones neuronales. Cuando se toman decisiones y se experimentan emociones, en el cerebro se produce una complicada mezcla de procesos químicos y eléctricos. Así que la vida humana más que corazón es cerebro y por eso es importante conocerlo. La neurociencia ha hecho grandes aportes y en este siglo se formularon dos grandes proyectos.

En la administración de Obama se inició el primero en 2013, con una duración de 10 años, cuyo propósito era examinar cómo funciona el cerebro y construir un mapa de actividades. A su vez, la Unión Europea formuló también ese año el proyecto “Cerebro humano”, para desentrañar las complejidades de este órgano y copiarla en un computador. El objetivo: crear una máquina que piense, emulando al de los humanos.

613 millones de euros para su investigación

En este artículo dominical se expondrá parte de los logros alcanzados con estas dos investigaciones. Como el cerebro es el órgano más importante del cuerpo, en el recuadro se presentará el aporte del médico científico de EE. UU. Glenn Doman, quien planteó el Método Doman, el cual busca aprovechar al máximo las capacidades de la niñez, potenciando las posibilidades de aprendizaje de manera integral: intelectual, físico, emocional y social. Asuntos que actualmente se presentan como si fueran ‘novedosos’.

Se empieza con el proyecto “Cerebro humano”, o Brain Humano (HBP). Participan más de 500 científicos e ingenieros de unas 150 universidades, hospitales y centros de investigación europeos. Entre todos suman 123 socios financiados con unos 613 millones de euros. La Comisión Europea aportó 406 millones, y otros socios 207.

Aspiran a conocer en profundidad su compleja estructura y funcionamiento, con un enfoque interdisciplinar en la interfaz de la neurociencia y la tecnología, usando métodos avanzados, desde la informática, la neuroinformática y la inteligencia artificial. El 28 de marzo 2023 se realizó en Marsella (Francia) el encuentro de científicos del HBP, y la cumbre final se hará en septiembre, cuando se cumplan los 10 años de esta iniciativa.

Por ahora se ha logrado: el atlas más detallado del cerebro humano; avances en el conocimiento de los mecanismos neuronales subyacentes a la visión y la memoria; mejoría en la cirugía epilepsia con modelos cerebrales digitales; desarrollo de un implante cerebral para ayudar a las personas en condición de discapacidad visual a que puedan ver, así como desarrollo de tecnologías neuroderivadas para hacer que las máquinas sean más inteligentes.

Este HBP usó por primera vez macrodatos y supercomputación para simular funciones del cerebro y compararlos con las teorías neurocientíficas actuales y está terminando el primer gemelo digital de este órgano. Resultados que beneficiarán el descubrimiento de biomarcadores tempranos para enfermedades como el alzheimer. La parte final del Proyecto investiga acerca de tres tópicos: redes cerebrales, su papel en la conciencia y redes neuronales artificiales, al igual que la ampliación de la novedosa infraestructura Ebrains, que facilita la investigación y el descubrimiento en neurociencia. El Sistema ofrece soluciones en línea facilitando el intercambio de datos de investigación, modelos computacionales y software.

Por otra parte, “la investigación del cerebro mediante la mejora de neurotecnologías innovadoras”, fue anunciado por el presidente Obama como el “próximo gran proyecto estadounidense” que tiene el respaldo de agencias estatales, fundaciones privadas y equipos de neurocientíficos y neurocientíficos, los cuales vienen trabajando juntos con el propósito de descubrir el funcionamiento de los millones de neuronas del cerebro y lograr una mirada más amplia de la percepción, las acciones, y por último, la consciencia. Los institutos nacionales de salud están invirtiendo casi 6.000 millones de dólares, que, como el europeo, termina este año.

Un español conectado con el cerebro

Rafael Yuste es un neurocientífico español vinculado con la Universidad de Columbia (Nueva York) y fue quien animó a Obama a respaldar la investigación. El 14 de enero de 2022 estuvo en la Fundación Ramón Areces con otros científicos, exponiendo asuntos relacionados con este proyecto. Allí recordó que “el objetivo principal de estas investigaciones hacia tecnologías que permitan adentrarse en el cerebro humano, es la búsqueda de soluciones y tratamientos a enfermedades como el alzheimer, el parkinson, la depresión, la epilepsia, la esquizofrenia (…)”.

En su criterio, “esas mismas herramientas que nos podrían ayudar a curar a una persona esquizofrénica, nos podrían permitir registrar la actividad cerebral de una persona sana y descifrarla o cambiarla y alterar esa mente. Aún nos faltan herramientas -ópticas, acústicas, químicas, magnéticas - pero, poco a poco, estamos desarrollando estas tecnologías para acceder a esos circuitos cerebrales y solucionar esos problemas”. Ambos proyectos han sido ajustados en estos 10 años y también criticados.

En la revista Scientific American del 2013, el neurocientífico del Laboratorio Cold Spring Harbor (EE. UU.) Partha Mitra, cuestionó la “irracional exuberancia” detrás del Mapa de Actividad Cerebral y se preguntó si su objetivo general tenía tanta importancia. Planteó que, incluso si fuera posible registrar todos los picos de todas las neuronas a la vez, el cerebro no existiría de forma aislada. Para conectar correctamente los puntos, habría que registrar simultáneamente los estímulos externos a los que está expuesto, así como el comportamiento del órgano. Razonó que deberíamos comprenderlo a un nivel macroscópico antes de intentar decodificar el significado de la actividad de las neuronas individuales.

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Capacidad de los niños: aprovecharlas al máximo

En estos tiempos de relajación de la actividad académica de la niñez y la juventud, es pertinente conocer métodos que permitan revertir esa debilidad de las nuevas generaciones. Además, los trastornos del cerebro agregan niveles de dificultad en el aprendizaje. Desde los años 50 del siglo pasado se conoce el Método Doman o de Filadelfia, desarrollado por Glenn Doman a partir de los estudios e investigaciones que se hicieron sobre el tratamiento de la niñez con lesiones cerebrales, cuando neurólogos y otros especialistas trabajaron bajo su coordinación.

Sus estudios consideraban que así haya neuronas muertas, aún quedan neuronas vivas que, con estimulación adecuada a una edad temprana, pueden aprender a establecer las conexiones necesarias para hacer las funciones de las que ya están afectadas. El Método Doman intenta aprovechar al máximo las capacidades de la niñez, para desarrollar sus posibilidades de aprendizaje.

Dicho método consiste en estimular cognitiva y sensorialmente a los pequeños, de tal manera que puedan leer e interpretar con claridad lo que estaban aprendiendo; asimismo, provocar en ellos el ansia y el placer por entender el significado de las palabras. La actividad social y la solidaridad que deben tener los niños, lo enseña el mismo cerebro, porque la conexión entre neuronas es fundamental para su propia subsistencia, pues necesitan la cooperación con otras neuronas para desarrollar su función y el apoyo de otros tipos de células para conservarse sanas y activas. ¿Por qué no se imita al cerebro?


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