Neurospin: un recorrido por la catedral del cerebro

PARÍS.- La llegada a Saint-Aubin/Saclay, 25 km al sudoeste de la ciudad, sorprende con una mole de vidrio y acero que dibuja un singular perfil de ondas en medio de una planicie semidesierta.

Franqueado el ingreso, las instalaciones abruman con sus luminosos corredores ultramodernos y la "fauna multicultural" que los recorre. Aquí se aloja uno de los laboratorios más avanzados del momento en el estudio del cerebro. donde investigadores llegados de todo el planeta exploran las fronteras del conocimiento.

Son los dominios de Stanislas Dehaene, profesor del Collège de France, director de la unidad de neuroimágenes cognitivas del Instituto Nacional de Investigación Médica y de la Salud (Inserm) y ganador (junto con Giacomo Rizzolatti y Trevor Robbins) del Nobel de las neurociencias, el Brain Prize.

"Neurospin nació hace siete años, como sucesor de un laboratorio anterior, creado por Frédéric Joliot Curie a partir de la idea de que la energía atómica y el conocimiento del átomo podrían aplicarse a la biología", cuenta Dehaene, que a pesar de estar recién llegado de Canadá luce su aguda mirada y su sonrisa de costumbre.

Ubicado en terrenos de la Comisión de Energía Atómica francesa, Neurospin está dedicado a "ver" el cerebro en funcionamiento. A lo largo de los 180 metros que ocupa el edificio, una serie de arcos aloja los diferentes dispositivos magnéticos que los investigadores utilizan para obtener imágenes cerebrales. Hay un resonador magnético de 3 teslas (el tesla es la unidad de inducción magnética), un equipo estándar en los laboratorios de investigación y los hospitales, otro de 7 teslas, que es el único en Francia, y se prevé que en marzo próximo contarán con uno de 11 teslas. Este último es un prototipo completamente nuevo, diseñado aquí, pero construido en parte en Japón con ayuda de científicos alemanes para alcanzar un nivel de resolución inédito.

"La resonancia magnética es muy versátil y hay muchas maneras de aplicarla -dice Dehaene-. Por ejemplo, sirve para cartografiar la anatomía del cerebro con mucha precisión y sin necesidad de inyectar materiales radiactivos. Con esta tecnología, uno hace resonar los átomos, principalmente de hidrógeno, presentes en el cerebro porque hay agua. Así, podemos tener una medida indirecta de la actividad cerebral. Si uno usa un circuito neuronal, incluso por unos instantes, como por ejemplo al leer una palabra, una pequeña área del córtex inferior comienza a «disparar» fuertemente, y uno o dos segundos más tarde los vasos sanguíneos de esa área se dilatan un poquito, porque la sangre está más oxigenada. A través de este efecto podemos ver dónde hay más irrigación sanguínea y dónde hubo actividad neuronal reciente."

Con métodos como éstos, Dehaene y los alrededor de 50 científicos que trabajan en su laboratorio rastrean las huellas de la actividad cerebral. Son cinco equipos diferentes, cada uno liderado por un investigador independiente. Entre ellos, uno trabaja en lenguaje; otro, conducido por Ghislaine Dehaene, investiga el desarrollo cognitivo en niños; otro se centra en la comparación con primates no humanos, y otro en la dinámica del cerebro.

No sólo recolectan enormes cantidades de datos, sino que desarrollan los protocolos que permiten interpretarlos. "Neurospin está lleno de físicos, pero mi laboratorio es el único de ciencia cognitiva -destaca Dehaene-. Convertimos los resonadores en un laboratorio de psicología."

Huellas de la conciencia

Uno los proyectos más ambiciosos que tienen entre manos es desarrollar un instrumento que mida huellas objetivas de la conciencia. Escalas que se deriven directamente de registros de la actividad cerebral a partir de paralelismos entre la biología del cerebro y los reportes de los pacientes. En estos estudios participa el científico argentino Pablo Barttfeld, biólogo recibido en la Universidad Nacional de Córdoba y doctorado bajo la dirección de Mariano Sigman.

"Cuando una persona está consciente, las regiones cerebrales están todo el tiempo intercambiando mensajes entre sí -explica Dehaene-. Desde cierto punto de vista, estar conscientes quiere decir que tenemos la información accesible, de modo que uno puede reportarla, recordarla, compararla."

Y agrega Barttfeld: "En nuestros estudios vimos que la diversidad de esas redes es mucho mayor cuando la persona está despierta; cuando duerme, se reduce a las que reproducen las configuraciones anatómicas". Midiendo la intensidad y la dinámica de esa comunicación, Dehaene y Barttfeld mostraron a comienzos de este año que en el cerebro consciente hay un flujo de información que cambia constantemente.

"Incluso cuando la persona está aparentemente sin hacer nada, hay cambios constantes en los circuitos -explica Dehaene-. Es lo que William James llamaba «el flujo de la conciencia». Pero cuando está anestesiada, este flujo se detiene. La actividad continúa, pero se vuelve predecible. Es decir: la dimensión de la flexibilidad y los cambios dinámicos en el intercambio de información son una firma de la conciencia."

A partir de estas investigaciones, los científicos esperan que, si logran traducir la matemática de la resonancia magnética al electroencefalograma, podrán desarrollar una pequeña caja que funcione al lado de la cama del paciente durante ocho o 10 horas diarias para monitorear el cerebro del mismo modo en que hoy se controla el ritmo del corazón.

En manos expertas, estos marcadores de la conciencia también podrían ser buenos predictores de recuperación, aunque por ahora sólo se alcanza una precisión de alrededor del 50%.

Con Ghislaine Dehaene, Barttfeld estudia la "metacognición" en bebes: es decir, cuánto saben de lo que saben y de lo que perciben. "Estamos viendo que ya hacia el año tienen la capacidad de juzgar su propia conducta", explica Barttfeld. También explora cómo surge la capacidad de leer. "Las personas que leen más, más responden a la lectura -agrega-. En chicos de cuatro y más años, esa zona se modifica de acuerdo con la capacidad para leer. Esto sugiere que si uno expusiera a un chico en edad preescolar a los signos escritos, facilitaría su reconocimiento."

Otro argentino que también investiga en Neurospin es el joven Ignacio Polti, que integra el grupo de Virginie van Wassenhove. Polti se dedica al análisis de la percepción del tiempo en humanos. De qué forma integramos la información de los sentidos cuando percibimos la realidad. Para entender este problema de "cronoarquitectura" cerebral usa "ilusiones" temporales: "Son las que nos hacen creer que el tiempo fue más largo o más corto de lo que pensábamos", explica.

"Usamos equipos muy nuevos, como la magnetoencefalografía, que permiten registrar los campos magnéticos creados en el cerebro -agrega-. Se sabe que cuanto más se sobrecarga la memoria de trabajo, más se subestima el tiempo que pasa. Y lo opuesto: si uno observa una pantalla con un solo estímulo visual, tiende a sobreestimar el tiempo que transcurre. También hay perfiles particulares: para algunos, el tiempo siempre corre más rápido de lo que parece, y para otros, más lento. Esto es conocido, pero nosotros estamos tratando de ver de qué manera la atención y la memoria de trabajo se relacionan para entender cómo se va estimando esta percepción temporal."

Llega la hora de partir y no cabe duda de que visitamos uno de los puestos de avanzada en el estudio de la mente.