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❉ Año 6
❉ Número 63 ❉ Coordinador: Manuel Martínez Morales
❉ Foto AVC Noticias
Suplemento Científico de La Jornada Veracruz ❉ Domingo 5 de junio de 2016
CUESTIÓN
de
CEREBROS
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E
l sistema nervioso es el logro más complejo y cambiante en el proceso de
evolución. En todos los animales, este
sistema funciona para procesar información sensorial y mantener las funciones vitales del organismo, en otras palabras, detecta
cambios en los ambientes tanto externos como
internos para generar una respuesta apropiada
ante éstos. Mientras que algunas de las bases
anatómicas, fisiológicas, bioquímicas y moleculares de algunos aspectos de la función neural
son bien entendidas muchas otras aún siguen
siendo objeto de estudio por parte de miles de
investigadores quienes tratan de dilucidar los
mecanismos aún desconocidos para tener un
mejor entendimiento de las funciones que son
controladas por el cerebro.
El encéfalo o cerebro es el órgano principal del
sistema nervioso central y el más complejo del
cuerpo humano. La unidad estructural y funcio-
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2016
Editorial
nal básica de este órgano es la célula nerviosa
(neurona), y se ha estimado que contiene alrededor de diez mil millones de neuronas que están
comunicadas entre sí de formas muy complejas,
a través de impulsos eléctricos y señales químicas. Así, la conexión que ocurre entre ellas
produce funciones complejas que nos permiten
adaptarnos al medio que nos rodea, coordinando
procesos fisiológicos y conductuales que distinguen a las especies entre sí. Además, también
se encuentra otro tipo de células, denominadas
glías, y son las encargadas de proporcionar sostén, por tanto, éstas son más numerosas que las
neuronas en el cerebro, guardando una relación
3:1.
Resulta paradójico pensar que a pesar de la
enorme importancia que tiene el cerebro para
la supervivencia y prevalencia de las especies,
poco sabemos sobre su funcionamiento. Es por
ello que anualmente, a nivel mundial, se organiza
la semana del cerebro, cuyo objetivo es acercar
al público general a la investigación científica
en el área de neurociencias (ciencia que se encarga de estudiar al sistema nervioso central),
concientizando al público sobre los avances
y beneficios instruidos en este campo. El programa inició en 1995, organizado por la Society
for Neuroscience, la European Dana Alliance for
the Brain y por la Dana Alliance for Brain con
160 organizaciones de Estados Unidos. Este
año, el Centro de Investigaciones Biomédicas,
el Instituto de Neuroetología y la Dirección de
Comunicación de la Ciencia, de la Universidad
Veracruzana (UV), participaron en dicho programa con la intención de acercarse a nuevos
públicos. Así, continuando con esta labor, este
número de El Jarocho Cuántico está dedicado
al cerebro y a describir algunos de los tantos fenómenos fisiológicos y conductuales tales como
aprendizaje, cognición, y memoria, así como
intelecto y personalidad para entender un poco
más sobre su funcionamiento.
La ciencia que se encarga de estudiar al sistema nervioso central es la denominada neurociencia y busca explicar cómo es que actúan millones de células nerviosas individuales
en el encéfalo para producir la conducta y cómo, a su vez, estas células están influidas por el medioambiente, incluyendo la conducta de otros individuos. En este sentido, cualquier
conjunto de estímulos que resultan de interés para el cerebro refuerza o causa nuevas conexiones, esta posibilidad se conserva a lo largo de la existencia, propiciando nuevas
experiencias y en consecuencia, generando el aprendizaje en las especies.
Director: Tulio Moreno Alvarado / Subdirector: Leopoldo Gavito Nanson / Coordinador: Manuel Martínez Morales / Edición: Mayra Licona Aguilar / Corrección: José Armando Preciado Vargas
Comité Editorial: Carlos Vargas Madrazo, Valentina Martínez Valdés, Lorenzo M. Bozada Robles, Hipólito Rodríguez y Lilia América Albert
Correspondencia y colaboraciones: [email protected] / Facebook.com/ElJarochoCuantico / Twitter: @jarochocuantico
Mariposas
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en el estómago
w
Francisco Castelán*
E
n poco más de 50 años, las neurociencias han emergido y se han consolidado
en los laboratorios que generan ciencia
básica. Hoy se han expandido a otras
disciplinas científicas que abordan trastornos
neurológicos y/o psiquiátricos del ser humano.
Pero también a otras de las ciencias sociales que
incluyen la (neuro)mercadotecnia, la (neuro)economía, la (neuro)sociología, la (neuro)educación,
la (neuro)ética, la (neuro)filosofía, entre otras.
Quizá habría que preguntarse ¿qué escapa a las
neurociencias? Patricia Churchland, una reconocida neurofilósofa, simplifica esta permeabilidad
de las neurociencias hacia todo lo que somos
y nos rodea: “Soy quien soy porque mi cerebro
es lo que es”. La organización funcional de este
cerebro requiere la interacción con el otro componente del sistema nervioso centrla, la médula
espinal, y con el sistema nervioso periférico. Básicamente, los nervios.
MARIPOSAS
Nada escapa al sistema nervioso. Todos lo sabemos. La intrincada red de cables y estaciones de
relevo transmite incesantemente la información
de nuestro entorno. El mundo que habitamos. Y
el que habita en cada uno de nosotros. Todo se
procesa, registra, evoca y anticipa en el cerebro.
Y entonces reaccionamos: a la emoción puede
seguir un sentimiento, y a ambos una decisión
y, tal vez, una acción. Cambiamos nuestra interacción con el entorno. Lo cambiamos a él. De
manera voluntaria; a veces.
Son las once de la noche. El camino de regreso a casa incluye atravesar una calle oscura. De
nuevo ha fallado el alumbrado público. Escucho
un estridente ladrido y de inmediato el golpeteo
incesante de un portón. Segundos después estoy
lejos de él. Las manos tiemblan. La respiración
es agitada. El golpeteo en el pecho revela mi latido cardíaco. Las mariposas revolotean en el estómago mientras continuo andando. No es posible evitar estos signos. Me he percatado de ellos
solo tras su aparición. No pude controlarlos ni decidir sobre ellos. Podría decirse que se reaccioné
como un autómata. Así ha sido parcialmente. El
cerebro detectó y orquestó la solución activando
el sistema nervioso autónomo. Después decidió
correr. Y corrí.
El sistema nervioso autónomo controla funciones corporales que escapan a nuestra voluntad.
Todas vitales. El latido cardíaco, la respiración, la
sudoración, la presión y el flujo sanguíneo, entre
otras. Funciones claramente dependientes de la
función de células especializadas como las que
conforman las vísceras, venas y arterias, glándulas. Todas bajo el control de las neuronas del
sistema nervioso autonómico. Neuronas que
cumplen la misma función que en otros sitios
del sistema nervioso: conducir y procesar información relevante para nuestra interacción con el
ambiente. El sistema nervioso autónomo modera
las respuestas al interior de nuestro cuerpo. Para
hacerlo estimula o inhibe funciones viscerales.
Estimula con la subdivision simpática. Inhibe con
la parasimpática. Las funciones antagónicas de
ambas mantienen signos y constantes vitales.
Las emociones repentinas activan el simpático alejándolo del balance parasimpático. Ocurre
la secreción glandular de mensajeros químicos
como la adrenalina y el glucagon. El corazón late
más rápido. El combustible del organismo, la glucosa, incrementa en sangre debido a su liberación desde el hígado. El riego sanguíneo aumen-
ta en los músculos; disminuye en vísceras y piel.
Entonces las mariposas aletean en el estómago.
Ahora es posible enfrentar o huir el reto repentino. Hoy quizá fue solo un ladrido estridente. Ayer,
tal vez el encuentro con un bicho ponzoñoso. En
el pasado lejano, la súbita aparición de un depredador. De nuestra especie. De la anterior a la
nuestra. De las anteriores a esa. De todas a las
que nos vincula la evolución.
Las emociones súbitas a las que se enfrenta
nuestra especie distan de ser aquellas del pasado evolutivo. Dar un discurso. Presentar un examen. Ver películas de suspenso. Montar juegos
mecánicos. Enamorarse. Percatarse de la fragilidad de la vida, de la inmensidad del universo.
Estas situaciones siguen desencadenando la activación del sistema nervioso autónomo. Y entonces palidecemos como una hoja, se nos enchina
el cuero, sentimos mariposas en el estómago.
¿Enfrentar o huir del reto? Estamos preparados.
OTROS
BICHOS
Además del simpático y el parasimpático, el sistema nervioso autónomo incluye el sistema nervioso entérico. Son las neuronas y nervios que
controlan el aparato digestivo: esófago, estómago e intestinos. Un cerebro en la tripa. Al pie de
la letra. Tantas neuronas como la medula espinal
comunicándose mediante moléculas semejantes
a las que actúan en el cerebro bajo el cráneo.
Controlando la motilidad intestinal. Contribuyendo aparentemente a la percepción de mariposas
en el estómago. Hasta que el cerebro bajo el
cráneo entra en acción. Como en una partida de
ajedrez, uno mueve mientras que el otro espera.
El nicho del cerebro abdominal es bastante diferente al del cerebro dentro de la bóveda craneal.
Solo hay que reparar en la diversidad de bacterias que se alojan en los intestinos: la microbiota intestinal. No causan estragos pero sostienen
una comunicación con las células inmunes residentes. Consecuencias. Liberación de moléculas
que modulan la función del cerebro abdominal.
La composición de la microbiota intestinal es muy
variable entre individuos. Y aún en un mismo individuo: alteraciones patológicas, desarrollo, cultura, modas gastronómicas, trayectoria de vida.
El cerebro abdominal ha irrumpido en el horizonte de las neurociencias. Crece el interés por
conocer su organización y función. Por detallar
la interacción que sostiene con el otro cerebro.
No es cosa fortuita. El conocimiento científico generado es relevante para profundizar en algunos
trastornos metabólicos, neurodegenerativos, de
personalidad. Para reflexionar sobre la necesidad
de las relaciones que sostenemos con otras formas de vida, como las bacterias y diversas especies animales. Para reconocer la influencia de la
cultura. Para discutir en un contexto más amplio
el concepto de libre albedrío.
*Unidad Periférica Tlaxcala, Instituto de Investigaciones Biomédicas, Universidad Nacional Autónoma de México
Bibliografía:
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Churchland P. Touching a nerve: The self as a brain. WW Norton & Company. 2013. 304 páginas.
Gherson M. The Second Brain: A Groundbreaking New Understanding of Nervous Disorders of the Stomach
and Intestine. Harper Perennial. 1999. 336 páginas.
Montiel-Castro AJ, González-Cervantes RM, Bravo-Ruiseco G, Pacheco-López G. The microbiota-gut-brain
axis: neurobehavioral correlates, health and sociality. Frontiers en Integrative Neuroscience. 2013 Oct 7;7:70.
doi: 10.3389/fnint.2013.00070.
Navarro X. Fisiología del sistema nervioso autónomo. Revista de Neurología (2002) 35:553-562.
Rose N, Abi-Rached JM. Neuro: The New Brain Sciences and the Management of the Mind. Princeton
University Press. 2013. 352 pages.
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De sentidos, mariposas
y otras cosas
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w Dra. Albertina Cortés Sol *
n el marco de la semana internacional del cerebro en este espacio
hablaremos sobre cómo nuestros sentidos desempeñan un papel
fundamental en el proceso del enamoramiento. Antes que nada es
importante definir que un estímulo es una señal proveniente del ambiente exterior a nuestro alrededor y que provoca una respuesta en nosotros. Los estímulos podemos clasificarlos en tres grandes grupos: químicos
(sustancias volátiles, sustancias solubles), físicos (presión mecánica, luz,
sonido, temperatura) y eléctricos (impulsos nerviosos). Todos los estímulos
son recibidos por los órganos de los sentidos y mandados al centro del cerebro para ser interpretados y poder dar una respuesta.
DE LOS SENTIDOS
Para entender mejor la participación del cerebro en la activación de cada
uno de nuestros sentidos, cuando vemos a la persona que nos gusta, reconozcamos cuales son los elementos que participan en el circuito de la comunicación. Estos son: un emisor que manda un mensaje, el mensaje que
es transmitido y un receptor que recibe el mensaje. Desde el momento en
que el receptor emite una respuesta, se invierte los papeles con el emisor y
ahora el receptor se transforma en emisor y viceversa. De tal manera que se
favorece el vaivén de información (retroalimentación) dentro del proceso de
la comunicación. En general la organización de todos los sentidos presentan
estos mismos elementos.
En nuestro cerebro existe una región específica que descifra la información
que llega a través de cada sentido sensorial. Si iluminamos la superficie del
cerebro de un color diferente para identificar cada sentido, encontraremos
que la visión está localizada a nivel de la nuca (corteza occipital); el olfato
podremos reconocerlo por su posición en la parte media del rostro justo en
donde inicia el tabique nasal (bulbo olfatorio) hasta llegar a una estructura
llama hipocampo que interviene en la memoria olfativa. El tacto se encuentra
restringido a cada lado de nuestra cabeza en una región superior en forma
de banda vertical (corteza parietal) regionalizada por la sensación que se
transmite en cada rincón de nuestro cuerpo. La audición podremos restringirla
a un área del tamaño de una nuez a la altura de las orejas (lóbulo temporal).
En cuanto al sentido del gusto se restringe a una pequeñita área del tamaño
de una aceituna que se encuentra exactamente arriba de la corteza auditiva.
DE LAS MARIPOSAS
La frase ‘mariposas en el estómago’ se ha utilizado para ejemplificar la sensación que provoca la presencia de la persona que te gusta. Con ello podemos
establecer que nos enamoramos de una persona en particular. El desarrollo
de este sentimiento se lleva a cabo por todos los estímulos que recibimos de
él o ella, con esto podemos reconocer que todo comienza con una atracción
física seguida por una atracción personal.
Así como sabemos que nuestro organismo reacciona de diferentes formas ante una situación en particular, mostrando reacciones físicas evidentes,
en el inicio del enamoramiento surgen señales físicas en nosotros ante la
presencia de la persona que te gusta. Dentro de estas reacciones podemos
mencionar el enrojecimiento de las mejillas, sudoración de las manos, nerviosismo, movimiento involuntario de las extremidades, incremento de la frecuencia cardiaca y dilatación pupilar. Toda esta gama de reacciones podemos
interpretarlas como signos del enamoramiento. Sin embargo, gracias a las
neurociencias ahora sabemos que el enamoramiento es producto de la liberación y acción conjunta de varias sustancias químicas en el cerebro.
DE HORMONAS,
NEUROTRANSMISORES Y ¿DROGAS?
Vale recordar que toda actividad nerviosa en nuestro cuerpo se encuentra
estrechamente relacionada con el sistema endócrino, estos dos sistemas
funcionan de forma coordinada para regular todas las funciones de nuestro
organismo. El sistema endócrino está conformado por glándulas que secretan
sustancias llamadas hormonas. La hipófisis es la glándula maestra localizada
en la base del cerebro, que a su vez se encarga de regular la actividad de las
demás glándulas del cuerpo.
Durante el proceso de enamoramiento la adrenalina y el cortisol, hormonas
que actúan ante un estímulo estresante, participan en el aumento de la presión sanguínea, frecuencia cardiaca y la activación de los músculos para em-
prender movimientos repentinos o de desplazamiento. Por otra parte la acción
del estradiol producido en ovarios y la testosterona producida en los testículos
(hormonas sexuales) nos permitirán reaccionar casi de forma inmediata ante
la presencia de la persona que nos atrae, permitiendo el contacto físico.
Además de la actividad de otras hormonas que viajan en el torrente sanguíneo, la liberación de neurotransmisores en el cerebro activan otras áreas
cerebrales implicadas en las emociones y que potencian el proceso del enamoramiento. Dentro de estas sustancias debemos nombrar a la dopamina, la
serotonina y la oxitocina.
EL CEREBRO ENAMORADO
Como cualquier proceso en la vida, el sentimiento de amor que se desarrolla tras el enamoramiento tiene cierta duración ya que el efecto de las
sustancias (hormonas y neurotransmisores) en el organismo, de forma
muy parecida a una droga, van disminuyendo su grado de efectividad. De
forma muy general y desde el punto de vista bioquímico y conductual se
describen tres etapas dentro del complejo concepto del amor. Estas etapas son: 1) el enamoramiento, la cual se ha considerado que puede durar
entre de 6 meses a 3 años; 2) el amor romántico, etapa considerada con
un rango de duración de 7 años y; 3) el encariñamiento, el cual es la etapa
más larga y que puede durar hasta 7 años.
Los mecanismos bioquímicos a nivel cerebral de las sustancias antes
mencionadas desencadenan una respuesta de tipo conductual. Dentro de
esta gama de conductas la primera que se hace evidente en la etapa de
enamoramiento es la atracción física, que se despliega por la presencia
o ausencia de las hormonas esteroides. También se despliega el arrebato
que está dirigido por la noradrenalina, la serotonina y la norepinefrina. La
acción de estas tres sustancias genera el incremento del estado de alerta,
el desequilibrio de las emociones mostrando un sentimiento pasional, así
como reacciones físicas involuntarias como la tensión arterial y la dilatación
pupilar. De forma específica la norepinefrina colabora en la producción de
dopamina causando la sensación de bienestar y, dado que dopamina activa
áreas implicadas en el proceso de motivación a repetir aquello que le produce bienestar al individuo, potencia la sensación de querer más… algo parecido a la adicción. En la etapa de amor romántico, el sentimiento de fidelidad
es el producto y participación de dos neurohormonas (hormonas producidas
por neuronas): la oxitocina y la vasopresina, cuyo papel es fomentar el comportamiento adaptativo del cuidado de la pareja, que más adelante puede
convertirse en el cuidado de los hijos. Finalmente la permanencia con la
persona, que primeramente nos atrajo de forma física, se fortalece por el
trato continuo durante la etapa del encariñamiento.
DE
OTRAS COSAS…
En el caso de otras especies animales, desde el punto de vista cerebral,
también se pueden presentar estos comportamientos. Es decir, dentro de
los mecanismos evolutivos que existen en la naturaleza el proceso de elección de pareja es influenciado por la suma de estímulos físicos y químicos
que emite la pareja potencial; funcionando como un sistema de adaptación
en el reino animal que conlleva a la perduración de las especies en el planeta, incluyendo al humano. En este sentido uno de los principios básicos de la
supervivencia es contar con un periodo de cortejo entre individuos del sexo
opuesto para poder generar descendencia más adelante. En el humano el
proceso del enamoramiento podría formar parte de este interesante proceso
adaptativo.
He aquí la importante relación entre la comunicación con todo lo que nos
rodea, la integración de la información recibida por nuestros sentidos en el
cerebro y el coctel de sustancias químicas a nivel cerebral que intervienen
en el proceso del enamoramiento, como una estrategia de supervivencia en
la naturaleza.
*Académica de tiempo completo, Facultad de Biología-Xalapa.
Contacto: [email protected]
Bibliografía:
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Fisher H. 1994. Anatomía del amor, Historia natural de la monogamia, el adulterio y el divorcio. Ed. Anagrama.
Tortora G, Derrickson B. 2013. Principios de anatomía y fisiología. Ed.
Panamericana.
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w Tania Molina Jiménez*
D
esde tiempos antiguos, el ser
humano ha experimentado
miedo y ha sido esta emoción
que ha permitido su sobrevivencia. Quizá uno de los principales
miedos de nuestros ancestros fue el
toparse con algún depredador potencial. Actualmente, uno de nuestros principales miedos cuando vamos camino
a casa o al trabajo es encontrarnos
con un delincuente que nos despoje
de nuestras pertenencias e inclusive
que atente con nuestra vida, sin duda
el depredador de nuestros tiempos. En
ambas situaciones se experimentará miedo, lo cual nos indica que esta
emoción ha sido conservada a lo largo
del proceso evolutivo como un mecanismo de sobrevivencia.
La mayoría de los organismos, si
no es que todos, tenemos la capacidad de detectar situaciones de peligro
y de responder rápidamente con una
estrategia adecuada. El repertorio no
es muy amplio, finalmente se huye, se
ataca o se congela. Pero si esa respuesta tardara en aparecer, todo se
reduce al fracaso y posiblemente a la
muerte. Entonces, ¿cómo es que podemos detectar peligro?
Sin duda alguna, el cerebro es el
responsable. Contamos con un sustrato
neural que es capaz de detectar y responder de manera rápida ante estímulos que impliquen una amenaza. Este
sistema neural es conocido como “circuito del miedo” en el cual existe una estructura protagónica llamada Amígdala.
Esta estructura fue incorporada al llamado sistema emocional (también conocido como sistema límbico) después
de lo observado en los experimentos de
Kluver y Bucy, quienes al lesionar el lóbulo temporal medial observaron cambios en la conducta de los monos, tales
como hipersexualidad, hiperoralidad,
agnosia visual y una pérdida muy marcada del miedo. Estos hallazgos sugirieron que las estructuras cerebrales que
se encontraban en el lóbulo temporal
medial, como la amígdala, se encargan
de modular el miedo.
Toda la información del ambiente es captada por nuestros sistemas
y
E l J arocho c uántico
El miedo
sus memorias
sensoriales. Una vez que la información sensorial es detectada, parte de
esa información llega a la amígdala,
que es la encargada de darle una valencia emocional a dichos estímulos y
generar una respuesta en particular.
De tal manera que al percibir un estímulo que implica amenaza o peligro,
la amígdala integrará dicha información y la enviará a otras estructuras
subcorticales que están implicadas en
la expresión de la respuesta de miedo.
Por ejemplo, si alguien va caminando
por el campo y a su paso se encuentra
con una serpiente, seguramente experimentará una respuesta de miedo,
caracterizada por una dilatación de
las pupilas, un incremento de frecuencia cardíaca y frecuencia respiratoria,
un aumento del flujo sanguíneo en
músculos, piloerección y sudoración;
además se generarán respuestas
conductuales como el congelamiento, sobresalto o huida y cambios en
la expresión facial; inclusive existirá
un aumento de cortisol, hormona que
se secreta ante situaciones de estrés.
Cabe destacar que esta información
detectada a través del sistema visual
también llega a corteza visual donde
ocurre una integración y análisis del
estímulo que permite el reconocimiento y la localización del estímulo, en
este caso de la serpiente.
Lo más interesante es que después de algún tiempo, si esa misma
persona volviera a pasar por la misma
ruta, lo más seguro es que justo antes de llegar al lugar donde fue vista
esa serpiente, el individuo camine con
cautela o simplemente evite caminar
por zonas donde es posible que se
encuentre con serpientes, no sin antes experimentar un estado de miedo
causado por el contexto (como el an-
tes descrito). Esto ocurre porque se ha
formado una memoria emocional del
evento.
Las memorias emocionales se
forman cuando algunos eventos se
acompañan de una carga emocional
fuerte. Cuando éstas son evocadas se
pueden experimentar emociones tal
y como si en ese momento se estuviesen viviendo, es decir, la memoria
emocional permite que los individuos
puedan reconocer ciertas señales de
su entorno y asociarlas a experiencias pasadas, lo que le permitirá tener
reacciones emocionales adecuadas
ante dichas señales.
Las memorias
emocionales se
forman cuando
algunos eventos se
acompañan de una
carga emocional
fuerte
En este aspecto, la amígdala está
implicada en la adquisición, el almacenamiento de la información del
evento y la expresión del miedo. Mientras que el hipocampo, otra estructura
cerebral que se encuentra en el lóbulo
temporal, participa en la codificación
de memorias relacionadas con el contexto, entendiendo esto como aquellas circunstancias, objetos animados
e inanimados que rodean a un evento en un tiempo determinado. Así, las
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memorias emocionales contextuales y
la evocación de las mismas dependen
de la interacción entre la amígdala y el
hipocampo.
Pero también está la corteza prefrontal medial, que mantiene conexiones con el hipocampo. Esta interacción
permite que, a través de experiencias,
la corteza prefrontal pueda modular
la actividad de la amígdala y así desencadenar una respuesta apropiada
ante un evento determinado. Es decir,
la corteza prefrontal medial modula y
guía la conducta a través de la evaluación y la planeación. Por ejemplo,
ante una situación de peligro, como
puede ser un temblor, la reacción de
las personas dependerá mucho de su
aprendizaje; si es una persona que
ya experimentó algún acontecimiento
similar, quizá su reacción sea controlada, buscando lugares seguros para
protegerse o evacuar el área con calma. Tal vez lo mismo pase con una
persona que ha leído las advertencias
y ha visto documentales relacionados
con el tema, pero puede suceder que
existan personas que, al ser su primera experiencia, no sepan qué hacer y
se queden petrificadas o simplemente
comiencen a adoptar conductas de
escape irracionales (activación de circuito de miedo).
Sin duda alguna, existen memorias
que han permanecido a lo largo de la
evolución, eso explicaría la razón por
la cual al observar a alguien con la expresión facial de miedo nos genere la
misma emoción, o explica la razón
*Posgrado de Biología Experimental.
Departamento de Biología de la Reproducción. División de Ciencias Biológicas
y de la Salud. Universidad Autónoma
Metropolitana-Iztapalapa
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E l J arocho C uántico 5
de junio de
2016
Hombre o mujer,
una cuestión de cerebros
¿
Niño o niña? Es la pregunta que muchos padres se hacen cuando se enteran que van a
tener un bebé. El médico encargado realizará un ultrasonido para dar respuesta a tan
angustiosa y esperada respuesta y determinará el
sexo mirando entre las piernas. En caso de encontrarse con un pene y escroto el bebé será un niño,
por lo que sus padres le conseguirán una manta de
color azul, le comprarán un balón, cochecitos y pistolas de juguete. Este futuro niño vivirá en un mundo
que constantemente lo obligará a demostrar que es
un varón y se verá inmiscuido en deportes y juegos
de contacto. Por otra parte, si el médico no observa
un pene sino una vulva, será entonces una niña y
los padres le comprarán un manta color rosa, habrá
que pensar en que le encantarán las princesas de
los cuentos, las muñecas, se le arropará con vestiditos y se le pedirá vivir y comportarse de manera delicada. De esta manera, los genitales parecieran ser
aquello que nos hace mujeres u hombres en esta
sociedad, incluso antes del nacimiento, ¿pero podemos o debemos reducirlo todo a la genitalidad?
El sexo es el conjunto de componentes biológicos
que nos hace diferentes a los hombres de las mujeres. Por ejemplo, es sabido que los niños nacen con
un par de cromosomas XY mientras que las niñas
con un par de cromosomas XX. El cromosoma Y de
los niños lleva las instrucciones para que se desarrollen los testículos, los cuales producirán grandes
cantidades de una hormona llamada testosterona,
esta hormona a su vez permitirá que se empiecen
a formar el pene y el escroto, todo esto entre la semana 6 y 13 del embarazo. Las niñas al no tener el
cromosoma Y no se les formarán los testículos, ni
producirán testosterona, en lugar de eso, el estrógeno, que es una hormona de la madre, formará la
vulva y los genitales internos.
Sin embargo, a esta diferenciación genética, gonadal y genital que existe entre hombres y mujeres
le hace falta una pieza clave, el cerebro. Veamos,
una vez que se formaron los testículos en el niño,
estos producirán testosterona (como ya se dijo), esta
testosterona después de dar paso a la formación
del pene, se transformará en otra hormona llamada estradiol que actuará sobre el sistema nervioso,
produciendo una “masculinización cerebral”. Como
se mencionó, en las niñas no existe testosterona,
con lo que podríamos pensar que no hay estradiol
que afecte su cerebro, sin embargo, la madre sí lo
produce, pero éste no interfiere con el cerebro de
las niñas porque existe en ellas un “escudo” llamado
alfa-fetoproteina que impide que el estradiol masculinice el cerebro.
Por lo tanto lo que se espera de un niño es que
w M. En C. Mauricio Saldivar Lara
sea XY, con testículos, pene, escroto y un cerebro
masculino, mientras que en una niña esperaríamos
que fuera XX, con una vulva y un cerebro femenino. Pero al nacer lo único que podemos identificar
a simple vista son los genitales del bebé, por lo que
damos por hecho que todo lo demás “está acorde”,
o incluso ignoramos que existe algo más a tomar
en consideración para llamarle niño o niña a ese
nuevo ser.
Ahora le voy a pedir que imagine cómo sería la
vida de un niña que ha nacido con un cerebro femenino pero con un cuerpo de varón, ignore por el
momento las posibles causas. Esta niña probablemente no se identificaría con los juegos para niños,
la ropa para hombre o las conductas típicas masculinas, pero se le obligaría a ser y comportarse como
un hombre por su familia y la sociedad entera por el
hecho de poseer un pene y escroto. Al llegar a la pubertad vería con tristeza el cuerpo de otras mujeres
desarrollar las características sexuales femeninas
mientras el suyo se masculiniza aún más. Imagine
la angustia de sentirse una mujer encerrada en un
cuerpo de varón, trate de comprender la situación
y el impacto emocional que esto podría generar. Al
ser un tema tan íntimo y complicado resultaría difícil platicarlo abiertamente incluso con sus padres
y amigos. Hablarlo sería exponerse al rechazo, la
burla y la discriminación por lo que el silencio se
volvería un refugio.
El ejemplo que le acabo de relatar es la realidad
de las personas transexuales, es decir, de personas
que se identifican como mujeres a pesar de tener un
cuerpo masculino o que se identifican como hombres a pesar de poseer un cuerpo femenino. Como
verá, el tema es difícil y el desconocimiento cobija a
una gran parte de la sociedad que sigue pensando
que la sexualidad y la identidad de los sujetos se
reduce meramente a la genitalidad.
Aún no sabemos por qué un sujeto puede nacer
con un cuerpo femenino y un cerebro masculino o
viceversa. Todo apunta a la presencia de este “escudo” que ya hemos mencionado, esta molécula
llamada alfa-fetoproteina. Por ejemplo, suponga
que un sujeto nace XY por lo que desarrolla testí-
culos, pene y escroto, pero en su cerebro existe una
alta concentración de alfa-fetoproteina que impide
la masculinización cerebral, tendríamos a un sujeto con un cuerpo típico de un hombre pero con un
cerebro feminizado. Por lo contrario si este sujeto
es XX, con ovarios y vulva pero su cerebro tiene
una baja concentración de alfa-fetoproteina lo que
permite la masculinización cerebral, tendríamos
a un sujeto con un cuerpo anatómico femenino
pero con un cerebro masculinizado. La verdad es
que no tenemos una respuesta terminada en este
tema pero sí tenemos algunos datos científicos que
apoyen esta idea. En 1985, Swaab y Fliers exploraron el cerebro de mujeres transexuales (es decir,
que nacieron como hombres pero se identificaban
como mujeres) y lo compararon con el cerebro de
mujeres no transexuales. Ellos identificaron que había una estructura llamada núcleo de la cama de
la estría terminalis y que poseía un tamaño similar
en el cerebro de ambos tipos de mujeres. Ellos no
han sido los únicos que han encontrado este tipo
de similitudes, actualmente existe una creciente literatura que apoya esta explicación, hallando otras
áreas cerebrales que son semejantes entre mujeres
transexuales y no transexuales, así como estructuras con semejanzas entre los cerebros de hombres
transexuales y hombres no transexuales.
Actualmente la transexualidad es considerada
un trastorno llamado Disforia de Género por la Asociación Americana de Psiquiatría. Sin embargo la
transexualidad debe dejar de asumirse como una
enfermedad y contemplarse como parte de la diversidad humana, por lo tanto lo que tiene que hacer
el personal de salud es apoyar el cambio y las transiciones que las mujeres y hombres transexuales
buscan realizar en su cuerpo. Lamentablemente el
desconocimiento del tema y la patologización siguen generando discriminación, exclusión, agresión
física e incluso homicidio contra la población transexual. Las neurociencias nos brindan una fuerte
herramienta para poner un alto al desconocimiento,
ampliar nuestros conceptos y entender que lo que
nos hace hombres y mujeres no está entre las piernas, sino entre las orejas.
Bibliografía recomendada:
•
•
Herrera-Gutiérrez, H., Vergara-Onofre, M., Rosado-García, A. y Rosales-Torres, A. M. (2005)
Diferenciación sexual en el sistema nervioso central. Veterinaria México 36(1): 339-360.
Salin-Pascual, R. J. (2008) La comprensión transexual de la relación entre el cuerpo y la mente.
Trabajo Social 18: 86-99.
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de junio de
2016 E l J arocho C uántico
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Inconsciente colectivo
los microbios del tracto digestivo y la neurobiología de la conducta humana
w Alejandra Núñez-de la Mora*
E
n el más reciente éxito de taquilla
de los estudios Pixar, Intensamente (Inside Out 2015), somos
testigos de cómo un quinteto de
coloridos personajes representando a las
emociones, controlan, desde el cuartel
central de la mente de Riley, la chica protagonista de la historia, su percepción de
la realidad, sus experiencias y sus reacciones mientras intenta navegar una difícil
transición en su vida pre-adolescente. Calidad técnica e innovación narrativa aparte, se pude decir que la contribución más
importante de la cinta ha sido el cambiar
para siempre la forma en el que el público espectador de a pie piensa acerca de
cómo piensa la gente, o como el eslogan
de la película promete: ‘dar a conocer las
vocecitas dentro de la mente’.
Certera y actualizada como es la evidencia científica que sustenta los argumentos psicológicos que subyacen la
historia, hallazgos en la frontera de la
investigación en neurociencias del último
quinquenio plantean un cambio de paradigma y añaden un nuevo nivel de complejidad al estudio de las bases neurobiológicas de la conducta y de la etiología de
algunos trastornos mentales; o siguiendo
con la metáfora en cuestión, al estudio de
'las vocecitas detrás de las vocecitas de
la mente', los 200 billones de ellas.
¿Quiénes son exactamente estas
voces multitudinarias? Me refiero al microbioma humano, las comunidades de
aproximadamente mil especies de eucariontes, arquea, bacterias y virus que viven en asociación con el cuerpo humano
y que constituyen un verdadero ‘superorganismo’ con una diversidad formidable de genomas. Tan sólo las bacterias,
los microorganismos más abundantes,
superan 10 a 1 a las células somáticas
humanas y contienen 1000 genes más
que los presentes en el genoma humano. Estos microbios alojados en nuestras
entrañas, nos han acompañado durante
buena parte de nuestra historia evolutiva
como especie, y en algunos casos, nos
fueron heredados de nuestros ancestros
mamíferos muchos millones de años ha.
No es de extrañarse entonces que
esta antiquísima asociación haya resultado en relaciones ‘íntimas’ con nuestros
compañeros de viaje de forma tal que su
presencia en equilibrio es esencial para
una buena salud. Tras millones de años
de convivencia, algunos de los procesos metabólicos y fisiológicos esenciales
para las funciones vitales humanas han
quedado, mediante procesos evolutivos,
delegados a los microbios que habitan
los distintos nichos del cuerpo humano:
el tracto gastrointestinal, el urogenital, la
cavidad oral, nasal, auditiva, y la piel y
todos sus recovecos. A cambio de casa,
comida y sustento, nuestro ‘segundo genoma’ nos provee de varios servicios
tales como: producir algunas vitaminas
que las células humanas no pueden hacer por carecer de los genes necesarios,
extraer nutrientes de los alimentos que
comemos, entrenar al sistema inmune en
reconocer invasores peligrosos y producir
compuestos anti-inflamatorios necesarios
en la lucha contra microbios causantes de
enfermedades, entre otros.
En lo que concierne a las ‘vocecitas
dentro de la mente’, investigaciones recientes han permitido identificar a la microbiota gastrointestinal como un sistema
inconsciente que juega un papel determinante en el desarrollo y posterior funcionamiento del sistema nervioso central,
así como en la regulación de la función
cognitiva y de patrones conductuales fundamentales como la sociabilidad, la ansiedad y el manejo del estrés.
Los microbios albergados en nuestras
tripas mantienen la homeostasis del sistema nervioso central al regular la función
inmune y la integridad de la membrana
hematoencefálica. Varios de los macro
y micronutrientes esenciales para el desarrollo del cerebro son producidos por
nuestros comensales amigos quienes
además tienen ingerencia en la actividad
sináptica, la neurogénesis y los sistemas
de señales neurotrópicas, que determinan la sobrevivencia, la diferenciación y
la muerte neuronal.
Cada vez queda más claro que somos
dependientes de la miríada de compuestos neuroactivos producidos por los microbios; el 80 % de la serotonina, la hormona clave que regula el estado anímico,
el sueño y la memoria, y blanco de muchos anti-depresivos, es producida por la
microbiota gastrointestinal. De hecho, el
sistema serotogénico, clave para la actividad emocional, no se desarrolla apropiadamente en la ausencia de los microbios.
Aparte de ser proveedores, los microbios del tracto digestivo participan en
la regulación de la actividad del sistema
nervioso central y su interacción con otros
sistemas vitales. Mediante la producción
de hormonas y neurotransmisores funcionales, indistinguibles de los producidos
por células humanas, la microbiota intestinal tiene la capacidad de enviar mensajeros químicos al cerebro y a otros órganos
con receptores apropiados.
Además de esta red ‘inalámbrica’, la
microbiota intestinal tiene acceso a una
línea directa a la central de mando en el
cerebro; mediante la estimulación de las
neuronas aferentes del sistema nervioso
entérico, los microorganismos gastroin-
testinales pueden enviar telegramas desde la cavidad abdominal hasta el bulbo
raquídeo vía las 500 millones de neuronas que los conectan a través del nervio
vago. Así, a través de estos y otros posibles mecanismos, los microbios del tracto
gastrointestinal influyen en la memoria, el
estado anímico y la cognición humana, y
moldean tanto la arquitectura del sueño
como la reactividad del eje hipotálamohipófisis-adrenal, principal sistema involucrado en la respuesta al estrés.
La evidencia más persuasiva del papel
de las bacterias intestinales en la comunicación tripa-cerebro proviene de estudios en modelos animales. Por ejemplo,
roedores criados experimentalmente en
condiciones gnotobióticas (en ausencia
de microorganismos) presentan alteraciones conductuales que en algunos casos,
pueden ser revertidos mediante inóculos
administrados externamente. Específicamente, las investigaciones han mostrado
efectos en la sociabilidad en donde los
roedores sin microbios muestran claros
patrones conductuales propios del autismo, así como alteraciones en la memoria
no espacial, en la actividad motriz, y en la
propensión a la depresión y a la ansiedad.
La pregunta obligada es, si estos hallazgos aplican igualmente para los humanos; la respuesta no es fácil ya que
por razones éticas, es imposible replicar
los tratamientos experimentales usados
en animales en voluntarios humanos. Sin
embargo, los casos de disbiosis o disbacteriosis, en donde se da una alteración en
la composición de la microbiota gastrointestinal como resultado de tratamientos
con antibióticos, alteraciones en la dieta,
estrés físico o psicológico o condiciones
asociadas a una permeabilidad intestinal
alterada, proporcionan una oportunidad
para aprender acerca de la relación entre
la ecología gastrointestinal y sus efectos
en procesos neurobiológicos.
Se sabe por ejemplo, que algunas enzimas bacterianas producen metabolitos
neurotóxicos, y que algunos componentes estructurales bacterianos provocan
una estimulación de bajo grado del sistema immune innato, que en condiciones
de disbiosis, puede intensificarse y resultar en una inflamación sistémica y del sistema nervioso central con consecuencias
deletéreas para su funcionamiento.
El establecimiento de las relaciones
entre la diversidad y ecología del microbioma humano y la salud mental está
en sus albores; la investigación actual
genera más preguntas que respuestas.
Sin embargo, la evidencia experimental y
clínica existente apunta a una asociación
entre perfiles específicos de la microbiota gastrointestinal y algunos trastornos
mentales, como es el caso del espectro
de trastornos autistas. Estos resultados
abren la extraordinaria posibilidad para
el desarrollo de aproximaciones terapéuticas novedosas enfocadas a restablecer
y mantener el equilibrio de la ecología
microbiana y con ello, ofrecer una posibilidad de mejorar la calidad de vida de
quienes viven con estas condiciones.
El estudio del microbioma humano es,
sin duda, una de las más emocionantes
aventuras científicas de nuestro tiempo.
Ofrece la oportunidad de asomarse a lugares insospechados en búsqueda de los
orígenes de la salud y la enfermedad y en
el camino, expandir nuestra comprensión
de las relaciones entre 'las vocecitas detrás de las vocecitas de la mente', nuestra
historia evolutiva como especie y nuestro
bienestar.
En el mundo del entretenimiento, tras
un triunfo de la magnitud de la cinta Intensamente, una secuela es inevitable.
Los diálogos, ilustraciones y animaciones
que supondrían una historia en la que
estuvieran involucrados 200 billones de
microbios, un cuartel central en las mucosas intestinales y sus viajes alucinantes
por el sistema linfático, el nervio vago y
la barrera hematoencefálica son, sin temor a equivocarme, el proyecto que todo
animador y guionista en la cumbre de su
carrera profesional, pediría para un día de
domingo. Quedamos a la espera.
*Instituto de Investigaciones Psicológicas, Universidad Veracruzana
[email protected]
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dE Junio dE
2016
Células gliales:
las eternas olvidadas
w Dra. Rossana C. Zepeda
E
l cerebro humano está compuesto por millones células,
las cuales en conjunto, dirigen
las funciones de nuestro cuerpo. Las neuronas son las células que
se encargan de transmitir al cerebro la
información del mundo que nos rodea
y, del mismo modo, nos permiten reaccionar a los diversos estímulos del
medio ambiente. Es por ello que, durante mucho tiempo se ha considerado que las neuronas son las unidades
funcionales del sistema nervioso. Sin
embargo, las neuronas no realizan
solas este trabajo, el cerebro contiene
otro tipo de células llamadas gliales
o glía. El nombre de glía proviene del
griego γλία, que significa pegamento,
fue acuñado por el científico alemán
Rudolf Virchow en el siglo XIX y obedece al hecho de que inicialmente
fueron descritas como las células que
daban soporte a las neuronas en el
sistema nervioso central.
Sabemos bien que todas las funciones de nuestro cerebro se llevan a
cabo gracias a la comunicación entre
las neuronas, y las primeras observaciones de la forma en que las neuronas se activan y transfieren información, se deben a los experimentos
en los que se describió la capacidad
eléctrica de estas células. El hecho de
que la glía no compartiera las características eléctricas que definían la función de comunicación neuronal parece haberlas segregado a un segundo
plano de importancia, relegándolas a
la función de células aislantes para la
comunicación eléctrica de la neuronas
y de soporte, condenándolas por muchos años al anonimato. De hecho la
idea que hasta hoy tenemos de la comunicación en el cerebro se basa en
el modelo de la sinapsis entre dos o
más neuronas, sin la participación activa de la glía. En este sentido, ya en
1960 se había planteado que probablemente la glía era el tercer interlocutor en la comunicación en el cerebro.
Es por ello que el estudio profundo de
la glía ha demostrado que éstas células responden y liberan mensajeros
químicos, lo que les permite comunicarse entre ellas y con las neuronas,
por lo que la glía es un elemento indispensable para el funcionamiento
del cerebro y, en general, del sistema
nervioso.
El interés de estudiar con mayor
profundidad a las células gliales ha
llevado a diversos grupos de investigación a descubrir que estas células
son mucho más que el mero “pegamento” del cerebro. Se ha observado,
que si bien tenemos una gran cantidad de neuronas, alrededor del 80%
del total de células de nuestro cerebro no son neuronas sino glía. Aunque este hecho se encuentra aún en
debate, se calcula que por cada neurona existen alrededor de 10 células
gliales, que se encuentran sobre todo
envolviendo a las sinapsis. Sin embargo, está situación anatómica que
ubica a la glía alrededor de la sinapsis, no solo obedece a una cuestión
de estructura sino que es indispensable, entre otras cosas, para el acople
metabólico entre las neuronas y la
glía. Esto es, las células gliales sirven
de puente entre el sistema vascular
del cerebro y las neuronas, llevando
los nutrientes, tales como la glucosa,
tanto a las neuronas como a la propia
glía. Esta ubicación espacial de la glía
hace que también ayuden a regular el
flujo sanguíneo en el cerebro: cuando
las células gliales detectan un incremento en la actividad de las neuronas,
se comunican con los vasos sanguíneos para aumentar la cantidad de
sangre y por lo tanto el suministro de
oxígeno y glucosa necesarios para la
supervivencia de las neuronas.
La diversidad morfológica de la glía
es muy importante, ya que le confiere una versatilidad funcional que le
permite modular la actividad de las
neuronas, regulando el ambiente bioquímico y iónico del cerebro, la tasa
de propagación de las señales nerviosas, la función sináptica al remover los
neurotransmisores del espacio entre
una y otra neurona (hendidura sináptica), la migración neuronal durante
el desarrollo, la respuesta inmune en
el sistema nervioso central, y la recuperación después de daño neural. Al
igual que en el caso de las neuronas,
existen diferentes tipos de células gliales, en relación a su tamaño, forma, localización y función.
Los astrocitos son tal vez el tipo de
glía más abundante y versátil en el cerebro. Su forma estrellada permite que
utilicen sus prolongaciones para ayudar al aclaramiento de los neurotransmisores durante la comunicación química entre las neuronas, ayudando de
esta manera a la modulación de la actividad sináptica. Además se ha observado que los astrocitos que se ubican
en la corteza cerebral aumentan en
tamaño y número conforme aumenta
la escala filogenética, encontrándose
el humano en la cúspide de esta escala. Siendo la corteza de suma importancia para el procesamiento de
funciones superiores, diversos grupos
de investigación se han preguntado
cuál es la función de los astrocitos en
el procesamiento y control del pensamiento, aunque hasta el momento no
tenemos una respuesta.
La microglía constituye el sistema
inmune del cerebro, debido a que este
órgano no permite la entrada libre de
los linfocitos, que son células que en
el resto del cuerpo se encargan de defender al organismo de los elementos
extraños, de tal forma que la microglía actúa como fagocitos, formando
cicatrices celulares en caso de daño
cerebral. Los oligodendrocitos y las
células de Schwann constituyen un
tipo de glía muy importante para la
función del sistema nervioso ya que
mielinizan los axones del sistema nervioso central y periférico, respectivamente, ayudando a la propagación de
las señales eléctricas en la neuronas.
Por otro lado, la glía radiales el primer tipo de glía que se forma durante
el desarrollo a partir de progenitores
neurales y ayudan a la migración de
las neuronas. Posterior a esta etapa,
la glía radial desaparece de muchas
regiones del cerebro, transformándose en astrocitos y oligodendrocitos,
aunque permanece en otras regiones
como la retina y el cerebelo, en donde realiza funciones especializadas.
La glía radial en el cerebro adulto es
también precursor neural, ya que su
división asimétrica produce precursores neuronales que migran a sus sitios de destino usando los procesos
gliales como guía. Mientras que las
células NG2, inicialmente se habían
descrito como precursores de oligodendrocitos, ahora sabemos que también pueden diferenciarse a astrocitos
y neuronas.
Finalmente, sabemos que las interacciones entre las neuronas y la glía
son cruciales para la función normal
del cerebro, ya que el mal funcionamiento de la glía puede contribuir o
incluso causar diversas patologías
como epilepsia, enfermedad de alzheimer y parkinson. Asimismo, en prácticamente todas las enfermedades neurodegenerativas se pueden apreciar
cambios en las células gliales, principalmente de astrocitos y microglía.
Hoy en día, se acepta que para entender el funcionamiento del sistema
nervioso es necesario estudiar las redes celulares que están constituidas
por la interacción entre neuronas y células gliales. Esta comunicación continua e indispensable entre neuronas y
glía nos hace preguntarnos cual es la
participación de las células gliales en
las funciones intelectuales de nuestro
cerebro, es decir, cual es el aporte de
la glía a la representación de nuestros
pensamientos o en la formación de procesos tan complejos como la memoria.
*Centro de Investigaciones Biomédicas.
Universidad Veracruzana
Lecturas recomendadas:
•
•
•
Leitzell K. “The Other Brain Cells:
New Roles for Glia” Scientific
American MIND. Junio 2008.
Somjen GG. Nervenkitt: Notes
on the History of the Concept of
Neuroglia. Glia. 1:2-9, 1988.
Diamond MC, Scheibel AB,
Murphy GM Jr, Harvey T. On the
brain of a scientist: Albert Einstein.
Exp Neurol. 88(1):198-204. 1985.