Formas de estudio del cerebro

El cerebro humano es un misterio, pero es, también, uno de los misterios que más interés han generado a lo largo de la historia.

A fin de cuentas, hace ya milenios que se sabe que es en él donde surgen los pensamientos, los sentimientos, las sensaciones subjetivas y la consciencia de uno mismo. Además, este conjunto de órganos es tan complejo que hasta hace poco quien quería estudiarlo no podía más que hacerlo de manera pasiva e indirecta, es decir, examinar cerebros de personas ya fallecidas e intentar relacionar los síntomas que expresaba esta persona con la anatomía de sus órganos nerviosos.

El cerebro humano es uno de los órganos más complejos del cuerpo humano y el daño o la enfermedad que afecta incluso a la parte más pequeña del cerebro humano puede llevar a la debilitación funcional severa. Algunas técnicas que se pueden utilizar para estudiar el cerebro humano.

El cerebro es el órgano más complejo del ser humano y su estudio no es una tarea fácil. Además, los efectos de experimentar con el cerebro de un ser humano o de un animal presentan dilemas éticos que establecen límites a lo que es aceptable hacer con el fin de entender su funcionamiento. Los siguientes párrafos describen someramente algunas de las técnicas más comunes utilizadas para comprender la estructura y funcionamiento de este órgano

¿Con qué tecnologías se estudia el cerebro y el sistema nervioso?
Esto tenía inconvenientes claros: ni se podía contrastar este tipo de información con lo que iba siendo observado en la conducta de la persona en tiempo real (lo cual significaba entre otras cosas que no se podían obtener datos útiles para el tratamiento de los pacientes), ni se podía estudiar directamente la actividad cerebral, solo presente en personas vivas. Esto último es muy relevante, teniendo en cuenta que el cerebro va siendo formado en parte por la actividad que hay en él: las características de las dinámicas de funcionamiento nervioso de cada uno van modificando la anatomía del encéfalo.

Afortunadamente. hoy en día existen tecnologías que permiten estudiar no solo la anatomía del cerebro de las personas vivas y conscientes, sino también su funcionamiento y actividad en tiempo real. Estas nuevas técnicas son la encelografía (EGG), la tomografía axial computerizada (TAC), la tomografía por emisión de positrones (o TEP), el angiograma y la resonancia magnética funcional ( fRMI). A continuación veremos las características de cada uno de estos sistemas.

1. Electroencefalografía, o EEG
Este ha sido uno de los primeros métodos desarrollados para "leer" la actividad del cerebro, es decir, los patrones de disparo eléctrico que lo recorren. La técnica es relativamente sencilla, y consiste en dejar fijados unos electrodos en el cuero cabelludo de la persona para que estos capten los impulsos eléctricos que captan justo debajo para mandar esta información a una máquina. La máquina recoge estos datos y los expresa en forma de líneas y picos de actividad mediante un trazador gráfico, del mismo modo en el que trabajan los sismógrafos que miden la intensidad de los terremotos. Este registro de actividad es llamado encefalograma.

La EEG es muy sencilla y versátil, por lo que se puede utilizar tanto para medir la actividad de unas pocas neuronas o de zonas más amplias de la corteza cerebral. Se utiliza mucho para estudiar casos de epilepsia, así como las ondas cerebrales del sueño, pero como no es muy precisa no permite saber exactamente en qué parte del encéfalo se inician esos patrones de activación. Además, saber interpretar las encefalografías es complicado y se necesita una buena formación y entrenamiento para poder hacerlo.

2. Tomografía axial computerizada, o TAC
La tomografía axial computerizada (TAC), a diferencia de la encefalografía, nos da una imagen del cerebro y su anatomía vista desde varios ángulos, pero no de su actividad. Es por eso que sirve básicamente para estudiar las formas y las proporciones de las distintas partes del cerebro en un momento dado.

3. Tomografía por emisión de positrones, o TEP
Este tipo de tomografía sí sirve para estudiar la actividad cerebral en áreas concretas del cerebro, aunque de manera indirecta. Para aplicar esta técnica primero se inyecta una sustancia ligeramente radioactiva en la sangre de la persona, la cual irá dejando un rastro de radiación allí por donde pase. Luego, unos sensores irán detectando en tiempo real, qué zonas del encéfalo son aquellas que acaparan una mayor radiación, lo cual puede indicar que esas zonas están absorbiendo más sangre porque, justamente, se están manteniendo más activas.

A partir de esta información se recrea una pantalla la imagen de un cerebro con las zonas más activadas señaladas.

4. Angiograma
El angiograma se parece un poco a la TEP, aunque en este caso se inyecta una especie de tinta en la sangre. Además, la tinta no queda acumulada durante un rato en las zonas del cerebro más activadas, al contrario de lo que ocurre con la radiación, y se mantiene circulando por los vasos sanguíneos hasta que desaparece, por lo que no permite obtener una imagen de la actividad cerebral y sí de su estructura y anatomía.

Se utiliza especialmente para detectar zonas del encéfalo que están enfermas.

5. Imagen por resonancia magnética (MRI y fMRI)
Tanto la imagen por resonancia magnética como su versión "ampliada", la imagen por resonancia magnética funcional o fMRI, son dos de las técnicas del estudio del cerebro más populares en investigaciones relacionadas con la psicología y las neurociencias.

Su funcionamiento se basa en la utilización de ondas de radio en un campo magnético en el que se introduce la cabeza de la persona en cuestión.

Las limitaciones de estas técnicas
El uso de estas tecnologías no está libre de inconvenientes. El más evidente es su coste: las máquinas que se requieren para su uso son muy caras, y a eso hay que añadirle el coste de oportunidad de tener reservado un espacio de una clínica y disponer de al menos una persona altamente cualificada que dirigirá el proceso.

Además, la información relacionada con las partes del cerebro que se activan no siempre aportan demasiada información, ya que cada encéfalo es único. Eso hace que el hecho de que una parte de la corteza cerebral "se ilumine" no tenga por qué significar que se ha activado la parte encargada de X función.

Daño experimental del cerebro
Esta técnica de investigación consiste en realizar daños localizados en los cerebros de los animales para analizar el impacto que tiene en la conducta del individuo bajo estudio. Las lesiones pueden ser temporales o permanentes y se pueden realizar con electrodos, radio frecuencia o mediante métodos químicos. En ocasiones este tipo de estudio requiere identificar la ubicación y naturaleza exacta del tejido afectado, por lo que los animales deben ser sacrificados humanitariamente para estudiar en detalle su tejido cerebral, utilizando técnicas de análisis de tejidos orgánicos.

Por razones éticas no se realizan lesiones deliberadas en el cerebro de seres humanos, pero es posible estudiar los efectos que tienen en el comportamiento las lesiones cerebrales sufridas por accidentes, contusiones violentas, enfermedades u otro tipo de circunstancias; siempre con él consentimiento informado del paciente.



Resumen de la lección

 * Los daños localizados al cerebro de animales permite estudiar las funciones de regiones específicas del cerebro.
 * Las técnicas de registro de actividad cerebral permiten analizar el funcionamiento del cerebro en sujetos vivos.
 * Los métodos neuroquímicos ayudan a identificar los canales de comunicación interna del cerebro.
 * Los métodos genéticos permite estudiar el efecto de factores heredados en la conducta y el funcionamiento del cerebr