Arte y belleza del cerebro

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Sobre lo bello, el arte y la evolución del cerebro, se han elaborado conjeturas que llevan inevitablemente a definir qué nos hace humanos. Javier de Felipe, del Instituto Cajal de Madrid, compone una teoría particular a partir del estudio de las neuronas espejo. El investigador participó recientemente en una reunión en el Museu Blau de Barcelona con motivo del Año de la Neurociencia.

Células gliales de hipocampo de rata. De la exposición “Paisajes neuronales”. Imagen: Somogyi y Jays. MRC Anatomical Neuropharmacology Unit, Oxford, Inglaterra

Núria Estapé | SENC

El cerebro humano visto desde arriba se parece a una nuez sin cáscara. Esa es su apariencia. Sus pliegues son, al igual que los de una nuez, tejido plegado sobre si mismo que no tiene espacio para extenderse porque las membranas y el hueso que lo recubren limitan su expansión. Sin embargo, ha sido precisamente la expansión hacia dentro de esta masa de tejido superficial que forma el 80% del volumen total de nuestro cerebro, la que nos humanizó hace ya unos 200.000 años. A ese tejido los neurocientíficos le llaman corteza cerebral y han calculado que contiene 90.000 neuronas. Si extendiéramos todas esas neuronas una detrás de otra alcanzaríamos 3 Kilómetros de axones i 400 metros de dendritas.

A pesar de semejante volumen, no hay nadie que necesite la corteza para sobrevivir. Necesitamos eso sí, esas partes del cerebro que no nos caracterizan como humanos, como el tronco del encéfalo. "Todas las propiedades fisiológicas, físicas y químicas de nuestro cerebro se encuentran de forma idéntica en otras especies", señala de Felipe. Aún así, es justamente esa masa compleja de circuitos y conexiones, "ese bosque neuronal", como lo llama el investigador del Instituto Cajal, la que nos hace humanos; y al mismo tiempo, es la parte más prominente de toda nuestra cavidad craneal.

Del bosque de neuronas al arte

La esencia de la humanidad yace en la corteza cerebral

Lo que la ciencia todavía no se explica es el paso evolutivo que permitió que surgiera el comportamiento simbólico, el arte. Es como si de alguna forma ese bosque se hubiese mantenido inerte, inalterado durante miles de años, y en algún momento se hubiese producido una especie de despertar en el que los individuos se liberaron de la esclavitud de su parte material, automática, instintiva, y empezaran a crear.

Existen indicios, en las cuevas de Blombos, en Sudáfrica, de que este paso liberador se produjo hace unos 100.000 años. Además, los grabados de Altamira, de 40.000 años de antigüedad, confirman que esos individuos ya habían aprendido a crear. Hace mucho menos, uno de nuestros escritores, Juan Ramon Jiménez, hablaba de "el enigma de otros mundos mentales, tan distintos y a la vez tan similares" para referirse a la mente de seres no humanos, que perciben un mundo quizás similar al nuestro y que, biológicamente, están dotados de piezas y engranajes también similares al nuestro, con los que apreciar la belleza.

Los científicos han conseguido, al menos, desvelar ciertos aspectos de como funciona el cerebro humano, que les llevan a definirlo como "una esponja que absorbe información del entorno y crea circuitos". Las llamadas "neuronas espejo", son la base neuronal del aprendizaje por imitación y podrían explicar el modo en que se originan las expresiones del arte y las actividades humanas que se transmiten culturalmente. Aprendemos a realizar conductas motoras, como un paso de baile, observando como otras personas lo realizan. Lo que ocurre en un aprendizaje de este tipo se produce solo en los circuitos de la corteza cerebral. Desmontar la máquina para que dé pistas de como funciona este mecanismo es la que se dedican en el laboratorio de de Felipe.

Las neurociencias, e investigadores como de Felipe, que se dedican a estudiar la anatomía microscópica de la corteza cerebral, han trazado un mapa de la estructura del bosque de células de la corteza y han hallado que las neuronas se conectan formando columnas a lo largo del tejido, y capas, a lo ancho. Esta organización vertical y horizontal de conexiones mantiene denso el bosque pero a su vez ordenado en circuitos mucho menos caóticos. La actividad de todo esa tela de conexiones puede venir desde fuera (al procesar un estímulo visual, por ejemplo), desde dentro (al unir, asociar e interpretar los elementos de una imagen), y almacenada, como cuando recordamos algo que ya sabíamos.

A pesar de que es esa combinación de fuentes de actividad eléctrica lo que genera todas las formas de expresión artística, no sabemos, en realidad como se conectan entre ellas. La estructura de las neuronas, y las técnicas de microscopia de alta definición que permiten obtener imágenes muy detalladas de sus elementos, empiezan a revelar algunos de los enigmas de la actividad de la corteza cerebral.

Partituras dendríticas

Cuando una persona practica una forma de arte durante años, como pintar, por ejemplo, los circuitos neuronales que le permiten desarrollar esta actividad con creciente destreza se van reforzando. Este fenómeno se conoce como plasticidad neuronal y parte de los mecanismos que la controlan fueron desenmascarados hace ya tiempo. Incluso Santiago Ramón y Cajal había llegado a sospechar que lo que él dibujaba como diminutas ramas saliendo del cuerpo de las neuronas, las dendritas, podrían relacionarse con la recepción de información de otras neuronas.

Lo que se sabe ahora es que los pequeños botones que surgen de estas ramas de neuronas de la corteza, llamados espinas dendríticas, se encargan, en efecto, de recibir y procesar señales eléctricas y químicas de otras neuronas; y son precisamente las piezas microscópicas que explican gran parte de la capacidad cambiante y plástica del cerebro. Los investigadores del Instituto Cajal, liderados por de Felipe, han desarrollado una técnica innovadora que permite caracterizar el tamaño, forma, distribución y localización de estas espinas mediante su traducción a sonidos musicales.

Imaginémonos el tallo de una rosa del que brotan espinas, una al lado de otra, unas más juntas, otras más separadas. Mediante la técnica de lectura musical de las espinas dendríticas, cada punto en el que se encuentran es una nota musical que se combina con otras que identifican su estructura, como su tamaño y forma. Así pues, una distribución en el espacio se convierte en un patrón temporal que el cerebro humano, artístico, identifica, memoriza y reconoce con suma facilidad.

De este modo los investigadores consiguen identificar patrones musicales en las dendritas y relacionarlos con ciertas patologías: una neurona de un cerebro enfermo de alzheimer, por ejemplo, suena distinto de la de uno sano.  Ha sido en parte gracias a esa técnica que se ha visto como las espinas que procesan la memoria son muy estables, permanecen ahí durante mucho tiempo, y tienen la cabeza grande. Mientras que las espinas implicadas en ciertos aprendizajes son más móviles y pequeñas.

El científico artista

Santiago Ramón y Cajal quería ser pintor. La ciencia inspira al arte y la belleza del cerebro, sus intrincadas y finas estructuras, son probablemente lo que le permite al ser humano encontrar belleza en la luz o en el sonido. ¿Qué es pues lo que nos define? ¿La belleza del cerebro o el cerebro que capta la belleza? Existe además un sorprendente parecido entre las nebulosas de Hubbel y las placas seniles, algo así como una conezión entre el Universo y el yo.

En cualquier caso, al obtener imágenes cada vez más perfectas de las grandes y pequeñas estructuras del cerebro humano, la ciencia se va mezclando con el arte en un coctel de colores y sonidos. "Existe un mundo paralelo multicolor ahí dentro; lo que el pintor plasma fuera no es más que su propio cerebro", concluye Javier de Felipe.