A pesar de la enorme complejidad del sistema nervioso y particularmente del cerebro humano, el despegue de la neurociencia en las últimas décadas ha permitido comprender mejor su estructura y funcionamiento y analizar los motivos de su degeneración y de las enfermedades que lo alteran. En éste sentido, se están desarrollando nuevos enfoques terapéuticos que puedan permitir en un futuro frenar trastornos como la esquizofrenia o la bipolaridad, regenerar el tejido nervioso, propiciar el crecimiento de los axones y modular las alteraciones de algunas rutas metabólicas que afectan a la química del cerebro.
Aunque durante mucho tiempo se creyó que el sistema nervioso, al contrario que otros tejidos de nuestro organismo, apenas tenía capacidad de regenerarse ni modificarse, el avance tecnológico que ha posibilitado en la observación de las estructuras anatómicas más pequeñas y el análisis de los procesos físico químicos que subyacen al funcionamiento del cerebro, ha demostrado que esto no es así. El sistema nervioso goza, pues, de cierta plasticidad, una capacidad que la ciencia intenta utilizar para conseguir su reparación, la cual se enfrenta básicamente a dos retos mayúsculos. Uno, conseguir regenerar las partes dañadas o perdidas, sea por accidente o por enfermedad; y el otro, potenciar esa plasticidad intrínseca del sistema nervioso, especialmente la del cerebro, para que actúe cuando de forma natural está restringida y para que sea más intensa, de tal manera que puedan reparar y reorganizar los circuitos neuronales alterados por causas congénitas o adquiridas.
Para alcanzar estos objetivos que podrían revolucionar la salud humana, la ciencia trata de comprender la organización y el funcionamiento de las células nerviosas, las neuronas, y de los complejos circuitos que sus conexiones forman. Aunque cada elemento del sistema nervioso ya es por sí complejo, los circuitos que lo conforman son un prodigio de precisión imprescindible, Por otra parte, para que funcionen incluso los procesos vitales más elementales. La investigación neurocientífica también trata de averiguar cómo son esculpidos los circuitos neuronales por factores intrínsecos del organismo como las hormonas, el aprendizaje o experiencias adversas como el estrés.
Tras la obviedad de que al quemarnos retiramos inmediatamente la mano del fuego, hay un circuito neuronal complejo que percibe el calor, transmite esa percepción al cerebro, elabora una respuesta y la lleva al punto de ejecución. Gestos elementales en los que solo reparamos cuando algo no funciona bien, porque, en ocasiones, pese a ser uno de los sistemas más protegidos del organismo, el sistema nervioso y sus componentes principales, las neuronas, pueden sufrir daños. Ante algunas lesiones, el sistema nervioso puede regenerar sus partes dañadas, particularmente los axones, las prolongaciones que envían la señal nerviosa de una neurona a otra, aunque esa capacidad tiene numerosos condicionantes. Y es que no entraña la misma dificultad regenerar el nervio de una pierna, que una médula espinal seccionada. Para comprender cómo funciona la regeneración de las células nerviosas hay que descender al nivel microscópico y molecular, qué es donde está buena parte de la potencialidad de regeneración y de sus limitaciones. Para sortear estas últimas, los científicos idean sin cesar nuevas estrategias y soluciones, dirigidas principalmente a modificar la respuesta natural del sistema nervioso frente a la lesión. Dicho de otra manera, muchas de las líneas actuales de investigación no transitan tanto por la vía de obligar al sistema nervioso hacer algo como por la de evitar que se autolimite; así, para promover la regeneración axónica, se han explorado distintas opciones que barajan el uso de biomateriales, el trasplante de células progenitoras, el cultivo de tejidos in vitro y los injertos del propio tejido nervioso.
Actualmente ya no sorprende el hecho de conseguir hueso nuevo para reparar una fractura e, incluso, obtener un hígado completo y funcional a partir de, por ejemplo, una parte del mismo. Sin embargo, la generación de nuevas neuronas sigue siendo una quimera, aunque parece que cada vez hay más motivos para la esperanza.
Y en ello ha tenido una gran contribución el hallazgo de células progenitoras o células madre en el cerebro adulto. Estas células albergan un gran potencial para la regeneración, por lo que ya existen numerosas investigaciones destinadas a conocer las regiones del cerebro donde se producen nuevas neuronas durante la vida adulta y explorar cuáles pueden ser las funciones de este fenómeno.
La neurociencia intenta aprovechar la presencia de estas células precursoras para intentar usarlas como fuente de nuevas neuronas para reparar el sistema nervioso, tanto promoviendo su división e incorporación dentro del cerebro, cómo a través de su aislamiento expansión y posterior trasplante.
A la complejidad de los circuitos neuronales y el número de neuronas y conexiones implicadas en ellos, ha de diseñarse que el sistema nervioso tiene la capacidad de modificar estas conexiones para adaptarse a un medio exterior cambiante. Esa capacidad denominada plasticidad neuronal, puede manifestarse tanto por la modificación de la eficacia de las conexiones entre neuronas como por la generación de conexiones nuevas, eliminación de las antiguas e, incluso, incorporación de nuevas neuronas a los circuitos cerebrales. No obstante, la plasticidad tiene límites que actúan tanto a lo largo de la evolución como de la propia vida. De nuevo, comprender los límites y aprender a sortearlos es esencial para la neurorreparación, especialmente para tratar trastornos psiquiátricos y disfunciones ocurridas a estas limitaciones se están explorando herramientas audaces, como la estimulación cerebral profunda, la estimulación magnética transcraneal o la manipulación genética de las células del sistema nervioso, que bien podrían ser la manera más eficaz de promover la plasticidad para volver a la normalidad los circuitos alterados, propios de enfermedades mentales como la depresión. Sin embargo, no se abandonan otras líneas de acción complementarias, como la de que sean los propios pacientes, ayudados por terapias adecuadas, quienes promuevan la plasticidad de sus neuronas para reaprender funciones perdidas tras una lesión o una enfermedad neurodegenerativa, o para aminorar el dolor. Algunas de esas intervenciones dirigidas a curar trastornos congénitos, podrían aplicarse durante las primeras etapas de la vida, la infancia y la adolescencia, cuando el cerebro está terminando de organizarse y por ello es especialmente plástico.
No menos sugerente es la idea de aplicar las técnicas de reorganización cerebral para aumentar algunas capacidades cognitivas, como la memoria y el aprendizaje, o para mejorar la capacidad sensorial y el rendimiento físico.
Desde que Ramón y Cajal comenzó a desvelar la complejidad de las células nerviosas y su conectividad, la búsqueda de respuestas a los fallos del sistema nervioso ha sido incesante.
En Los últimos años, se ha descubierto que las conexiones nerviosas pueden ser modificadas y qué nuevas células pueden incorporarse a este sistema. De esa plasticidad neuronal parte la neurociencia del futuro para llegar a reparar los daños y alteraciones provocados por trastornos lesiones o enfermedades neurodegenerativas.
¿Vivirá La especie humana sin problemas mentales graves? ¿Envejeceremos sin la sombra de las enfermedades neurodegenerativas? ¿se recuperarán las lesiones medulares? ¿será posible revertir el autismo o la parálisis cerebral? ¿evitaremos el sufrimiento de los trastornos psiquiátricos?
Durante mucho tiempo se asumió que había problemas irresolubles y enfermedades incurables. Sin embargo, ahora, las respuestas parecen cercanas y, aunque la ciencia no regala certezas, las pruebas que se van acumulando permiten ser moderadamente optimistas.
Autor:
Juan Salvador Nácher Roselló.
Catedrático de la Universidad de Valencia e investigador del Centro de Investigación biomédica en red de salud mental.