El cerebro... “más que un ordenador”
JUNTO con el resto del sistema nervioso, al cerebro humano, un órgano extraordinario, se le suele comparar a un ordenador. Por supuesto, los ordenadores son construidos por el hombre y funcionan aplicando secuencias de instrucciones determinadas de antemano por programadores humanos. Sin embargo, muchas personas creen que no hubo ninguna inteligencia responsable de “tender el sistema alámbrico” y “programar” el cerebro humano.
Aunque sean extremadamente rápidos, los ordenadores solo pueden procesar una unidad de información a la vez, mientras que el sistema nervioso humano procesa millones de unidades de información simultáneamente. Por ejemplo: mientras usted da un paseo por el campo en primavera, puede disfrutar del hermoso paisaje, escuchar el canto de los pájaros y oler las flores. Todas estas sensaciones agradables son transmitidas simultáneamente a su cerebro. Al mismo tiempo, de los receptores sensitivos de sus miembros fluyen al cerebro corrientes de información que le comunican en todo momento la posición que ocupan sus piernas y el estado de sus músculos. Sus ojos captan cualquier obstáculo con el que pueda tropezar. Sobre la base de toda esta información, su cerebro procura que cada paso que dé lo haga sobre seguro.
Mientras tanto, las regiones inferiores del cerebro controlan los latidos del corazón, la respiración y otras funciones vitales. Pero su cerebro hace mucho más. A medida que usted camina, puede cantar, hablar, comparar escenas que contempla en ese momento con otras que vio en el pasado y hacer planes para el futuro.
“El cerebro —concluye The Body Book— es mucho más que un ordenador. Ningún ordenador puede decidir que está aburrido o desperdiciando sus talentos y que por lo tanto debería emprender un nuevo estilo de vida. El ordenador no puede alterar drásticamente su propio programa; antes de empezar a realizar nuevas funciones, alguien inteligente debe volver a programarlo. [...] Un ordenador no puede relajarse ni soñar despierto ni reír. No puede inspirarse ni ser creativo. No puede tener conciencia de las cosas ni captar su significado. No puede enamorarse.”
El cerebro más maravilloso de todos
Los animales de gran tamaño, como los elefantes y algunas criaturas marinas, tienen el cerebro más grande que el del hombre, pero en proporción al tamaño del cuerpo, el cerebro humano es el mayor de todos. “Físicamente, —explica Richard Thompson en su libro The Brain— el gorila es mayor que el hombre; sin embargo, tiene un cerebro cuatro veces más pequeño.”
La cantidad de diferentes sendas establecidas entre las neuronas (células nerviosas) del cerebro humano es astronómica. Esto se debe a las muchísimas conexiones que hay entre ellas; una neurona puede establecer conexiones con otras cien mil o más. “La cifra de posibles conexiones dentro del cerebro del hombre moderno es prácticamente infinita”, declara Anthony Smith en su libro The Mind. Es mayor “que la cantidad total de partículas atómicas que componen el universo conocido”, dice el neurocientífico Thompson.
Pero hay algo todavía más extraordinario. Lo que permite que el hombre piense, hable, escuche, lea y escriba es la manera como ha sido conectada esta vasta red de neuronas. Y todo eso puede hacerse en dos o más idiomas. “El idioma es la diferencia crucial entre el hombre y los animales”, dice Karl Sabbagh en su libro The Living Body (El cuerpo vivo). En contraste con la humana, la comunicación animal es rudimentaria. El evolucionista Sabbagh admite que la diferencia “no estriba simplemente en un mejoramiento superficial de la facultad que otros animales tienen de emitir sonidos, sino que es la propiedad fundamental que hace del hombre un ser humano, y se refleja en diferencias muy importantes de la estructura cerebral”.
La maravillosa estructura del cerebro humano ha motivado a muchas personas a utilizar mejor el potencial que este tiene, adquiriendo destreza en algún oficio, aprendiendo a tocar un instrumento musical, dominando otro idioma o desarrollando cualquier talento que añada satisfacción a la vida. “Cuando uno aprende una nueva técnica —escriben los doctores R. y B. Bruun en su libro The Human Body (El cuerpo humano)—, está acostumbrando a las neuronas a que se conecten de una nueva manera. [...] Cuanto más se usa el cerebro, más rinde.”
¿Quién lo ha hecho?
¿Pudiera algo que refleja tanta organización y orden, como la mano, el ojo y el cerebro, haber aparecido por casualidad? Si al hombre se le atribuye el mérito de inventar herramientas, ordenadores y películas fotográficas, sin duda alguien tiene que recibir la honra por haber hecho algo mucho más versátil, como son la mano, el ojo y el cerebro. “Oh Jehová [...] —exclamó el salmista bíblico—. Te elogiaré porque de manera que inspira temor estoy maravillosamente hecho. Tus obras son maravillosas, como muy bien percibe mi alma.” (Salmo 139:1, 14.)
Muchas funciones maravillosas del cuerpo humano tienen lugar sin que hagamos un esfuerzo consciente. En números futuros de esta revista se considerarán algunos de estos asombrosos mecanismos, y también se examinará si el envejecimiento, la enfermedad y la muerte podrán ser vencidos para que podamos gozar eternamente de la vida.
[Fotografía en la página 9]
El cerebro humano procesa millones de unidades de información simultáneamente. Cuando usted se mueve, los receptores sensitivos de sus miembros informan al cerebro en todo momento de la posición de sus brazos y del estado de sus músculos
[Fotografía en la página 11]
El cerebro es mucho más complejo y versátil que un ordenador
[Recuadro en la página 10]
Sus maravillosas neuronas
UNA neurona es una célula nerviosa con sus correspondientes prolongaciones. El sistema nervioso del cuerpo humano consta de muchos tipos de neuronas, que en conjunto ascienden a un total de unos 500.000 millones. Algunas actúan como receptores sensitivos que envían al cerebro información procedente de las diferentes partes del cuerpo. Las neuronas situadas en la región más alta del cerebro funcionan como una grabadora de vídeo. Pueden almacenar con carácter permanente la información que reciben de los ojos y los oídos. Años más tarde usted podrá “reproducir” mentalmente esas vistas y sonidos, junto con pensamientos y otras sensaciones que ningún sistema de manufactura humana hubiera podido grabar.
La memoria del hombre todavía es un misterio. Tiene algo que ver con la manera como están conectadas las neuronas. “La neurona de término medio —explica Karl Sabbagh en su libro The Living Body— establece conexiones con aproximadamente otras 60.000 células, y algunas hasta con otras 250.000. [...] En las sendas trazadas por las conexiones entre las células nerviosas, el cerebro humano podría retener por lo menos mil veces la información contenida en alguna de las mayores enciclopedias, de, por ejemplo, 20 ó 30 volúmenes.”
Pero, ¿cómo pasa la información de una neurona a otra? Las criaturas que cuentan con un sistema nervioso sencillo tienen muchas células nerviosas unidas unas a otras. En esos casos, el impulso eléctrico cruza el puente entre una neurona y la siguiente. A este punto de contacto se le llama sinapsis eléctrica. El proceso es rápido y sencillo.
Por extraño que parezca, la mayoría de las neuronas del cuerpo humano transmiten los mensajes por vía de una sinapsis química. Para ilustrar este método, más lento y complejo, se puede pensar en un tren que llega a un río sin puente y tiene que atravesarlo mediante un transbordador. Cuando un impulso eléctrico llega a una sinapsis química, debe detenerse, pues existe una brecha que separa las dos neuronas. La señal ha de ser “transbordada” al otro lado mediante sustancias químicas. ¿Por qué se usa este complejo método electroquímico de transmitir impulsos nerviosos?
Los científicos ven muchas ventajas en la sinapsis química. Esta garantiza que los mensajes se transmitan en la dirección deseada. Además, se la llama plástica, porque su función y estructura pueden ser cambiadas con facilidad. En ese tipo de sinapsis se pueden modificar las señales. Con el uso, algunas sinapsis químicas se hacen más fuertes, mientras que otras desaparecen por falta de uso. “Con un sistema nervioso que solo tuviese sinapsis eléctricas, no se podría desarrollar el aprendizaje ni la memoria”, matiza Richard Thompson en su libro The Brain (El cerebro).
Por otra parte, el escritor científico Smith explica lo siguiente en su libro The Mind (La mente): “Las neuronas no solo desempeñan la función de emitir impulsos o no [...], tienen que poder pasar información mucho más sutil que un ‘sí’ o un ‘no’. No son solo martillos que, con mayor o menor frecuencia, golpean el siguiente clavo. Son, siguiendo con esta comparación, como el instrumental de un carpintero: destornilladores, alicates, tenazas, mazos... y martillos. [...] Cada impulso nervioso es transformado a lo largo del camino, y eso no se efectúa en ningún otro lugar más que en las sinapsis”.
Las sinapsis químicas tienen otra ventaja. Ocupan menos espacio que las eléctricas, y eso explica por qué el cerebro humano puede tener tantas sinapsis. La revista Science da una cifra de 100.000.000.000.000, lo que equivaldría a la cantidad total de estrellas de cientos de galaxias del tamaño de la Vía Láctea. “Somos lo que somos —añade el neurocientífico Thompson— porque nuestro cerebro es básicamente una máquina química y no eléctrica.”
[Recuadro en la página 12]
Por qué necesita tanta sangre su cerebro
ANTES de zambullirse en una piscina, quizás usted tenga la costumbre de probar el agua con el pie. Si está fría, unos pequeños receptores sensibles al frío situados en la piel responden en seguida. En menos de un segundo, su cerebro registra la temperatura. Los receptores sensitivos para el dolor pueden transmitir la información aún más deprisa. Algunos impulsos nerviosos alcanzan velocidades de 360 kilómetros por hora... comparables a la que se requeriría para atravesar un campo de fútbol en un segundo.
Pero, ¿cómo puede el cerebro descifrar la intensidad de una sensación? Una manera es mediante la frecuencia con la que las neuronas transmiten los impulsos; algunas transmiten 1.000 impulsos o más por segundo. La intensa actividad que las neuronas desarrollan en el cerebro no podría efectuarse sin lo que se ha dado en llamar “bombas de sodio” y “centrales energéticas”.
Cada vez que una neurona emite un impulso eléctrico, entran en la célula átomos cargados de electricidad, conocidos como iones de sodio. Si estos se acumulan, la neurona perderá gradualmente la fuerza para emitir impulsos. ¿Cómo se soluciona el problema? “Toda neurona —explica el escritor científico Anthony Smith en su libro The Mind (La mente)— contiene aproximadamente un millón de bombas (pequeños abultamientos en la membrana celular), que cada segundo pueden cambiar unos doscientos iones de sodio por aproximadamente ciento treinta iones de potasio.” Este mecanismo de bombeo sigue funcionando incluso cuando las neuronas descansan. ¿Por qué? Porque así se logra mantener constante la composición química de la célula, contrarrestando el efecto de los iones de sodio que penetran en ella y de los iones de potasio que salen.
Para dicho mecanismo de bombeo, se precisa un constante suministro de energía; esta es producida por las mitocondrias, o “centrales energéticas”, que están esparcidas por todas las células. Pero a fin de producir energía, las mitocondrias necesitan que la sangre les aporte oxígeno y glucosa. No es de extrañar que nuestro cerebro necesite tanta sangre. “Aunque [el cerebro] solo constituye un 2% del peso total del cuerpo —explica Richard Thompson en su libro The Brain (El cerebro)—, recibe el 16% del suministro de sangre [...]. El tejido del cerebro recibe diez veces más sangre que el muscular.”
La próxima vez que pruebe la temperatura del agua, agradezca los billones de “bombas” y “centrales energéticas” que hay en su cerebro. Y recuerde también que toda esta actividad es posible debido al oxígeno y la glucosa transportados por su sangre.