JarochoCuantico @jarochocuantico ❉ Año 6

❉ Número 63 ❉ Coordinador: Manuel Martínez Morales ❉ Foto AVC Noticias

Suplemento Científico de La Jornada Veracruz ❉ Domingo 5 de junio de 2016

CUESTIÓN

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CEREBROS

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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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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*

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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: • • • • •

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 E

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: • •

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*

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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

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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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Hombre o mujer, una cuestión de cerebros

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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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Inconsciente colectivo los microbios del tracto digestivo y la neurobiología de la conducta humana w Alejandra Núñez-de la Mora*

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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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2016

Células gliales: las eternas olvidadas w Dra. Rossana C. Zepeda

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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.