Más conexiones neuronales

El cerebro se considera una moderna frontera de la ciencia. Sospecho que entender su funcionamiento nos proporcionará claves para entendernos a nosotros y a nuestras sociedades; cómo toma decisiones, como almacena información: el asunto parece fascinante. Fijémonos en las conexiones entre neuronas. En un cerebro humano adulto, las conexiones neuronales, o sea, las sinapsis, se eliminan y forman continuamente. Los neurólogos saben que la reducción de la cantidad de conexiones conduce a la muerte de las neuronas y a síntomas que incluyen las pérdidas de memoria; también han descubierto que es una característica temprana de afecciones neurodegenerativas, como la enfermedad de Alzheimer. Se conocen múltiples procesos que conducen a las pérdidas de sinapsis, se ignoran, en cambio, cómo se reparan las conexiones neuronales alteradas en la enfermedad. 
Los médicos saben que enfriar a las personas protege su cerebro; por eso refrigeran a las personas con lesiones en la cabeza durante la práctica quirúrgica. También han descubierto que osos, erizos y murciélagos eliminan entre el veinte y el treinta por ciento de sus sinapsis cuando hibernan; conexiones neuronales que vuelven a formarse cuando despiertan en la primavera; cambios similares se producen en los roedores enfriados artificialmente en un laboratorio. ¿Por qué el frío tiene este efecto protector? 
Ingeniosos investigadores demostraron, en el año 2015, que una proteína de extraño nombre, RBM3, interviene en la plasticidad neuronal que se observa tanto en las enfermedades neurodegenerativas como durante la protección debida al enfriamiento. ¿Cómo lo hicieron? Comprobaron que el enfriamiento y la hibernación inducen la formación de RBM3, y que esta proteína interviene en la regeneración de las conexiones neuronales: porque no se regeneran sinapsis después del enfriamiento en ausencia de RBM3, y sí se regeneran al restaurar la presencia de RBM3. También observaron que el exceso de la proteína citada protege las sinapsis, impide la pérdida de neuronas, previene las conductas anormales y prolonga la supervivencia de ratones que padecen Alzheimer o la enfermedad priónica; por el contrario, la deficiencia de tal proteína exacerba las pérdidas sinápticas, acelera la enfermedad y evita los efectos protectores del enfriamiento. Cabe concluir que la escasa regeneración de las sinapsis, mediada por la falta de RBM3, contribuye a la merma de las conexiones neuronales durante el curso de las enfermedades neurodegenerativas. 
Resulta evidente que el descubrimiento de esta proteína asociada al frío puede ser un hito clave para el tratamiento de la, hasta ahora, incurable demencia. 

Defunción galáctica

En las galaxias continuamente se están creando y destruyendo estrellas: un ciclo que un imaginario observador calificaría sin dudarlo de majestuoso. Ahora bien, el suministro de materia para la formación de estos bellos luceros es finito; una vez que las estrellas hayan agotado el hidrógeno, por haberlo convertido en elementos pesados, la formación estelar se detendrá. No se inmute el preocupado lector, pues esperamos que la actual era de formación estelar continúe durante los próximos cien mil millones de años… compare esta cifra con cinco mil millones, edad que aún no ha cumplido universo. 

Los astrónomos observan en sus telescopios dos clases principales de galaxias: aproximadamente la mitad son galaxias vivas, donde se forman estrellas, la otra mitad son galaxias muertas, donde no se forman estrellas. Las galaxias espirales, como la Vía Láctea, producen nuevas generaciones de estrellas, porque tienen densas nubes moleculares de gas hidrógeno y así continuarán mientras no agoten sus reservas de materia; en las galaxias elípticas (como la M87), en cambio, se forman pocas estrellas porque disponen de poco hidrógeno gaseoso. Corrobora esta teoría el descubrimiento de que las galaxias muertas contienen mayores cantidades de metales que las galaxias vivas (para los astrónomos, los elementos más pesados ​​que el hidrógeno y el helio son metales); resulta lógico este resultado, porque los metales son el resultado de la fusión del hidrógeno y el helio estelares. 

¿Dónde se encuentran los depósitos del hidrógeno galáctico? En las gigantescas nubes moleculares, regiones en el interior de una galaxia en las que la densidad de materia es suficientemente alta, y la temperatura suficientemente baja, como para que puedan existir moléculas; las de dihidrógeno, las más copiosas, le siguen en abundancia el monóxido de carbono y cientos de otras diferentes. Estas nubes moleculares suelen ser tan extensas y masivas (llegan a un millón de veces la masa del Sol) que se fragmentan en un elevado número de trozos; el nacimiento de las estrellas ocurre precisamente en una cualquiera de esas regiones, cuando sufre una inestabilidad gravitacional que la obliga a contraerse.

No es Jorge Guillén uno de mis poetas preferidos, sin embargo, y tratándose de las galaxias, recuerdo, para terminar, estas palabras suyas: 

Qué importa a la Creación

Galaxia de más o menos

Si la soledad es tan

Densa como el universo.

…

Ayudadnos, oh deidades,

A urbanizar el modesto,

Modestísimo suburbio

De los hombres.

                                         Y querednos

Dolor

Los sentidos del olfato, visión, tacto o gusto disponen de células especializadas en la recepción de señales: sonido, luz, presión, frío, calor o moléculas químicas, que transmiten a las neuronas. No sucede lo mismo con la sensación del dolor; los nociceptores, o sea los receptores del dolor que existen en la piel, vísceras o en los músculos y articulaciones, son terminaciones de neuronas cuyos cuerpos se encuentran en la médula. Dos tipos de fibras nerviosas -las A delta rápidas y las C lentas- reaccionan al daño del tejido enviando impulsos nerviosos hacia otras neuronas de la médula espinal, y de ahí, al cerebro, donde se percibe el dolor; doble vía que explica que, después de recibir un estímulo doloroso (una quemadura, por ejemplo), percibamos un primer dolor agudo, seguido después por un segundo dolor más persistente. 
El traumatismo de un tejido provoca la liberación de sustancias productoras del dolor (algógenas), como los iones hidrógeno y potasio, serotonina, noradrenalina, histamina, citocinas, prostaglandinas, leucotrienos, bradicinina, sustancia P o CGRP; aunque no todas ellas estimulan las neuronas sensoriales directamente, pues algunas únicamente modifican su sensibilidad frente a otros agentes. Liberada la bradicinina (y otras sustancias) en la región del tejido dañado, se activan los terminales de las neuronas nociceptivas, que envían los impulsos hacia la médula. Cabe señalar que la presencia de sustancias como la bradicinina mencionada en los tejidos lesionados o inflamados aumenta la sensibilidad de las terminales nerviosas, de tal manera que estímulos de muy poca intensidad (un leve roce quizá) son suficientes para generar la señal dolorosa. 
Las neuronas receptoras del dolor -apuntaba- transmiten la señal eléctrica a otras neuronas de la médula; lo hacen liberando dos tipos de moléculas excitadoras: el glutamato y neuropéptidos como la sustancia P o el CGRP (péptido relacionado con el gen de la calcitonina). Ahora bien, esta transmisión, excitadora, no viaja directamente al cerebro, es modulada por circuitos neuronales inhibitorios que emplean otros neurotransmisores (péptidos opioides, serotonina, noradrenalina y GABA). Ambos sistemas, el excitatorio y el inhibitorio, que confluyen en la médula espinal, se activan por el estímulo doloroso y parecen actuar en conjunto, de tal manera que la transmisión del dolor es el resultado del balance entre ellos. En resumen, el dolor no es un fenómeno pasivo de transferencia de la información nociceptiva desde la periferia hasta la corteza cerebral, sino un proceso generado por múltiples cambios neuronales tanto en la periferia como en el sistema nervioso central. 

Corazón

Llamó a mi corazón, un claro día,

con un perfume de jazmín, el viento.

¿Qué es para un biofísico el corazón, el órgano más apreciado por los poetas? Una bomba hidráulica, ¡ni más mi menos!, semejante a la de un coche que toma gasolina del depósito y lo lleva a los cilindros para su combustión. Más que una, habría que señalar que se trata de dos bombas sincrónicas separadas por un tabique central, el corazón derecho y el izquierdo; una suministra sangre a los pulmones, la otra lo hace al resto del cuerpo. El diseño de ambas (el ventrículo izquierdo tiene el doble de masa que el derecho) permite que el lado izquierdo, que suministra el fluido al organismo, realice cuatro veces más trabajo que el derecho. El corazón -el culto lector ya lo habrá supuesto- impulsa a la sangre por dos circuitos; el ventrículo derecho bombea la sangre por las arterias pulmonares hacia los pulmones, donde toma oxígeno, y regresa después al ventrículo izquierdo; quien, al contraerse, envía la sangre oxigenada a todo el organismo por la arteria aorta. 
La contracción de ambos ventrículos cardíacos proporciona la fuerza necesaria para impulsar el fluido por una red de canalizaciones, que eso es el conjunto de arterias y venas corporales. Sin embargo, sería simplificar demasiado argumentar que el corazón bombea la sangre por todo el cuerpo: porque la contracción del músculo cardíaco es capaz de enviar la sangre a su destino, ¡cierto!, pero no hace más. ¿Cómo regresa, entonces, el fluido? De los pulmones y de la cabeza cae por acción de la gravedad; pero no hay presión suficiente para impulsar el líquido de las piernas hacia el corazón. El problema se ha resuelto mediante un ingenioso diseño de los cañerías: las venas contienen válvulas que permiten viajar la sangre hacia el corazón, pero no en sentido contrario. En consecuencia, la presión de los músculos circundantes empuja a la sangre hacia arriba; cualquier movimiento, sea de pie o incluso sentado, es suficiente; pero si una persona permanece inmóvil durante mucho tiempo, su musculatura no contribuye al movimiento de la sangre; y si la sangre no fluye hacia el corazón, tampoco llega al cerebro. El desmayo, haciendo que la víctima adquiera la posición vertical, facilita la resolución de esta dificultad circulatoria. 
Concluyo, no podía hacerlo de otra manera, con las siguientes palabras que escribió Antonio Machado: 

“Y el viento huyó... Mi corazón sangraba…”