Dos investigaciones publicadas esta semana en 'Nature' y
'Neuron' acercan el entendimiento del órgano más complejo del cuerpo humano.
POR CRISTINA
CASTRO Y RAFAEL
ORDÓÑEZ
La creación de una ‘inteligencia
sintética’ y el trasplante de neuronas humanas cultivadas en el cerebro de
ratas. Parece ciencia ficción pero son investigaciones científicas que se han
publicado esta semana en revistas científicas tan prestigiosas como Nature y Neuron.
En ambos casos, el objetivo es avanzar en el conocimiento del cerebro humano, el órgano más complejo y enigmático de nuestro cuerpo. De su entendimiento depende el abordaje de algunas de las enfermedades que, como el alzhéimer o el parkinson, siguen sin cura. Por ello los avances científicos, que van muy despacio en relación con otros órganos, son recibidos con la máxima expectación entre la comunidad científica. «Estos estudios abren nuevos campos de conocimiento que ayuden a entender cómo funciona el cerebro», apunta el neurocientífico e investigador ICREA de la Universidad Autónoma de Barcelona.
Trasplante de neuronas a ratas
En el caso de la investigación
de Nature, científicos de Stanford (California, EEUU) han
implantado neuronas humanas en ratas y han conseguido que estas neuronas envíen
señales y respondan a estímulos de la rata. Una integración en el animal que
abre una vía a terapias para tratar enfermedades y trastornos cerebrales. «El
cerebro lo tenemos como un órgano muy plástico pero que no es capaz de
reemplazar bien sus funciones. Por tanto ser capaces de añadir o reemplazar
tejido abre oportunidades a potenciar la plasticidad y la capacidad del cerebro
de seguir desarrollando zonas, que a veces se pierde», explica Álvaro Sánchez
Ferro, portavoz de la Sociedad Española de Neurología (SEN).
El cerebro lo tenemos como un
órgano muy plástico pero que no es capaz de reemplazar bien sus funciones.»
ÁLVARO SÁNCHEZ FERRO
Esas neuronas implantadas se
realizaron a partir de células madres que se organizaron en estructuras
similares al cerebro. El resultado se denomina organoide cerebral y los
científicos lograron que tuvieran una función sensitiva. Para Lluís Montoliu,
investigador del CSIC, vicedirector del Centro Nacional de Biotecnología (CNB)
el de Nature “es un experimento sorprendente y un avance muy
significativo, que combina estudios en el laboratorio (organoides) con estudios
con animales (trasplante de organoides al cerebro de ratas de laboratorio”,
asegura en declaraciones a SMC España.
Una inteligencia sintética
El otro avance conocido esta semana
es la creación de una especie de inteligencia sintética. Científicos de varias
universidades y la empresa Cortical Labs consiguieron que neuronas creadas a
partir de células madre de ratón y humano fueran capaces de aprender a jugar al
videojuego clásico Pong, de 1972.
La publicación en Neuron revela cómo los
científicos crearon un sistema llamado DishBrain (cerebro
plato) en el que hicieron crecer las neuronas. La placa tenía microelectrodos
en ambos extremos que indicaban si la pelota se encontraba a un lado u otro, y
según la frecuencia de la activación se veía la distancia de la pelota. Tras
cinco minutos, explica el estudio, las células habían aprendido a jugar al
juego.
Los autores apuntan en la revista
que una inteligencia biológica sintética, «antes confinada al reino de la
ciencia ficción», puede abrirse paso con esta metodología. «DishBrain ofrece
el enfoque más sencillo para comprobar cómo funciona el cerebro y obtener
información sobre enfermedades debilitantes como la epilepsia y la demencia»,
afirmó en twitter el director general de Cortical Labs (empresa implicada en el
descubrimiento), Hon Weng Chong.
Han conseguido replicar una función
del cerebro humano en una placa
El cerebro, el órgano más
desconocido…
Científicos de todo el mundo han
valorado ambos avances. «Replicar el funcionamiento del cerebro humano in
silico, que quiere decir en un chip, es bastante disruptivo. Han conseguido
replicar una función del cerebro humano en una placa. También ser capaces de
añadir tejido cerebral humano en un cerebro de rata abre oportunidades para
potenciar la plasticidad y la capacidad del cerebro para seguir desarrollando
zonas», apunta Sánchez Ferro.
Sin embargo, el neurólogo experto
en enfermedades neurodegenerativas reconoce que son pasos en un campo
desconocido. «No me atrevo a decir cuánto, pero desconocemos mucho del cerebro.
Avanzar en el conocimiento de cómo se comporta el cerebro humano para ser tan
plástico y aprender tantas cosas es clave, porque a día de hoy no entendemos
cómo funciona, cómo nos vamos adaptando al entorno».
La importancia de estas
investigaciones es la posible aplicación potencial. «Es un campo atractivo,
porque se puede pensar, se ha perdido una función del cerebro, vamos a
desarrollarla in silico y la colocamos para que supla esa
función o incluso se trasplanta un organoide que supla esa función. Pero hay
salvedades», advierte Sánchez Ferro.
… y «descomunalmente
interconectado»
Esas salvedades sobre ambos
estudios se centran sobre todo en la interconexión cerebral. «El cerebro no
funciona como un compartimento aislado en cada zona, hay redes de neuronas
interconectadas entre sí, el cerebro es un órgano con un grado de interconexión
descomunal», apunta el portavoz de la SEN.
El investigador compara estos
hallazgos con «parches» en el cerebro cuya resolución sería complicada si no se
conocen las implicaciones de la interconexión. «El cerebro es como una red
eléctrica y si tienes un apagón y pones un generador [un parche], puedes
alumbrar ese sitio pero no arreglarás el sistema», explica.
Así sería, por ejemplo, si para
solucionar el alzhéimer se introduce un organoide en el hipocampo, que es una
zona dañada por esta enfermedad, o en la substantia Nigra para el parkinson.
«Por un lado no sabemos si se podría reparar la función al no interconectarse
con el resto de zonas del cerebro, por otro no sabemos cuáles serían las
consecuencias precisamente por esa falta de interconexión». El neurólogo añade,
además, que tampoco es posible saber a día de hoy si el proceso de enfermedad
afectaría al hipotético organoide. «Si esto funcionase en 10 o 15 años que es
la escala temporal mínima y te pusieran un organoide, no sabríamos si este se
afectaría. De hecho en parkinson se han hecho intentos de cura a través de
trasplantes de células madre y éstas han acabado afectadas por el proceso
degenerativo. Hay muchos interrogantes».
Los límites éticos
Otra gran implicación de estos
avances son los debates éticos. Al igual que cuando hablamos de órganos que
se crean con células humanas y de animales, la implantación de células
humanas en cerebros de rata también plantean un nuevo dilema ético, creciente
conforme avanza la ciencia. «Cada vez va a ser más importante la ética en estos
experimentos, respetar los llamados neuroderechos», plantea Andero. Los
neuroderechos, un nuevo concepto jurídico, hace referencia a derechos humanos
orientados a proteger el cerebro y su actividad a medida que se produzcan
avances en neurotecnología.
«Es como los coches autónomos, el
debate es más ético que tecnológico. Aquí va a pasar lo mismo, es necesario
asegurar que la tecnología se usa bien», afirma el investigador ICREA
(Institución Catalana de Investigación y Estudios Avanzados), «este tipo de
investigación tiene que estar regulada pero es imprescindible, no podemos
olvidar que muchos de nosotros estamos vivos gracias a la investigación».
Para Sánchez Ferro, «en el contexto
de enfermedades, si se consigue encontrar la manera de que añadan beneficio
será más fácil de justificar; pero fuera de enfermedad, si se trata de añadir
funciones o aumentar capacidades, ahí se amplifican las cuestiones éticas.
Estos son experimentos muy controlados en entornos muy lejos del ser humano»,
indica.
¿Las neuronas humanas confieren a
las ratas algún aspecto humano?
Para Sánchez Ferro, «parece poco
probable porque hablamos de un pequeño parche. Lo que nos hace únicos como
humanos es el gran desarrollo del cerebro en diferentes zonas. La corteza
cerebral humana es muchísimo mayor».
Si bien los experimentos se han
hecho en ratas, algunos científicos plantean que esos experimentos «deberían
hacerse con primates, esto es muy controvertido por eso es muy importante los
organoides cerebrales como el desarrollado por la investigación de la
Universidad de Stanford”, señala el profesor Jürgen Knoblich, director del
Instituto de Biotecnología Molecular de Viena, Austria en declaraciones a SMC.
Pero incluso en el caso de los
primates, Sánchez Ferro cree que habría una distancia entre los hallazgos de
esta investigaciones y la posibilidad de dar algún aspecto humano a un
hallazgo. «Esta pequeña función no va a hacer a un primate humano. Por ejemplo,
es muy poco probable que se consiguiera otorgarles una función el habla, propia
del humano y que nos hace muy únicos. La complejidad de esta función y lo que
habría que implantar es varios órdenes de magnitud mayor de lo que han hecho.
No es solo un organoide el que confiere el habla, es la interconexión con otras
zonas, la capacidad de procesar el sonido, la capacidad de conectarse con el
sistema fonatorio para articularla… Es una función que requiere la colaboración
de distintas zonas del cerebro, del cuerpo y coordinarlas de manera muy
precisa». El científico hace una metáfora musical: «Esto es como si fuese una
orquesta. Para que suene bien necesitas a todo el mundo, aquí lo que estás
poniendo es un violín. Sonará el violín, pero no pretendas escuchar el
concierto».
Tomado de El Independiente /
España.
