¿Cómo tomamos decisiones, aprendemos, planificamos, resolvemos problemas? ¿Por qué podemos sentir alegría, tristeza, enojo o miedo? ¿Cómo evocamos recuerdos? ¿Cómo nos relacionamos con los demás y respondemos ante nuestro entorno? Estos son cuestionamientos que forman parte de una de las áreas más complejas y fascinantes de nuestro tiempo: las neurociencias.
La neurociencia es una disciplina que estudia al sistema nervioso, desde sus aspectos moleculares, celulares y de circuitos neuronales hasta los intrincados procesos relacionados con el aprendizaje, la memoria, las emociones, la conducta y la percepción e interacción con el entorno.
Los pilares de la neurociencia
La neurociencia es sinónimo de encuentro, ya que su historia se ha consolidado sobre diversas disciplinas más antiguas que ella. La biología celular, por ejemplo, investiga cómo los genes, las proteínas, las células y los mecanismos celulares interactúan entre sí, lo que es relevante para comprender la función y fisiología de las neuronas, de la glía, de las sinapsis y de las redes neuronales. Por otra parte, la anatomía describe la organización estructural del sistema nervioso; la farmacología permite comprender su interacción con sustancias propias y ajenas.
A estas disciplinas se suman las que se han encargado del comportamiento normal y patológico durante más de un siglo: la psicología y las ciencias cognitivas lidian con los procesos que subyacen al estudio de la memoria, atención, lenguaje, emociones y toma de decisiones. La neurología se encarga de las alteraciones y enfermedades del sistema nervioso, mientras que la psiquiatría ofrece el conocimiento de los mecanismos neurobiológicos relacionados con los transtornos mentales.
Las matemáticas, la física, la ingeniería, la computación y la estadística han fortalecido a la neurociencia con la construcción de modelos de la función cerebral, con el desarrollo de técnicas novedosas de neuroimagen, con técnicas capaces de modular la actividad cerebral, como la optogenética, sin dejar a un lado el análisis masivo de datos o big data.
Otras áreas como la educación, la filosofía, las ciencias sociales y las humanidades acompañan a la neurociencia con temas relacionados a la identidad, la interacción social y la ética, por citar algunos ejemplos.
Neurociencias
En la actualidad son distintas las disciplinas que, con sus desarrollos más actuales, estudian al sistema nervioso de manera complementaria. La neurociencia molecular y celular brinda una visión detallada de la estructura y función bioquímica de las células nerviosas; por ejemplo, lo relacionado con receptores, canales iónicos, neurotransmisores, etcétera. La neurofisiología describe la actividad bioeléctrica y electroquímica del sistema nervioso. Las especialidades clínicas como la neurología y la neuropsicología estudian las enfermedades del sistema nervioso y su relación con los procesos cognitivos, emocionales y conductuales, respectivamente. **La neurociencia cognitiva y conductual estudia cómo las funciones psicológicas -memoria, lenguaje, resolución de problemas- son generadas por circuitos neuronales; además de comprender los mecanismos que subyacen al entendimiento de la conducta. La neurogenética estudia los cambios heredados de las neuronas que conducen a enfermedades genéticas. La neurociencia computacional emplea modelos matemáticos, simulaciones por computadora y análisis teóricos para describir y verificar hipotéticamente las funciones neuronales y cerebrales.
Estas divisiones de la neurociencia no son independientes, todo lo contrario: se encuentran en íntima relación. Un mecanismo molecular puede ayudar a explicar alguna alteración neurológica o cognitiva; las técnicas de neuroimagen pueden revelar datos importantes de una enfermedad y un modelo matemático o computacional brinda aproximaciones sobre la forma en la que el cerebro procesa información.
Futuro de la neurociencia
El desarrollo de la neuroimagen avanzada, la neurotecnología, las interfases cerebro-computadora, las técnicas de neuromodulación, la medicina de precisión, la inteligencia artificial y el big data está transformando la forma en la que accedemos al sistema nervioso. Si bien aún existen muchas preguntas sin respuesta, en los próximos años la investigación neurocientífica tendrá un papel cada vez más importante para la comprensión de las enfermedades neurodegenerativas, los trastornos neuropsiquiátricos, la recuperación después de una lesión, los procesos de envejecimiento, no sin antes conocer profundamente la neuropsicobiología de la persona.
A la par, surgirán preguntas que rebasarán cualquier aspecto biológico o psicológico. Por ejemplo, ¿hasta dónde se debe intervenir sobre el cerebro? ¿Cómo proteger la privacidad de nuestra actividad cerebral? ¿Cómo podemos usar las herramientas de inteligencia artificial para potenciar nuestras capacidades sin perder nuestra autonomía?
Es justo aquí donde adquieren relevancia áreas emergentes de la neurociencia como la neuroética y los neuroderechos, cuyo propósito es anticipar las consecuencias de las nuevas tecnologías capaces de registrar, interpretar o modificar la actividad cerebral.
Entonces, ¿cuál es el futuro de la neurociencia? Seguramente aquel que reúne el conocimiento de antiguas disciplinas y métodos de registro de la actividad cerebral, con técnicas de imagen combinadas con herramientas tecnológicas emergentes. Shailee Jain, investigadora posdoctoral del Instituto Weill de Neurociencias de la UCSF, comentó que las capacidades de las herramientas de inteligencia artificial, impulsadas por grandes cantidades de datos y potentes ordenadores, están abriendo nuevas posibilidades para comprender el cerebro humano. En la última década, el uso conjunto de la IA, de imágenes de resonancia magnética funcional, de técnicas de registro cerebral como la magnetoencefalografía y la electroencefalografía permitirá el desarrollo de nuevas generaciones de interfases cerebro-computadora o, por qué no, un cerebro de silicio que nos permita comprender detalladamente las neurociencias.
Lo cierto es que, para seguir construyendo el futuro de la neurociencia, necesitamos una mirada interdisciplinaria. La neurociencia es el punto de encuentro para biólogos, médicos, biomédicos, psicólogos, químicos farmacólogos, ingenieros, físicos, matemáticos, informáticos, pedagogos, filósofos y todos aquellos que encuentren desde su área una forma de contribuir al conocimiento del cerebro.
