Cerebro de ratón

Tener una lista de todas las neuronas se puede considerar como una piedra Rosetta del cerebro
Rafael Yuste

“Como el entomólogo a caza de mariposas de vistosos matices, mi atención perseguía, en el vergel de la substancia gris, células de formas delicadas y elegantes, las misteriosas mariposas del alma, cuyo batir de alas quién sabe si esclarecerá algún día el secreto de la vida mental”. Así resume su estímulo indagador, en los Recuerdos de mi vida, Santiago Ramón y Cajal, uno de los científicos más preclaros de la historia de la neurología. Más de un siglo después de esas palabras, aquellas mariposas del alma se recrean en su vuelo en un territorio de surcos vertiginosos, con miles de miradas pendientes de su batir de alas marcado por el azar y la necesidad. Varios investigadores españoles han recogido el testigo lejano de su predecesor y participan en proyectos de neurociencia que acaso Cajal ni siquiera llegara a imaginar. Entre los más sobresalientes destaca el madrileño Rafael Yuste, neurobiólogo nacido en 1963, defensor a ultranza de los neuroderechos e inmerso en un proyecto que captó de Barack Obama la atención precisa para que se le asignaran varios miles de millones de dólares del presupuesto estadounidense. Como tantos en su campo, Yuste admite una deuda personal con Ramón y Cajal: cuando tenía catorce años, el pequeño Rafael recibió de su padre el libro Los tónicos de la voluntad. En él, el sabio aragonés, destinado a recibir el Premio Nobel de medicina en 1906 por sus trabajos sobre la estructura del sistema nervioso, ofrecía consejos a sus discípulos para infundir en los estudiantes el amor por el trabajo de laboratorio. Cajal, en esa misma época, afilaba sus dotes de dibujante y fotógrafo extraordinario que tanto le ayudarían en su quehacer científico.

La mano primorosa de Ramón y Cajal trazó un vínculo indisoluble entre ciencia y arte. A su talento natural para la pintura, que le instiló en su infancia “mi manía irresistible de manchar papeles, trazar garambainas en los libros y embadurnar las tapias, puertas y fachadas recién revocadas del pueblo”, se sumó la meticulosidad y la paciencia que había desarrollado mientras, como mal estudiante, hubo de trabajar un tiempo como zapatero remendón por el afán de su padre, un médico rural que “carecía casi totalmente de sentido artístico y repudiaba o menospreciaba toda cultura literaria”, de apartarlo de un camino de travesura y distracciones. Marcado por “ese sagrado temor a la pobreza” de su esfera familiar, Cajal se dejó convencer y optó por la carrera científica. Recién licenciado, ejerció como médico en la guerra de Cuba. No obstante, su espíritu agitado terminó por llevarlo por el camino investigador.

Durante años, a partir de la observación al microscopio y con el auxilio de tinciones certeras histológicas trasladó al papel las imágenes que observaba con sus aparatos con tal grado de detalle que, en un principio, sus colegas dudaron de la veracidad de sus dibujos. Consideraban que se trataba de interpretaciones fantasiosas, en un dictamen en el que asomaban prejuicios de índole ideológica. Tras practicar con órganos de aves, conejos, ratones e incluso cadáveres de niños, Cajal había determinado que el sistema nervioso lo componía no una red de tejido interconectado, sino una sucesión de células nerviosas, cada una de ellas una unidad anatómica y funcional, comunicándose entre sí por contacto o contigüidad, no por continuidad como se había creído. Su doctrina de la neurona fue pronto reconocida como válida y constituye la base de la neurociencia moderna. Desde esos tiempos fundacionales, la disciplina ha evolucionado en tal medida que para los coetáneos de Cajal sería irreconocible. Como una de sus manifestaciones, en septiembre de 2011, en el palacete inglés de Chicheley se congregó un par de decenas de los neurocientíficos más prominentes para impulsar el proyecto común. De aquel encuentro surgió la Iniciativa BRAIN, con Rafael Yuste como su ideólogo, cuyo objetivo es “acelerar el desarrollo de neurotecnologías innovadoras” y “revolucionar nuestra comprensión del cerebro humano”.

En 2023, en la estela de esta iniciativa se hicieron públicos en la revista Nature los resultados de una investigación espectacular. El equipo dirigido por la biofísica chino-estadounidense Xiaowei Zhuang, de la Universidad de Harvard, mostraba la primera descripción completa del cerebro de un ratón, un órgano del tamaño de un guisante provisto de unos setenta millones de neuronas (por comparación, el cerebro humano contiene unos 86.000 millones con varios billones de interconexiones). El trabajo se basaba en la invención debida a la propia Zhuang de la tecnología MERFISH, capacitada para cartografiar y cuantificar directamente la distribución en el espacio de decenas de miles de especies de ácidos nucleicos en las células individuales.

Totalmente aceptada, y matizada, por la ciencia actual, en las últimas décadas la doctrina de la neurona de Cajal se ha conjugado con los avances de la genética y la biología molecular para impulsar como nunca los conocimientos sobre el sistema nervioso, el cerebro y la mente. Como analogía se ha señalado que el ADN de un animal actúa a modo de libro de recetas que contiene las instrucciones para fabricar las proteínas, bloques fundamentales de la vida. Mas, dado que todas las células de un organismo comparten un ADN común, cabe preguntarse, por ejemplo, cómo son tan distintas en su comportamiento y su estructura las neuronas y los glóbulos rojos de la sangre. La respuesta metafórica es sencilla: cada célula accede a páginas distintas del mismo libro. En esta aproximación, la técnica MERFISH permite determinar la posición de cada célula y conocer cuáles son las páginas que lee del recetario mágico. Tal es la base de una nueva disciplina conocida como transcriptómica espacial.

Con ayuda de esta técnica se había logrado trazar el primer mapa de un cerebro completo, el de la larva de la mosca de la fruta. Este organismo, tan querido para los investigadores por su versatilidad, posee unas tres mil neuronas y poco más de medio millón de conexiones sinápticas. El salto cuantitativo a la cartografía del cerebro de un ratón, con sus setenta millones de neuronas, es inmenso. Además, la relativa semejanza entre las características fisiológicas del pequeño mamífero y el ser humano conduce a la transcriptómica por un camino muy prometedor para investigar un gran número de enfermedades y trastornos, desde el autismo a la esclerosis múltiple o la anorexia nerviosa.

El objetivo de dibujar un mapa extenso del cerebro humano parece todavía lejano. Más aún el propósito, en el que está sumido el propio Yuste, de descifrar cómo actúan la conciencia y los recuerdos. Los resultados de la Iniciativa BRAIN y otras de su mismo tenor indican, en definitiva, las posibilidades de cada neurona de vincularse con otras, en el marco de un concepto conocido como proyectoma. Parece que hoy el análisis de las neuronas murinas y de sus interconexiones está bien encauzado. ¿Ayudará a los científicos a saber lo que piensa un ratón?