Cada neurona es una célula pensante que funciona como un sofisticado ordenador

Las neuronas del cerebro humano funcionan como un sofisticado ordenador, según un estudio que publica la revista Nature en el que se sugiere asimismo que las neuronas actúan en la práctica como “células pensantes”, capaces de especializarse en determinados recuerdos previamente seleccionados por el cerebro.

En el cerebro humano hay más de cien mil millones de neuronas. Están conectadas entre sí a través de una compleja red de procesos nerviosos. El mensaje de una neurona a otra es transmitido a través de diferentes transmisores químicos. La entrega de mensajes tiene lugar en puntos de contacto especiales entre neuronas, llamados sinapsis.

Las neuronas son las células que componen nuestro sistema nervioso. Aunque están conectadas entre sí, no mantienen contacto físico entre ellas. Todas las neuronas están situadas en la región cerebral llamada córtex y cada una de ellas puede ser considerada como un diminuto sistema para el tratamiento de la información.

Cada neurona puede tener, como media, mil sinapsis o contactos con otras neuronas. En el cerebro puede haber de diez a cien billones de sinapsis y cada una de estas sinapsis funciona como una calculadora diminuta que registra en forma de impulsos eléctricos las señales que recibe.

Debido a la gran acumulación de sinapsis, el número de estados diferentes de un cerebro humano es muy superior al número de partículas elementales (electrones y protones) existente en todo el Universo, lo que desvela la potencia y complejidad del órgano del conocimiento.

Pocas neuronas

El estudio publicado por la revista Nature ha descubierto que la memoria no depende tanto de la implicación de una infinita red de neuronas, como de la actividad de cada una de estas células nerviosas.

Hasta ahora se consideraba que un recuerdo estaba almacenado en una red de miles o millones de neuronas conectadas entre sí mediante sinapsis. Sin embargo, lo que ha descubierto el equipo de la Universidad de California y del Instituto Tecnológico de California, ambos en Los Angeles (EEUU), es que la actividad de reconocer a gente, edificios y lugares, objetos y nombres, depende de una o varias neuronas, y no del trabajo de muchas.

Eso significa que la función de las células cerebrales es mucho más compleja de lo que se creía hasta ahora: los investigadores han observado que las neuronas funcionan individualmente o en pequeños grupos, comportándose cada una de ellas como si fuera un potente ordenador.

Los científicos efectuaron sus experimentos en cerebros humanos, con enfermos voluntarios, lo que aporta a su trabajo una dimensión más próxima a la complejidad que la que se consigue con animales.

Experimento con imágenes

Varios pacientes con epilepsia accedieron a participar en la prueba, que consistió en conectarles electrodos intracraneales para registrar las reacciones cerebrales durante el reconocimiento de unas imágenes.

Los expertos examinaron las respuestas registradas en el lóbulo temporal, encargada de registrar en la memoria las percepciones de cada individuo y que desempeña un papel fundamental en la memoria humana. El lóbulo temporal es además el principal afectado por la enfermedad de Alzheimer.

Los pacientes tuvieron que mirar una serie de retratos de famosos, monumentos, animales y objetos, al mismo tiempo que sus reacciones cerebrales eran observadas por los investigadores. Las respuestas de los ocho voluntarios del experimento variaban según cada persona y según cada imagen mostrada, lo que por el momento no permite extraer conclusiones definitivas.

En una de las pruebas, la misma neurona de uno de los pacientes reconoció todas las imágenes de la actriz estadounidense Jennifer Aniston, pero, en cambio, no respondió a otras caras famosas y de gente corriente. La neurona no reconoció a Aniston en las fotos en las que estaba con el actor Brad Pitt (que fue su marido).

En el caso de otro paciente, una de sus neuronas reaccionó a fotos de la ópera de Sydney (Australia) y a las palabras 'Opera de Sydney', pero, en cambio, no se inmutó ante otras palabras, como 'torre Eiffel' (París).

Especialización neuronal

Cuando los científicos examinaron la actividad cerebral de sujetos que miraban docenas de fotos, hallaron que algunas neuronas reaccionaban a una persona famosa en particular, o a un lugar o un objeto específico.

Los investigadores resaltan sin embargo que estos resultados no implican que cada persona en particular sea reconocida y recordada por una sola célula cerebral. Tampoco significa que una célula cerebral reaccione ante una sola persona o un objeto único, ya que los participantes en el estudio recibieron un número limitado de fotos para mirar. De hecho, se descubrió que algunas células respondieron a más de una persona, o bien a una persona y a un objeto simultáneamente.

Lo que el estudio sugiere es que el cerebro parece utilizar relativamente pocas células para registrar algo que ha visto, contradiciendo así la teoría de que utiliza una enorme red de neuronas.

Para los investigadores, este sorprendente comportamiento cerebral descubre a las neuronas como “células pensantes”, con criterio propio para especializarse en determinados recuerdos, y arroja nueva luz a las investigaciones para descifrar el código cognitivo del cerebro.

Aplicaciones médicas e informáticas

Este descubrimiento permitirá, con el tiempo, que puedan crearse sustitutos de neuronas enfermas para reemplazar su función, por lo que en el futuro podrían construirse “prótesis cognitivas” que ejecuten las funciones perdidas debido a heridas cerebrales o a enfermedades como el Alzheimer.

Los resultados sugieren asimismo la existencia de un código cerebral que juega un papel importante en el conocimiento de la percepción visual y en los procedimientos cerebrales para elaborar memoria abstracta.

Fuera del ámbito de la neurología, este descubrimiento contribuirá sin duda al desarrollo de la Inteligencia Artificial y de las redes neuronales, que pretenden imitar en ordenadores el funcionamiento del cerebro humano y sus procedimientos para procesar información y almacenar recuerdos.