medio y la generación de respuestas en tiempo y forma para garantizar la supervivencia adaptativa y no sólo eso, sino también cumplir con el fortísimo mandato biológico de la reproducción, objetivo final para el mantenimiento de la especie.
Determinación o posibilidad subyacen y son la base del funcionamiento cerebral. La nueva tecnología trajo un cambio notable en el dogma que se consideraba esencial y constitutivo de la teoría neuronal como era su incapacidad para reproducirse y modificarse. Hoy sabemos que se reproducen al menos en ciertos lugares, uno de ellos sorprendente: el hipocampo, estructura muy importante para la memoria. El dogma era que nacíamos con una dotación de neuronas y sus conexiones, cuya estabilidad y persistencia determinaban estructura y función. Solo eran esperables pérdidas irremplazables. Por otro lado se planteaba el interrogante objeción de cómo haría una nueva neurona para ubicarse en un circuito y atesorar las memorias de la neurona desaparecida. Los nuevos hallazgos han obligado a modificar esas hipótesis y teorías. Por ejemplo, en el desarrollo hay una pérdida neuronal y de conexiones llamada prunning (poda) por la que la falta de conexión o las conexiones no funcionantes son suprimidas con la ventaja de una mejor relación mensaje/ruido. Finalmente también ahora sabemos que las neuronas cambian, abandonando viejos contactos y creando nuevos; la plasticidad y el aprendizaje encuentran en este comportamiento su fundamento biológico. Varias patologías se han asociado tentativamente con fallas en este aspecto, entre ellas la esquizofrenia, el autismo y algunas depresiones.
Para el resto de las células del sistema nervioso se van descubriendo nuevas funciones y, en el caso particular de los astrocitos y la microglia, la variedad de tipos va en aumento y a su vez crece su vinculación muy estrecha con el funcionamiento neuronal y con neuronas y circuitos específicos. Probablemente tengamos que comenzar a pensar en díadas y abandonar la idea de la neurona dominante absoluta.
La fisiología cerebral tiene un desarrollo enorme a partir de los progresos de la física y la bioquímica y de las tecnologías basadas en ellas. La posibilidad de detectar y producir corrientes eléctricas de muy bajo voltaje junto con la posibilidad de estudiar hasta el nivel molecular los componentes estructurales y metabólicos, llevó al conocimiento y comprensión básica de la tarea cerebral y del sistema nervioso en general. Dicha tarea consiste en la conversión de diversas formas de energía en impulsos (corrientes eléctricas) que pasarán de neurona en neurona a partir de un primer paso en los receptores sensoriales, hasta finalizar en la unión neuromuscular. Podremos observar así a los más variados movimientos como formas de conductas. En realidad todo lo que hacemos implica movimientos, inclusive cuando aparentemente estamos quietos. Mantener una postura o inhibir un movimiento, involucra los mismos sistemas o circuitos. Se dijo alguna vez que todo lo que el hombre hace es mover cosas, inclusive al pensar. En ese caso, las cosas que son movidas serían palabras, ideas, conceptos o imágenes en busca de un orden significativo. En realidad serían cosas/objetos no tangibles pero representantes de otras cosas/objetos tangibles.
El fenómeno de conversión de formas de energía en impulsos eléctricos es electroquímico. Requiere de un aporte constante de energía producido fundamentalmente por la combustión de glucosa en presencia de oxígeno que es utilizada primordialmente para la recarga de una molécula fosforada, el ATP (adenosin trifosfato) la que se descarga a ADP y AMP por pérdida de uno o dos átomos de fósforo liberando bruscamente energía, la que es utilizada para producir cambios en la permeabilidad celular que genera corrientes a las que llamamos potenciales de acción que se desplazarán por la neurona en un solo sentido, desde el cuerpo al axón. Por ello decimos que las neuronas son células polarizadas en el sentido que los impulsos pueden seguir una sola dirección. Finalmente se repetirá igual ciclo en otras neuronas a partir de la llegada de la corriente a ese punto de contacto que llamamos sinapsis. En él la corriente puede pasar directamente de una neurona a otra (poco frecuente en el cerebro humano) o desencadenará la liberación de un agente químico, el neurotransmisor que se dirigirá al lado de la sinapsis receptora donde interactuará en forma específica, compleja y variable, para desencadenar un nuevo potencial de acción. Es un mecanismo tipo llave-cerradura. El conocimiento del funcionamiento de la membrana celular y de esa zona específica de la misma, llamada sinapsis, ha sido un paso gigantesco en la neurofisiología. Cada vez conocemos más neurotransmisores, su producción, transporte, almacenamiento, liberación, recaptura e interacción con los receptores. El resultado final será una nueva proteína, forma consolidada de una nueva memoria celular. Cada potencial de acción es vehículo de un mensaje o señal elemental que se convertirá en información al conformar trenes de potenciales de frecuencia y amplitud variable, con interrupciones/silencios también variables. La duración de un tren, la frecuencia y tamaño de sus descargas son el código portador de la información. Lo podemos imaginar como el código de barras. Esta información puede activar o inhibir a otras neuronas. A lo largo de un circuito el código es memorizado, recordado o modificado. Vale la pena aquí señalar que en dicho código son tan importantes los impulsos por su intensidad y frecuencia como los espacios/silencios, de allí el valor de lo inhibitorio. Aparece el tiempo como participante fundamental de mensajes y significados al determinar ciertas características de los trenes de estímulos algo semejante a lo observable en la música.
El resultado final provendrá de la resultante espaciotemporal de la acción de los distintos tipos de sinapsis y sus respectivos transmisores sobre un conjunto variable de neuronas, en un período de tiempo determinado.
Este proceso es extremadamente dependiente de la provisión metabólica de energía y por lo tanto la disminución de su aporte tendrá efectos negativos y aún deletéreos. Es el caso de las alteraciones en el aporte circulatorio de oxígeno y glucosa. Los iones Na, K, Ca y Mg y el agua tienen igual importancia. Los cambios en el pH fuera del rango normal o las variaciones importantes de temperatura, al incidir en el aporte y transformación de energía pueden tener graves consecuencias. Por caminos similares actúan los fármacos que en ciertas cantidades pueden ser modificadores o reguladores beneficiosos pero que superadas las mismas resultan tóxicos. La distancia que separa un medicamento de un veneno puede ser la dosis. El cerebro es el órgano con mayor circulación sanguínea y consumo de oxígeno en proporción a su peso, pero no posee reservas de ningún tipo y de allí su vulnerabilidad que se expresará como una disminución de sus funciones evidenciables como somnolencia, desatención, confusión, llegando hasta el coma y eventualmente la muerte. Los cambios sostenidos en el tiempo tienen igual efecto según la cantidad de neuronas comprometidas y la duración de la exposición a la situación adversa. En los niños veremos los mismos efectos como consecuencia de fenómenos anoxo-isquémicos perinatales, desnutrición, tóxicos ingeridos por el niño o la madre y menos frecuentemente por trauma, infecciones severas o alteraciones metabólicas graves.
La captación del entorno y del propio interior de un sujeto son condiciones para su integración e interacción. Esta información procesada en el cerebro se expresará e intermediará a través del cuerpo y sus diversos componentes. Sabemos hoy en día que buena parte de la misma no solo proviene de los sentidos convencionales, sino también, al menos de dos sistemas humorales: el endócrino y el inmunológico, para los cuales existen sensores cerebrales capaces de captar esa información. Podemos visualizar al sistema inmunológico como aquél sentido que diferencia el yo del no yo, en especial frente a elementos foráneos de riesgo. Desencadena las reacciones de defensa y rechazo bien conocidas por aquellos sujetos trasplantados o por los pacientes inmunosuprimidos como en el caso del HIV o aquellos bajo tratamiento oncológico. La integración de todos estos conocimientos ha dado origen a un capítulo de las ciencias interdisciplinarias como es la neuro-psico-inmuno-endocrinología.
Todos estos conocimientos han constituido la base biológica para el desarrollo de la psicofarmacología. En realidad los psicofármacos, las drogas de diseño y muchas sustancias naturales funcionan a veces como neurotransmisores “tramposos” por utilizar los mismo receptores que los neurotransmisores endógenos o naturales y en otros casos aumentando o disminuyendo su producción, transporte, liberación y recaptura. Otro efecto es el bloquear la acción ocupando los receptores postsinápticos y finalmente disminuyendo o aumentando la recaptura de aquellos que han quedado en la hendidura sináptica
