Dopamina y esquizofrenia

Los procesos biológicos responsables de que se produzca esa enfermedad tan cruel como es la esquizofrenia son desconocidos. No obstante, hay diversas hipótesis que guardan una estrecha relación con la hiperactividad de las neuronas que utilizan el neurotransmisor dopamina. Y estas neuronas se hallan en varias vías entre las que se encuentra la denominada mesolímbica.

Las benzodiazepinas

Hay unos fármacos utilizados desde hace años para el tratamiento de la ansiedad que reciben el nombre genérico de benzodiacepinas; alprazolam, diazepam, triazolam, etc. son algunos de ellos.

Tal y como veremos a continuación, estas sustancias encajan en receptores naturales de muchas neuronas, por lo que se podría especular sobre la existencia de una benzodiacepina endógena, generada por el organismo, de la misma manera que también existen otras sustancias como los opiáceos y cannabinoides que se acoplan a receptores naturales. Por ahora, esto permanece en espera de confirmación.

Métodos de marcaje neuronal

Uno de los problemas con los que se encuentran los neurocientíficos es el de conocer, en la enorme e intrincada maraña neuronal, el lugar dónde conecta una determinada estructura neuronal. También, obviamente, se da problema contrario, esto es, el de determinar qué conexiones neuronales llegan a una formación neuronal concreta. Dicho de otra manera, un grupo neuronal determinado, ¿con quién conecta? ¿Quién contacta con él?

Neuronas bioluminiscentes

Los recientes avances científicos están proporcionando los medios para estimular o inhibir determinados tipos de neuronas en regiones específicas del encéfalo.

Hay muchas células de diferentes seres vivos (incluidas moneras y protoctistas) que poseen unas proteínas fotosensibles, que delimitan canales iónicos y se localizan en las membranas celulares.

La magnetoencefalografía como técnica para el estudio del encéfalo

El biomagnetismo lo forman los campos magnéticos generados por los sistemas biológicos, que tienen los mismos principios de análisis que los producidos por una corriente eléctrica que circula por un conductor lineal.

Si una corriente eléctrica circula a través de un conductor se crea un campo magnético. Esto supone  que cuando los impulsos nerviosos van por los axones neuronales  o cuando los potenciales postsinápticos —que se crean en el “salto” del impulso nervioso entre dos neuronas—, circulan por las dendritas se producen campos magnéticos que, obviamente, son muy pequeños.

Karl Wernicke

El 15 de mayo de 1848 nacía en Tarnowitz, entonces población prusiana, Karl Wernicke una personalidad muy importante en la neurociencia de su época, creador de muchos términos que, en la actualidad, siguen vigentes.

Hijo de un administrador en una empresa minera, realizó los estudios medios en Oppeln y Breslau y la carrera de Medicina en la Universidad de esta última ciudad. Doctorado en 1870, le tocó vivir la Guerra Franco-Germana (1870-1871) como ayudante de cirugía.

Síndrome de Asperger y masculinidad

El síndrome de Asperger fue descrito por primera vez por el pediatra austríaco Hans Asperger de una manera muy sintética: una psicopatía autística. Sin entrar en detalles históricos, en los años ochenta del siglo XX es cuando el síndrome de Asperger se incorpora dentro de los denominados trastornos del espectro autista. Hoy se clasifica como un trastorno específico de entre los trastornos generalizados del desarrollo.

Se manifiesta como un déficit cualitativo en la interacción social (también se produce en el autismo), con expresiones repetitivas y estereotipadas, de intereses y de la actividad en general (como en el autismo), con manifestaciones, o no, de problemas de comunicación semejantes a los del autismo, pero sin un retraso significativo del lenguaje.

Ínsula, asco y tabaco

Todos hemos puesto alguna vez cara de asco, una expresión facial que indica claramente a los demás lo que nos está sucediendo en ese momento. El asco es una emoción negativa y fundamental en el comportamiento humano.

En el cerebro hay una parte, situada en el fondo de la Cisura de Silvio, conocida como ínsula o corteza insular cuya zona anterior está conectada con una estructura que interviene en muchas actividades emocionales: la amígdala; la parte posterior se encuentra relacionada con aquella corteza cerebral que procesa toda la información procedente de los sentidos del tacto, dolor, temperatura y sensibilidad cenestésica: la corteza somatosensorial; finalmente, la parte anterior recibe señales procedentes de las vísceras, de los receptores gustativos y de los olfativos. Hay otra estructura que guarda relación (anatómica y funcional) con la ínsula anterior, el opérculo frontal colindante (el opérculo lo forman las partes de los lóbulos frontal, parietal y temporal que cubren el lóbulo de la ínsula).

Genética del retraso mental inespecífico

Las alteraciones genéticas ubicadas en el cromosoma X (retraso mental ligado al cromosoma X) son una causa habitual de retraso mental, lo que explica que haya un porcentaje más alto de varones afectados.

Este retraso mental puede ser inespecífico, si no posee unas características bioquímicas, neurológicas, anatómicas o conductuales que permitan definirlo; esto ha dificultado, obviamente, las investigaciones genéticas. Es, por el contrario, específico cuando hay ciertas peculiaridades que permiten definirlo; es el caso, por ejemplo, del Síndrome de Lujan (tipo marfanoide de cara alargada, mandíbula pequeña, estatura alta, etc.) y del Síndrome de Vásquez (que cursa con hipogonadismo, ginecomastia, baja estatura, obesidad, etc.)

Hormonas sexuales femeninas cerebrales

La mayor parte de la gente relaciona las hormonas sexuales con las gónadas, testículos y ovarios, de manera que estas moléculas, que son desde el punto de vista químico esteroides, se fabrican en estos órganos sexuales. Sin embargo, sabemos desde hace tiempo que el cerebro sintetiza, a partir del colesterol, la hormona progesterona y transforma esta molécula en derivados como la dihidroprogesterona (DHP) y tetrahidroprogesterona (THP).

Oliver Sacks, su tío y una autobiografía

Oliver Sacks (Londres, 1933) es un conocido profesor de Neurobiología clínica en el Albert Einstein College de Nueva York. En España, la editorial Anagrama le ha publicado varias obras, entre las que merece destacarse El hombre que confundió a su mujer con un sombrero.

El tío Tungsteno (publicado por la editorial citada) evoca los recuerdos “científicos” de un niño y joven en el Londres de la Segunda Guerra Mundial y años posteriores. Un niño que en 1943 ya sentía pasión por los metales, las plantas y los números, un niño que desde muy pronto sabía lo que quería ser, que no era otra cosa que químico y que, por no se sabe bien qué razón, terminó siendo neurobiólogo. Hoy día se nos hace difícil creer que haya niños así, ni adolescentes, ni, si me apuran, estudiantes de bachillerato...

Esta autobiografía de Sacks puede ser considerada una especie de desahogo intelectual del autor en unos tiempos en los que las disciplinas científicas puras no gozan de gran predicamento. El tío Tungsteno es una forma excelente de viajar a través de un buen número de conceptos físicos y químicos a lo largo del tiempo —y muy especialmente de los últimos doscientos años—, de pasear por la historia y conocer a importantes personajes de la ciencia: Boyle, Lavoisier, los esposos Curie, Rutherfor, Roentgen, Proust... y los hermanos Elhuyar. En el libro se comentan anécdotas que, en la actualidad, se nos antojan extravagantes (como los rayos X en algunas zapaterías de principios de siglo) y otras extraordinariamente sugerentes, como el inesperado y fascinante encuentro del autor con Eva Curie, que le firmó su conocidísima biografía sobre su madre cincuenta y cinco años después de que el niño Oliver leyera la vida de la eminente polaca.

El tío Tungsteno nos permite descubrir las emociones que nos transmite su autor, que no non pocas, porque toda la obra puede ser considerada como un canto al conocimiento científico, sin divisiones, sin compartimentos.

Los parientes de Sacks tuvieron una importancia capital en su formación. Para Oliver niño muchos de sus intereses científicos se realizaron con el consejo, apoyo y supervisión de una familia en la que, como no podía ser de otra manera, abundaban los científicos, ya físicos, químicos, botánicos, médicos... Pero de todos ellos destacaban muy especialmente sus tíos Mick y Dave, rebautizados químicamente con los nombres de tío Estaño y Tungsteno respectivamente. Su madre, ginecóloga, le enseñó anatomía humana en fetos y a los catorce años participó en la disección de una joven de su edad, con su progenitora y una profesora de Anatomía.

El libro de Oliver Sacks es espléndido, un texto que reconcilia a cualquier lector con la ciencia y lo científico.

Glucocorticoides y memoria

Con el nombre de glucocorticoides conocemos un grupo de hormonas lipídicas, más concretamente esteroideas, producidas por la corteza suprarrenal y liberadas debido a la acción estimulante de una hormona de la adenohipófisis denominada adrenocorticotropa (ACTH).

El más importante de los glucocorticoides humanos es el cortisol mientras que en otras especies (como roedores) es la corticosterona. En situaciones de estrés físico o psicológico, hay una estimulación nerviosa hipotalámica que libera corticotropina (CRF), que a su vez actúa sobre la adenohipófisis estimulando la secreción de ACTH. Esta hormona, finalmente, estimula a la corteza suprarrenal que, como consecuencia, libera sus hormonas.

Hay una serie de evidencias científicas que nos permiten relacionar los glucocorticoides con el aprendizaje:

a)      El carácter lipídico de los glucocorticoides les permite atravesar la barrera hematoencefálica y llegar al cerebro.

b)      Hay una gran cantidad de receptores de estas hormonas en numerosas áreas cerebrales y estas regiones guardan relación con el aprendizaje y la memoria; son el hipocampo, la amígdala, la corteza cerebral, etc.

c)      La literatura científica aporta datos desde hace bastantes años que relacionan los fenómenos de consolidación de la memoria a largo plazo y la síntesis de proteínas y como el mecanismo de acción de los glucocorticoides es la regular la transcripción (fase previa a los procesos de síntesis proteica), cabe colegir que ella podría afectar a la generación de procesos neuronales implicados en la memoria.

d)     Se ha puesto de manifiesto que los glucocorticoides afectan a muchos fenómenos bioquímicos intracelulares en las neuronas cerebrales.

Diversos estudios han demostrado que hay una correlación entre la secreción de glucocorticoides mientras se está realizando una tarea de aprendizaje y la memoria a largo plazo. Veamos

Las tareas de aprendizaje en ratas a las que se ha extirpado las glándulas suprrarenales y que, por tanto, carecen de glucocorticoides, altera considerablemente la formación de la memoria en pruebas clásicas de aprendizaje (condicionamiento del miedo, laberintos acuáticos, etc.)

Cuando antes de realizar una tarea de aprendizaje se inyectan en los animales de experimentación sustancias que actúan como inhibidoras de la síntesis de glucocorticoides se produce una inhibición (que depende de la dosis) del aprendizaje. Por otra parte, si los niveles de estas hormonas son muy elevados pueden llegar a provocar amnesia. Esto sugiere que la formación de la memoria en estas condiciones depende de unos niveles de glucocorticoides adecuados, esto es, si son bajos o altos el aprendizaje y la memoria se ven alterados negativamente. Y es que los glucocorticoides pueden regular, facilitando o inhibiendo, la síntesis de muchas proteínas, entre las que se encuentran diversas que se sabe que intervienen en fenómenos cognitivos.

Quizá el corolario que se puede obtener de lo anterior es que si usted está muy estresado (y por tanto con muchos glucocorticoides en sangre) o poco (con niveles muy bajos de estas hormonas) aprenderá peor que con un nivel medio de estrés. Claro que el grado de estrés es...¡un poco difícil de elegir!

Conductancia y emoción

Las emociones suelen tener relación con la capacidad de la piel para conducir la electricidad, lo que se denomina conductancia. Con los datos que hay en la literatura científica actual se puede decir que en la conductancia están implicadas las glándulas sudoríparas. Cuando mayor es la actividad simpática, mayor es la actividad de las glándulas sudoríparas. ¿No se ha dado cuenta de su sudoración ante una situación de angustia, miedo o ansiedad? Pues bien, si se colocan electrodos en las manos y se hace pasar por ellos una corriente eléctrica de muy baja intensidad, la facilidad con la que discurre dicha corriente —esto es la conductancia— depende del grado de humedad de la superficie de la piel. Si usted está tranquilo en casa, oyendo plácidamente una sinfonía de su compositor favorito, es muy probable que la conductancia sea mucho menor que cuando espera la calificación del último de los ejercicios de una oposición.

Los enfermos con lesiones en los lóbulos frontales presentan una manifiesta apatía emocional. Pues bien, en 1991, Tranel y los esposos Damasio, Hanna y Antonio, sometieron a varios de estos pacientes a una prueba de conductancia. En una primera aproximación comprobaron que la respuesta dérmica de los sujetos con lesiones frontales era semejante a la de los individuos normales, ya que respondían perfectamente a sucesos que, generalmente, causaban alteraciones en la conductancia; por ejemplo, un sonido inesperado.

Posteriormente, estos pacientes visionaron una sesión de diapositivas, la mayor parte de las cuales tenían un contenido emocional indiferente, otras, empero, eran inequívocamente perturbadoras. Las personas que no tenían lesiones cerebrales manifestaban un aumento de la conductancia ante las imágenes impactantes; sin embargo, los enfermos con lesiones frontales no alteraron la conductividad de la piel, aunque eran capaces de realizar comentarios muy precisos y atinados sobre el contenido de las diapositivas. Esto implicaba, necesariamente, que sabían y entendían lo que representaban las diferentes fotografías y que eran incapaces de manifestar respuesta emocional alguna; en algún caso, alguien dijo que “debería sentir lástima por la víctima”, aunque él no hubiera tenido ninguna perturbación. Y es que, como muy bien dicen los autores de este trabajo, “saber no significa necesariamente sentir”.

Más allá de la máquina de la verdad

Hace unos años fue muy popular en una de las televisiones españolas un programa que se llamaba La máquina de la verdad. Se trataba de comprobar si un determinado personaje mentía al responder a unas preguntas más o menos comprometidas que, en ocasiones, el presentador dejaba… para después de la publicidad. El personaje se sometía, por tanto, a lo que se conoce vulgarmente como un detector de mentiras. Para ello se medían, durante la entrevista, una serie de modificaciones de la fisiología del organismo del sujeto, debidas a la actividad del sistema nervioso autónomo. Estos cambios, que afectaban al ritmo cardíaco, tensión arterial, conductividad de la piel, electroencefalograma, etc., eran registrados en un aparato llamado polígrafo (el método utilizado se llama poligrafía).

El polígrafo, sin embargo, no detecta mentira alguna, sino emociones, por lo que personas fácilmente emocionables pueden manifestar algún cambio significativo en su fisiología que no guarde ninguna relación con lo que se desea saber. Probablemente muchos de nosotros nos pondríamos nerviosos ante un polígrafo y, muy especialmente, si sabemos que nuestras respuestas pueden ayudar a un veredicto de inocencia o culpabilidad. Es muy poco probable que nos sentemos ante un detector de mentiras, pero es muy fácil que nos tomen la tensión arterial y hay mucha gente que, ante este hecho, se pone lo suficientemente nerviosa como para que la medición se aleje de los valores más reales. Tampoco es demasiado raro que algunas personas, antes de someterse a un electroencefalógrafo (que realizará electroencefalogramas), se sientan inquietas y miedosas por los electrodos que se colocan en su cuero cabelludo. ¡Quizá piensan que pueden electrocutarse!

Recientemente se ha propuesto la utilización del electroencefalograma (EEG) para encontrar mentirosos. Lawrence Farwell lo ha usado para medir unas ondas especiales que se llaman P300, unas desviaciones del EEG que se manifiestan 300 milisegundos más tarde de una percepción. Según este científico del Laboratorio de Investigación del Cerebro de Fairfied (Iowa), sólo se producen estos potenciales cuando una persona escucha o ve señales con un importante contenido emocional. Aquí no se registran alteraciones del funcionamiento general del cuerpo, como en el polígrafo, sino si la persona investigada tiene información, acústica o visual, del asunto investigado.

Por otra parte, un psiquiatra de la Universidad de Pensilvania, Daniel Langleben, ha utilizado aparatos de tomografía de espín nuclear para detectar mentiras. Con estas máquinas se generan unas ondas electromagnéticas muy fuertes cuya energía es absorbida por las diferentes células. Según este investigador, decir una mentira supone una activación de una estructura cerebral del sistema límbico, el giro cingulado.

Finalmente, James Levine, psiquiatra de la Clínica Mayo, en Rochester, ha realizado películas con una cámara de infrarrojos a diversas personas. De esta manera ha sido capaz de medir diferencias de veinticinco milésimas de grado en la delgada piel de la zona ocular. Levine basa su propuesta científica en el hecho, que todos hemos comprobado alguna vez, de la ruborización (con la consiguiente subida de la temperatura) que se produce cuando alguien que dice una mentira descomunal, aunque para esas “trolas” no necesitamos ningún modelo científico.

¿Se puede sentir miedo por un sonido que todavía no se ha oído?

En muchos animales se han realizado experimentos para crear un condicionamiento de algunas emociones, por ejemplo, del miedo. Las ratas de laboratorio al oír un sonido de baja intensidad (estímulo condicionado) no suelen reaccionar de ninguna manera, digamos que su organismo no está programado para responder a esta señal; por otro lado, cuando a uno de estos animales se le somete a una descarga eléctrica en las patas (estímulo incondicionado) se produce, de una forma refleja, una activación del sistema nervioso autónomo y una situación de miedo, perfectamente detectable porque manifiesta reacciones características de una emoción de este tipo: se queda paralizado y le suben el ritmo cardíaco y la presión arterial. Es decir, es la lógica respuesta, innata, ante un estímulo amenazante.

Ahora bien, si en la jaula se oye un ruido e inmediatamente se produce la descarga eléctrica, después de asociar estos estímulos varias veces, sólo el ruido será capaz de producir la emoción de miedo. Esto es, un estímulo no importante (el sonido) adquiere las características (respuesta emocional de miedo) de otro que sí lo es (la descarga eléctrica).

En la especie humana las cosas no son muy diferentes y se ha demostrado la importancia de la amígdala en el aprendizaje emocional. A un sujeto normal y a un paciente que tenía lesionada esta estructura se les mostraba una serie aleatoria de luces de color azul, amarillo, verde y rojo. Cuando se les enseñaba la luz azul, los investigadores la acompañaban de un sonido bastante desagradable (agudo e intenso), es decir, la luz azul se había asociado a una emoción incómoda. El individuo normal mostraba cambios importantes en la actividad del sistema nervioso autónomo simpático, mientras que el paciente sin amígdala no tenía ningún tipo de respuesta, es decir, no se establecía esa emoción condicionada.

Cuando una rata, o un hombre, reciben un chorro de ondas sonoras, se producen unos impulsos nerviosos que desde los receptores auditivos, y por el nervio del mismo nombre, llegan al tálamo auditivo primero y a la corteza correspondiente después, donde se percibe el sonido. Se demostró que cuando se lesiona la corteza auditiva (se deja sordo al animal) se produce, sin problema alguno, el condicionamiento antes descrito, o lo que es igual: ¡no se necesita oír para asustarse ante un sonido! Sin embargo, cuando se destruyen las regiones del tálamo implicadas en la audición, es imposible que el animal manifieste el condicionamiento. La razón parece clara: el tálamo auditivo está conectado con la amígdala y cuando se lesiona ésta, no se produce el condicionamiento del miedo.

Resulta que los estímulos auditivos llegan al tálamo, de donde van a la corteza primero y al hipocampo después. Estas tres estructuras —tálamo, corteza e hipocampo—, envían señales nerviosas a la amígdala. Pero además, la amígdala conecta con el hipotálamo y con una región del encéfalo medio que se llama sustancia gris periacueductal (alrededor del acueducto cerebral) que producen, respectivamente, las respuestas simpáticas y conductuales características.

El condicionamiento emocional parece que requiere varias vías, lo que en un primer momento se nos antoja bastante raro. No obstante, la información procedente de los órganos de los sentidos (oír el ladrido de un perro o ver un toro que parece que quiere embestirnos) tiene que pasar, necesariamente, por el tálamo, de donde partirán las señales nerviosas a la amígdala y a la corteza. Todo esto supone que, casi a la vez, llegan a esas dos partes y esto implica que cuando la amígdala empieza a responder, nosotros, gracias a la corteza, comenzamos a ser conscientes de las señales procedentes de los órganos de los sentidos. Y esta pequeña diferencia de tiempo puede ser crucial para la supervivencia.

Claro que se podría objetar que es posible que la respuesta de la amígdala no esté en consonancia con el peligro real: no parece lógico que uno se sobresalte en la cama por un ruido que, poco después, identificamos como el de la radio pequeña que se ha caído mientras dormíamos. Ahora bien, esto es mucho mejor que no producir una respuesta a tiempo.

Simpático, parasimpático y sexo

Las vísceras de nuestro cuerpo están controladas por las dos ramas del sistema nervioso autónomo, la rama simpática y la parasimpática. Sabemos que a la mayor parte de las vísceras les llegan impulsos nerviosos tanto por las neuronas simpáticas como por las parasimpáticas. Sin embargo, el funcionamiento de casi todas ellas está regulado fundamentalmente por uno de los dos sistemas. En cualquier caso, en casi todas ellas, la actividad de los dos componentes del sistema nervioso autónomo es antagónica. Así, por ejemplo, la estimulación simpática produce un aumento de la frecuencia cardiaca, dilatación pupilar y la disminución de la actividad de los músculos intestinales; por el contrario, la actividad parasimpática disminuye la frecuencia cardiaca, contrae la pupila y aumenta el peristaltismo. No obstante, la estimulación simpática de las glándulas sudoríparas produce abundante sudoración, mientras que la parasimpática no tiene efecto fisiológico alguno.

La importancia del sistema nervioso autónomo se puede ver claramente con su efecto sobre la presión arterial. Si disminuye la presión sanguínea, mediante una serie de procesos reflejos la estimulación simpática hará que se recuperen los valores normales de presión. Si por el contrario aumenta la presión arterial, serán los estímulos del componente parasimpático los que la reducirán.

Ahora bien, los efectos antagónicos que se observan en muchos aspectos de la fisiología de las dos ramas del sistema nervioso autónomo, requieren una coordinación extraordinaria entre ellas. Veamos el caso del funcionamiento sexual masculino.

Los estímulos sexuales aumentan el flujo sanguíneo al pene, a la vez que bloquean la salida de sangre por las venas, lo que produce la erección del órgano copulador masculino. Y todo ello es generado por un incremento de la actividad de las neuronas parasimpáticas del pene. Sin embargo, el funcionamiento sexual genera unas manifestaciones fisiológicas como el aumento del ritmo cardíaco, la ventilación pulmonar y muchas otras que son consecuencia de la actividad de la rama simpática. Esto supone un aumento de la actividad simpática en todo el organismo menos en el pene.

El resultado final es espectacular: la eyaculación es la consecuencia de la actividad simpática del pene. Todo esto implica que ha de existir un grado de coordinación tal en el sistema nervioso autónomo que, en el último momento del acto sexual, la actividad simpática en el pene se incremente para que se produzca la eyaculación.

Así se explica claramente que cuando una persona está sometida a una importante influencia del simpático, es decir, a una situación de estrés, se pueden generar problemas de impotencia porque es arduo mantener la actividad parasimpática. Por otro lado, y en el caso de que la erección se produzca, es posible que el cambio de la activación parasimpática a la simpática se genere a más velocidad de la normal y el resultado sea un problema de eyaculación precoz.

Fármacos y sueño

La mayor parte de las sustancias farmacológicas que influyen en el sueño se encuentran en alguno de estos dos grupos: hipnóticos, aquellos fármacos que aumentan la cantidad del sueño, y los estimulantes, sustancias que reducen el sueño. El mecanismo de actuación de estos productos es bien conocido.

a.-En el primer grupo se encuentran sustancias tan conocidas como las benzodiacepinas que, aunque inicialmente se utilizaron en los tratamientos contra la ansiedad, son los fármacos hipnóticos más utilizados.

Estas sustancias actúan sobre los receptores del neurotransmisor GABA_A (que se encuentran en muchas regiones del encéfalo). Así, la benzodiacepinas provocan el aumento de las moléculas de GABA que se unen al receptor, lo que produce una entrada masiva de Cl^- y, por tanto, la hiperpolarización postsináptica y la consecuente inhibición neuronal, lo que explica su efecto ansiolítico.

Estos fármacos aumentan la duración del sueño porque incrementan la fase 2 del mismo (mientras que reducen la duración de la fase 4 y del sueño REM).

Aunque la eficacia de las benzodiacepinas a corto plazo es buena, no es aconsejable su utilización prolongada por cuatro razones fundamentales: crean tolerancia al efecto hipnótico, adicción, el cese del tratamiento después de una larga temporada provoca insomnio (lo contrario de lo que se deseaba) y, finalmente, tal y como se ha dicho antes, alteran el patrón del sueño al reducir unas fases y aumentar otras

b.-Los fármacos estimulantes son sustancias como las anfetaminas, la cocaína y los antidepresivos tricíclicos .

Son sustancias que actúan en las sinapsis en las que se liberan catecolaminas, esto es, adrenalina, noradrenalina y dopamina, y lo hacen aumentando la presencia del neurotransmisor en la sinapsis: incrementando la liberación del neurotransmisor y/o bloqueando la recaptación del mismo. Estas sustancias actúan reduciendo el sueño REM o, incluso, haciéndolo desaparecer.

El problema de los estimulantes se centra en sus efectos adictivos y en alteraciones de otra índole como la pérdida del apetito.

Hormonas sexuales y patologías neurales

Los esteroides son unas sustancias del grupo de los lípidos que cumplen funciones muy importantes en los seres vivos. Limitándonos exclusivamente a los que son hormonas hay que indicar que algunas de ellas son producidas en glándulas endocrinas sexuales: testículos y ovarios. Entre los esteroides producidos por los testículos podemos señalar a la testosterona y por los ovarios a la progesterona y el estradiol.

Las hormonas sexuales tienen una función muy importante en un gran número de procesos, entre los que se encuentran los neurales. Ello nos induce a pensar que una modificación, ya sea por exceso o por defecto, de sus concentraciones en sangre es posible que afecte, en algún sentido, a ciertas enfermedades neurológicas.

Uno de los hechos más atrayentes que confirman, en buena medida, lo anterior es que hay diferencias sexuales altamente significativas en lo que se refiere a la recuperación del tejido nervioso como consecuencia de los accidentes cerebrovasculares. Veamos.

En efecto, en ratas se ha demostrado que las neuronas de cierta regiones del hipocampo son más susceptibles de degenerar (utilizando estímulos artificiales) según la fase del ciclo estral en la que se encuentre el animal.

Por otra parte, en humanos, hay estudios clínicos que han puesto de manifiesto que los cambios en las concentraciones sanguíneas de diferentes hormonas sexuales tienen relación con el riesgo de sufrir un infarto cerebral. Se sabe, por ejemplo, que las mujeres premenopaúsicas tienen una menor probabilidad de sufrir un infarto cerebral que los varones de edades similares, lo que se corrobora con el hecho de que cuando las mujeres superan la edad de la menopausia igualan su riesgo de infarto con el de los varones. No obstante, aunque un buen número de estudios señala que la terapia sustitutiva con estrógenos (en mujeres menopáusicas) disminuye el riesgo de padecer un infarto cerebral, también hay investigaciones que indican lo contrario en relación con estas mujeres.

En otro orden de cosas, en las mujeres que padecen ataques de epilepsia hay una correlación negativa entre los niveles sanguíneos de progesterona y el número de ataques epilépticos, esto es, cuanto mayor es la concentración de esa hormona femenina menor es la probabilidad de sufrir un ataque.

Por último, en relación con la enfermedad de Alzheimer, se han publicado varios estudios en los que se ha relacionado la terapia sustitutiva con estrógenos con el menor riesgo de padecer dicha enfermedad aunque, desgraciadamente, cuando se presentan los síntomas de la misma, la utilización de estos esteroides femeninos no tiene efecto paliativo alguno, antes bien, parece que empeoran algunos signos externos de esta patología.

Mecanismos de la barrera hematoecencefálica

La barrera hematoencefálica, de la que nos hemos ocupado en otro lugar, es un obstáculo que tiene una doble característica: por un lado está formada por piezas biológicas y por otro está constituida por moléculas. 

Estrictamente hablando, la barrera hematoencefálica la constituyen las propias células de los vasos sanguíneos. Por ella se impide el intercambio libre de iones y moléculas orgánicas entre el plasma sanguíneo y el tejido nervioso, lo que supone un gran inconveniente a la hora de utilizar fármacos para tratar alteraciones del funcionamiento del sistema nervioso central. Por esto, conocer con detalle la bioquímica, anatomía, fisiología, etc. de la barrera supone un reto que permitirá la adecuada utilización de muchos fármacos.

Es una sola capa que separa las células del tejido nervioso cerebral de la sangre y funciona como barrera porque los capilares que se encuentran en el sistema nervioso central no son iguales que los que se ubican en otras zonas corporales.

En efecto, los capilares del sistema nervioso central están formados por células epiteliales (endoteliales) que carecen de poros y que se encuentran unidas sin dejar hueco alguno: las denominadas uniones estrechas. Además, la superficie de las células endoteliales está cargada negativamente de manera que rechaza las moléculas con la misma carga. Por otra parte son células muy activas metabólicamente, lo que explica el gran número de mitocondrias que poseen y demuestra claramente que los procesos que suceden en estas células suponen un gasto importante de energía.

Esta barrera tiene una serie de características (algunas comunes a muchas células)  que permiten, o no, el paso de ciertas moléculas a través de ella.

a) Por transporte pasivo, sin gasto de energía, ciertas moléculas hidrofóbicas (apolares, esto es, insolubles en agua) pueden atravesar la barrera desde la sangre al cerebro, siempre que su tamaño no sea excesivamente grande.

b) Hay proteínas en la membrana de las células endoteliales que transportan de manera selectiva (una proteína determinada transporta una sustancia concreta) moléculas pequeñas: bases nitrogenadas, monosacáridos, aminoácidos, etc.

c) Otras proteínas impiden la entrada de ciertas moléculas en el cerebro y/o que favorecen la salida de ciertas sustancias desde las neuronas del sistema nervioso central a la sangre, proceso que supone un gasto de energía (transporte activo)

d) La cara externa de la membrana de los capilares cerebrales está cargada negativamente de forma que se puede producir un transporte por adsorción como consecuencia de la unión eléctrica entre ciertas moléculas cargadas positivamente y las de la superficie de la membrana capilar.

e) Hay receptores de determinadas sustancias (leptina, insulina y otras), que se localizan en las células de la barrera hematoencefálica, que pueden también transportar moléculas grandes y pequeñas. 

La línea lateral

En el caso de los peces, además de receptores típicos que podemos reconocer en la mayor parte de los vertebrados, hay otros que, en número muy abundante, se localizan alineados longitudinalmente sobre los flancos del animal, desde la cabeza a la cola, que constituyen el llamado sistema de la línea lateral, también denominado órgano de la línea lateral.

Este órgano es el encargado de la percepción de los movimientos de las aguas y, por tanto, responsable de la orientación de los desplazamientos del animal. Generalmente, la estructura discurre por la parte media de cada uno de los lados del cuerpo y marca una línea (de ahí su nombre) perfectamente visible, única y continua hasta la base de la aleta caudal; excepcionalmente pueden observarse varias cuando no acaba antes de la cola.

El órgano de la línea lateral lo presentan los vertebrados acuáticos, desde los peces más primitivos como la lamprea hasta las larvas de los anfibios y está formado por unos canales de luz estrecha, principalmente longitudinales y rellenos de una sustancia más o menos gelatinosa. En algún pez, en lugar de tubos hay simples surcos cutáneos.

La disposición de los elementos del mismo recuerda al sistema coclear, es decir, al caracol auditivo del resto de los vertebrados. En efecto, la línea lateral está formada por un conjunto de células receptoras provistas de cilios, los neuromastos. Cada neuromasto está constituido por varias células ciliadas sumergidas en un medio gelatinoso que tiene forma de cuña y que se denomina cúpula. Esto supone que los canales discurren superficialmente por la epidermis del animal y conectan con el exterior, de trecho en trecho, por medio de las cúpulas que atraviesan las escamas, hasta ponerse en contacto con el agua.

La importancia de esta disposición radica en que las cúpulas sobresalen tanto que se doblan como respuesta a cualquier cambio mecánico en el agua.  Por tanto, el órgano de la línea lateral informa al pez de la localización de los obstáculos, ya que le permite valorar el efecto que produce sobre la superficie de su cuerpo las ondas que generan otros animales al desplazarse y también le posibilita percibir los reflejos de objetos fijos cuando se mueve el propio animal.

Es evidente que la línea lateral debe mandar la información al sistema nervioso central con el fin de que el animal elabore la respuesta adecuada y reaccione ante lo que sucede en el agua. Por ello, en la cabeza, la línea lateral está inervada por varias ramas del nervio facial y en el tronco hace lo propio el nervio vago y una rama del glosofaríngeo. Además, la línea lateral comunica con los laberintos del oído interno, encargados de la orientación y del equilibrio.

Por último, hay que decir que los sentidos de la audición y del equilibrio en los vertebrados terrestres no son más que modificaciones del órgano de la línea lateral de los peces. 

Dualismo y monismo, mente y cuerpo, clásicos y modernos

Históricamente el cuerpo y la mente son elementos distintos, esto es, el cerebro es considerado como materia constituyente del organismo y la “conciencia”, la “mente”, el “yo”, es tratado como algo distinto: Mente y conciencia no eran de incumbencia de los científicos, eran experiencias ocultas y características de cada persona, subjetivas.

El fundamento de la doctrina dualista es el hecho de considerar la realidad dividida en dos categorías independientes, materia y espíritu, o lo que es igual, valorar a la persona humana como una entidad constituida por un cuerpo material y un alma no física. Es por ello que sólo el cuerpo está formado por materia común. Consecuencia de lo anterior es la búsqueda de la interrelación entre las dos categorías y el intento de explicar la función del espíritu (alma).

René Descates es el primer filósofo que representa nítidamente el dualismo entre cuerpo y alma de una manera paralela a como recientemente lo han hecho científicos de la categoría de John Eccles (1903-1999) —neurobiólogo australiano galardonado, en 1963, con el premio Nobel de Fisiología y Medicina por sus trabajos sobre las sinapsis neuronales— Nevill Mott (n. 1905) —físico inglés que por sus investigaciones sobre las importantes propiedades de los semiconductores recibió el premio Nobel de Física en 1977—, y Vaduz Salam (n. 1926) —físico paquistaní que recibió el mismo galardón en 1979 por su teoría unificadora de la fuerza electromagnética y la productora de la desintegración beta de los núcleos atómico. La concepción intelectual de estos autores, aunque tiene una estructuración que es, obviamente, más científica, entronca en gran medida con el dualismo cartesiano.

El pensamiento monista excluye lo que tradicionalmente ha sido considerado el problema mente-cuerpo, ya que se basa en el estudio de la realidad unificada, esto es, en considerar a la mente como un fenómeno que es consecuencia de la fisiología y su interacción ambiental. Francis Crick (1916-2004)), premio Nobel de Fisiología y Medicina en 1962 por sus estudios sobre la estructura molecular del ADN, ha resumido el problema de la siguiente manera: “nuestras mentes (el comportamiento de nuestros cerebros) pueden resultar explicadas por la interacción de las células nerviosas (y de otras células) y de sus moléculas asociadas”. También el monismo ha tenido en el siglo XX importantes valedores; además de Crick podemos citar a Jacques Monod (1910-1976), galardonado con el premio Nobel de Fisiología y Medicina en 1965, por sus estudios sobre el ARN y Steven Weinberg (1933), que compartió sus trabajos y el premio Nobel con el ya citado Salam.

Efectos neurobiológicos del alcohol

Con el tabaco, una de las drogas más consumidas en todo el mundo es el alcohol. La presentación más común de alcohol es en forma de etanol, una molécula de grandes efectos sobre diversos órganos de nuestro cuerpo.

El etanol, en dosis altas, actúa sobre los receptores nicotínicos de acetilcolina y los de la serotonina. Los efectos de la droga reducen los receptores de glutamato (que es un neurotransmisor excitador), los canales de calcio (el calcio favorece la neurotransmisión) y aumentan los receptores de GABA (que es un neurotransmisor inhibidor). Como resultado se produce una disminución de la transmisión del impulso nervioso (efectos depresores).

Cuando se es dependiente y no hay alcohol, los receptores de glutamato aumentan, de la misma manera que los canales de calcio y, sin embargo, disminuyen los receptores de GABA, esto es, se producen los efectos neurobiológicos opuestos a los descritos antes. Esto parece ser la razón del síndrome de abstinencia.

La dependencia se suele generar en poco tiempo, lo que también sucede con otros depresores del sistema nervioso como son los ansiolíticos como las benzodiacepinas y los barbitúricos. Con estas sustancias, el alcohol presenta tolerancia cruzada, probablemente porque ellas también actúan a través los receptores del GABA.

Además, el alcohol interacciona con muchas otras sustancias que potencian sus efectos depresores. Así, antidepresivos, anticonvulsivantes, antihistamínicos, etc. potencian los efectos depresores del alcohol.

La exposición aguda a esta droga produce euforia y desinhibición, que parecen ser los responsables de los efectos reforzantes positivos y de que la conducta de ingesta de alcohol se mantenga.

El consumo habitual produce daño cerebral, amnesia, perturbaciones del sueño, estados psicóticos y convulsiones. Se manifiesta en un conjunto de síntomas que suelen llevar una secuencia concreta: una fase inicial de excitación y euforia, acompañada de locuacidad; una segunda fase hipnótica, de alteración motora, del equilibrio, confusión mental, habla incongruente, irritabilidad, mareos, náuseas, etc.; una tercera fase anestésica con pérdida de la conciencia, reflejos y del control de esfínteres, amén de una generalizada falta de tono muscular con problemas respiratorios y coma; finalmente se produce una fase bulbar, en la que se pierden las funciones propias del bulbo raquídeo con la consiguiente parada cardiorrespiratoria y la muerte.

Neurobiología de la cocaína

Es una droga muy adictiva que se administra inyectada, inhalada y fumada. La subida eufórica es mayor cuando se inyecta o se fuma (antes de los 10 minutos) que cuando se inhala (a los 25 minutos aproximadamente). Como en otras drogas, el uso continuado disminuye el tiempo de la subida eufórica y en poco tiempo puede desarrollarse una tolerancia a los efectos de la subida, de forma que muchos adictos buscan las sensaciones euforizantes de la primera administración.

Una de las formas más comunes de conseguir vapores de cocaína es con el crack. La cocaína  se obtiene de las hojas del árbol de la coca, con las que se hace una pasta de la que se obtienen dos formas químicas de la cocaína: hidrocloruro de cocaína y cocaína como tal. El crack es la obtención de la cocaína a partir del hidrocloruro, al que se le se añade bicarbonato sódico, o amoníaco, y agua y se calienta para obtener vapores de cocaína que inhalados hacen que altas dosis de la droga lleguen al cerebro en poco tiempo. Su consumo puede desarrollar psicosis paranoides muy agresivas.

-La cocaína bloquea los canales de sodio y, por tanto, impide la transmisión del impulso nervioso; esto explica el efecto analgésico de la droga.

-También inhibe la recaptación de dopamina, serotonina y noradrenalina, a través del bloqueo de las proteínas transportadoras que realizan estos procesos. Como consecuencia, se incrementa la cantidad de esos neurotransmisores en la sinapsis con la consiguiente estimulación sobre los receptores postsinápticos. Esto contribuye a los efectos euforizantes de la droga.

-La cocaína actúa también en las neuronas presinápticas de las vías mesolímbicas y nigroestriatales, favoreciendo el almacenamiento de dopamina en las vesículas presinápticas. También ejerce su acción uniéndose a los receptores de la serotonina y a los receptores muscarínicos de la acetilcolina.

-La cocaína aumenta la liberación de noradrenalina en las terminaciones simpáticas del sistema nervioso autónomo, lo que lleva a las complicaciones agudas que produce: aumento de la frecuencia cardiaca, aumento de la presión arterial, incremento de las secreciones salivar, gástrica y pancreática, intensa sudoración, etc.

Por desgracia, ningún tratamiento farmacológico contra la cocaína ha tenido hasta la fecha una buena eficacia. Sin embargo, hay mayores expectativas en los tratamientos de naturaleza psicosocial: comunidades terapéuticas, los tratamientos cognitivo-conductuales, etc.