¿Cómo es que una sola célula, un ovulo fecundado para el caso, se convierte en un ser humano? ¿Cómo es que se logra originar, a partir de algo invisible, un artefacto tan complicado como el cerebro?
Complejo, enigmático y responsable de nuestra identidad, el cerebro y su sistema nervioso comienzan su formación, en seres humanos, a partir de la tercera semana de gestación, con una estructura conocida como el plato neural. Antes de esto, la célula fecundada se divide varias veces, formando una masa parecida a una mora (de allí que se llame temporalmente mórula). Desde la tercera semana, la masa hasta entonces indiferenciada, se deforma debido a una serie de movimientos celulares para originar el plato neural (2).
Tras formarse el plato, y alrededor de la quinta semana de gestación, comienzan rápidas divisiones de las células que se convertirán en neuronas. Para entender qué es rápido, considere que, mientras la tasa estimada de división de las células de la piel en un adulto -que se reemplazan constantemente- es de unas dos semanas, las células precursoras de neuronas tienen una tasa de creación de ¡más de 250 mil células por minuto! (3). Las rápidas divisiones permiten entonces ir formando el cerebro capa a capa, como una cebolla, desde adentro hacia afuera. Adentro están las zonas más conservadas evolutivamente, zonas a las que se adjudican funciones ancestrales como el miedo y la memoria. Afuera está la corteza, y más afuera aún, el neocórtex que es propio de humanos, al que se adjudica el razonamiento lógico.
La manera en la que se van formando estas estructuras es la siguiente: desde la parte más interna, una célula se divide en dos. Y es que, en la biología, uno dividido en dos da dos. ¿Entonces, las células se multiplican o se dividen? De todas maneras, de esa célula que origina otras dos, una célula hija se queda y continúa dividiéndose, originando otras, mientras que la otra célula formada comienza a migrar. Para migrar, saca prolongaciones que son como pies y forma algo llamado el cono de crecimiento, el cuál es usado para ir tanteando el camino (4).
¿Cómo “sabe” esa célula para dónde va? ¿Cómo “sabe” hasta dónde va? Hoy sabemos que hay sustancias que se denominan quimioatrayentes y quimiorepelentes. Son moléculas que le indican a las células en migración por aquí si, por allá no, devuélvase, tuerza el camino, voltee un poquito, ¡llegaste y no te muevas de aquí! Y cuando llegan, se agregan formando capas. Por eso es que se forma como una cebolla, por capas, desde adentro hacia afuera (5). Luego de agregarse, las neuronas comienzan a sacar extensiones (axones y dendritas) para formar conexiones que se llaman sinapsis.
Las sinapsis nos permiten movernos, pensar, sentir, amar, odiar, recordar, tener miedo, tener ansiedad, no perder el equilibrio, y perderlo también. Las primeras conexiones que se forman, son las de moto-neuronas. Así que primero empezamos a movernos antes que sentir. El movimiento autónomo es más ancestral que el sentimiento. Con la formación de las sinapsis comienza el cerebro funcional. La sinapsis está basada en señales de naturaleza electro-química. Se necesitan descargas eléctricas para que funcionemos. Desde leer, pensar, recordar, pasando por amar hasta tan solo el hecho de respirar. Tantas descargas que, sin una protección adecuada, simplemente nos electrocutamos. ¿Y por qué no quedamos fritos al pensar? La protección. Es una capa de mielina (un derivado de ácidos grasos) que se va produciendo con la formación de las sinapsis (4).
Sólo en la corteza, la del razonamiento lógico, hay en promedio unos 20 billones de neuronas que se conectan formando alrededor de un 0.15 cuatrillón de sinapsis. ¿A quién le cabe este número en cifras en la cabeza? Al menos en conexiones, literalmente a todos. Ni hablar de la mielina que las recubre, ¡150 mil kilómetros! (3) ¿Cómo mete uno todo eso en una estructura de unos 3 mm? Por lo menos no lidiamos con ello conscientemente, es a la vida a la que le toca, con su sabiduría de miles de millones de años de ensayo y error.
De aquí en adelante se siguen formando las demás estructuras. ¿Cuándo terminan de formarse? Pues no es al nacer. De hecho, somos de las pocas especies que nacemos todavía muy inmaduros. Muchos animales, como algunas aves (megápodos), lagartijas, mariposas, tortugas, son independientes cuando nacen. Mientras que los terneros, por ejemplo, nacen de pie y en un par de horas están caminando, yo me demoré 33 años en irme de la casa. Al desarrollo post-embrionario que se extiende hasta después de la adultez, se le llama neotenia. Y el cerebro no es una excepción. De hecho, la corteza cerebral, tarda más de 20 años en madurar. A los 4 años de edad, si le muestras un objeto a un niño y luego se lo escondes, su cerebro interpreta que el objeto desapareció. Su cerebro no conoce alternativa. Y solo entre los 12 y 20 años, se puede decir que, en condiciones normales, ya tenemos una estructura más o menos madura para juzgar y crear nuestra identidad (5).
Entonces, ¿cuándo se termina el desarrollo? Cuando morimos. De hecho, la muerte no es solo la etapa final, es también parte del proceso. Por ejemplo, al nacer, más de la mitad de lo que fuimos ya no es. Hablando de las neuronas que se produjeron, entre el 40 al 75% murieron antes de nacer, y aún así, un cerebro promedio contiene unos 100 billones de neuronas (4). ¿Entonces, para qué tanta parafernalia? Más allá del para qué, hoy sabemos que sobreviven las mejores neuronas, las más “fit”. Es decir, las que pudieron recibir factores tróficos (llamados neurotrofinas) y comunicar eficientemente la señal que indica que merecen sobrevivir. Esto es una analogía tremenda con la vida, cruel también. Hoy también sabemos que, si no muriesen, si muchas de esas neuronas siguieran, tendríamos un descontrol de la función neural. Quién sabe si sobreviviríamos. Seguramente y como mínimo, sufriríamos de epilepsia. Así es pues como la muerte nos acompaña desde antes de nacer. Y así es, muy grosso modo, como una sola célula se convierte en ese artefacto complejo y enigmático que nos permite comprender la maravilla de estar vivos.
Por: David Velásquez Carvajal.
Biólogo, magister en filosofía, doctor en complejidad de la vida.
Referencias:
1. Molecular Biology of the Cell. 4th edition. 2002 Bruce Alberts, Alexander Johnson, Julian Lewis, Martin Raff, Keith Roberts, and Peter Walter. New York: Garland Science. ISBN-10: 0-8153-4072-9
2. Michael J.F. Barresi and Scott F. Gilbert. 2019. Developmental Biology. 5th Ed. ISBN-13: 978-1605356044
3. Physical biology of human brain development. Silvia Budday, Paul Steinmann1 and Ellen Kuhl. (2015). Frontiers in cellular neuroscience. doi: 10.3389/fncel.2015.00257
4. Dan H. Sanes, Thomas A. Reh, William A. Harris. Neural induction. Editor(s): Dan H. Sanes, Thomas A. Reh, William A. Harris. Development of the Nervous System (Third Edition). Academic Press. 2012. Pages 1-22; Pages 49-75; Pages 171-208. ISBN 9780080923208
5. Eric R. Kandel, John D. Koester, Sarah H. Mack, Steven A. Siegelbaum. Principles of Neural Science, 6th Ed. 2021. ISBN-13: 978-1259642234
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