“Estamos viendo avances espectaculares en regeneración del sistema nervioso”

El del cerebro es el quinto libro blanco que el CSIC ha editado para responder a 14 de los retos más acuciantes del del siglo XXI. Con sus cerca de cien mil millones de neuronas, que a su vez establecen conexiones con otras decenas de miles de neuronas que nos hacen únicos, el cerebro es el sistema biológico más complejo que se conoce. Y es también en última instancia el que nos ha permitido avances sin precedentes frente a otras especies animales, así como colonizar todos los rincones del planeta, por extremas que sean sus condiciones.

Los investigadores Eloísa Herrera, del Instituto de Neurociencias (CSIC-UMH), en Alicante, y José Antonio Esteban, del Centro de Biología Molecular Severo Ochoa (CSIC-UAM), de Madrid, coordinadores del Libro Blanco del Cerebro, nos adelantan los retos a los que se enfrenta la neurociencia.

Pregunta. ¿Cuáles son los objetivos del Libro Blanco del Cerebro?

Respuesta. Uno de los principales objetivos del Libro Blanco del Cerebro ha sido tratar de predecir cuáles son los principales retos a los que nos vamos a enfrentar en los próximos diez años en el campo de las Neurociencias para poner un mayor énfasis en la resolución de estas cuestiones. También nos propusimos como objetivo importante la promoción y facilitación de colaboraciones entre investigadores del CSIC que trabajan en distintos ámbitos pero que pueden aportar visiones muy distintas en la investigación del sistema nervioso.

P. ¿Que el cerebro se estudie a sí mismo, supone una dificultad adicional para entender su funcionamiento?

R. La investigación sobre el cerebro ha sido y sigue siendo un gran reto debido a su extremada complejidad y también a que la accesibilidad para su manipulación es limitada. Sin embargo, el hecho de que se estudie a sí mismo, aunque nos puede resultar curioso, no tiene por qué entrañar más dificultad que la investigación de otros órganos o procesos biológicos. Al fin y al cabo su funcionamiento es fruto de la biología y antes o después conseguiremos desentrañar los mecanismos que lo hacen funcionar.

P. ¿En qué punto estamos en la investigación del cerebro?

R. Estamos en un momento francamente interesante y emocionante por varias razones. Una de ellas es puramente técnica. En la última década la tecnología nos está permitiendo llevar a cabo experimentos que parecían un sueño. Por poner un ejemplo, técnicas como la optogenética nos permiten ahora manipular muy precisamente grupos particulares de neuronas y aprender cuál es exactamente su función. La imagen funcional y la microscopía combinada con la revolución genómica también han alcanzado un grado de resolución que nos facilita enormemente visualizar estructuras, rutas moleculares, circuitos y procesos que antes nos eran invisibles.

Además, el hecho de que la sociedad esté más sensibilizada con temas relacionados con la neurociencia y la salud mental ayuda sin duda a que las políticas gubernamentales sean más sensibles a nuestras investigaciones.

La tecnología nos está permitiendo llevar a cabo experimentos que parecían un sueño” Eloísa Herrera (IN)

P. Una vez confeccionado el Libro Blanco del Cerebro, ¿qué acciones se han puesto en marcha para avanzar en cada uno de los ocho desafíos recogidos?

R. Se ha creado el Centro Internacional de Neurociencias Cajal, que acogerá a reputados neurocientíficos nacionales e internacionales y en el que la neurociencia computacional y de sistemas y la inteligencia artificial tendrán un gran protagonismo. También se ha dado un gran impulso a otros centros que acogen investigación puntera en neurociencias como el Instituto de Neurociencias de Alicante, que ha renovado por tercera vez consecutiva el distintivo de excelencia Severo Ochoa. Esperamos que en el futuro el CSIC siga avanzando hacia una mejora en las condiciones de los distintos grupos de investigación que trabajamos en este apasionante área del conocimiento en todo el territorio nacional.

P. ¿En qué medida la investigación sobre el cerebro es traslacional?

R. La investigación en neurociencias siempre es traslacional. La cuestión es cuánto tiempo puede pasar desde que un descubrimiento tiene lugar hasta que puede ser útil para la sociedad. Pero todas las investigaciones, por muy básicas que sean, tienen una utilidad y nos ayudan a establecer las bases sobre las que seguir investigando para finalmente alcanzar una aplicación tangible.

P. Uno de los grandes retos de la sociedad actual, con el aumento de la esperanza de vida, es encontrar tratamientos para enfermedades neurodegenerativas como el alzhéimer. ¿Qué aporta el libro blanco en este punto? ¿Lograremos frenar enfermedades como el alzhéimer?

R. El abordaje integrador que propone el libro blanco puede ser fundamental para este problema. Por ejemplo, aunque cada vez más personas llegan a edades avanzadas, se ha observado que el porcentaje de ellas que sufre alzhéimer en realidad está disminuyendo. Esto quizá tenga que ver con factores que conducen a un envejecimiento más saludable, como mejores hábitos alimenticios, ejercicio físico, etc. Quizá nunca lleguemos a curar el alzhéimer, pero posiblemente lograremos frenar la enfermedad, por medio de un conocimiento más profundo de sus mecanismos y de la relación del cerebro con el resto del organismo.

P. Los trastornos mentales y neurológicos son otro gran reto de la neurociencia, ya que pocos tienen tratamiento curativo. ¿cómo hemos avanzado en este punto y cuál sería el objetivo a conseguir?

R. Sin duda, necesitamos un mejor conocimiento de los mecanismos que generan nuestras funciones cognitivas. Por ejemplo, enfermedades como la esquizofrenia o los trastornos del espectro autista son tan difíciles de tratar porque todavía no entendemos bien cómo percibimos el mundo exterior y cómo lo interpretamos. Sin embargo, hemos avanzado mucho. Gracias a un progreso espectacular de las técnicas bioinformáticas y genómicas, conocemos miles de alteraciones genéticas que contribuyen a estas enfermedades. Ahora el reto es integrar toda esta información y entender los circuitos neuronales que son responsables de estos trastornos. Solo así podremos aspirar a encontrar terapias efectivas.

P. Las 14 temáticas estratégicas escogidas por el CSIC pretenden ampliar el conocimiento con equipos multidisciplinares ante retos globales. En el caso concreto del cerebro, ¿qué importancia tiene un abordaje así, desde distintas perspectivas?

R. Relacionado con el punto anterior, es fundamental abordar estos problemas con equipos multidisciplinares. Necesitamos expertos en biología, química y física para entender los mecanismos que operan en el cerebro; expertos en computación para integrar toda la información molecular, genética, anatómica y funcional que se está generando; personal médico que pueda relacionar esta información con los trastornos mentales que observa en la clínica; ingenieros que desarrollen nuevos dispositivos que interaccionen con nuestro cerebro de forma precisa y puedan restaurar funciones perdidas o dañadas. .

P. Uno de los desafíos está dedicado a la influencia del microbioma en la interacción cuerpo-cerebro. ¿Puede el microbioma condicionar nuestro comportamiento?

R. Sin duda puede influir. En comportamientos relacionados con trastornos del espectro autista o en enfermedades como la esclerosis lateral amiotrófica ya hay evidencias en ese sentido que incluso están orientando los primeros ensayos clínicos. Pero esto no debe llevarnos a simplificar el problema. No va a haber un antibiótico, una vacuna o un suplemento alimenticio que cure el autismo o nos vuelva más inteligentes. Los mecanismos que se están descubriendo son complejos y multifactoriales. Tenemos que huir de explicaciones pseudocientíficas y de soluciones mágicas.

P. Otro campo relevante es la regeneración de la médula espinal, en el que hemos visto avances importantes en cuanto a recuperación de la movilidad. ¿Se logrará reparar la médula espinal?

R. Efectivamente, estamos viendo avances espectaculares en regeneración del sistema nervioso, no sólo de las neuronas espinales, sino también, por ejemplo, de las neuronas que están en la retina. En los últimos años se ha demostrado que el recrecimiento de las fibras visuales después de lesión es posible tras la eliminación de genes específicos. En casos de paraplejia se está trabajando a varios niveles y siguiendo distintas estrategias. Por una parte, se están desarrollando distintos protocolos de estimulación eléctrica y, por otra, se está diseñando una amplia variedad de dispositivos robóticos que están dando muy buenos resultados. Es decir, estamos avanzando muchísimo en el camino correcto, pero no sabemos aún suficiente sobre los mecanismos biológicos que subyacen a la función y regeneración de las neuronas espinales como para aventurar si se logrará o no reparar la médula.

No va a haber un antibiótico, una vacuna o un suplemento alimenticio que cure el autismo o nos vuelva más inteligentes” José A. Esteban (CBM)

P. ¿En qué punto se encuentran cada uno de los campos en los que sois expertos?

José Antonio Esteban: Mi campo es el estudio de los mecanismos del aprendizaje y la memoria. Tradicionalmente lo hemos estudiado desde el punto de vista de las neuronas individuales, es decir, ¿cómo cambian las neuronas cuando aprendemos algo? Ahora estamos integrando este conocimiento para entender cómo cambian circuitos neuronales específicos según el tipo de aprendizaje o comportamiento que estemos tratando. Y aquí ya no solo participan las neuronas, sino también las células de glía e incluso la vasculatura cerebral que proporciona energía para todos estos mecanismos.

Eloísa Herrera: Yo trabajo en cómo se forma el sistema nervioso en el embrión y durante las primeras etapas postnatales. Conocemos de manera somera algunos de los mecanismos que dan lugar a la generación de neuronas y cómo comienzan a conectarse unas con otras. Pero para prevenir enfermedades del neurodesarrollo necesitaremos un conocimiento mucho más profundo y detallado de estos procesos de neurogénesis y formación de circuitos. También va a ser un enorme reto en los próximos años llegar a entender la traducción biológica de eventos durante la infancia ya sean positivos o traumáticos. Es decir, sabemos que las experiencias que vivimos de niños tienen un enorme impacto en el modelado de nuestra personalidad pero a nivel fisiológico y molecular no entendemos bien cómo esto ocurre. ¡Queda mucho por hacer!