¿Qué son las neurociencias?

La neurociencia es una disciplina científica que estudia el sistema nervioso y todos sus aspectos, tales como la estructura, función, desarrollo ontogenético y filogenético, bioquímica, farmacología y patología, y cómo sus diferentes elementos interactúan, dando lugar a las bases biológicas de la cognición y la conducta. Así, la neurociencia trata de dar respuesta a una amplia gama de interrogantes acerca de cómo se organizan los sistemas nerviosos de los seres humanos y de otros animales, cómo se desarrollan y cómo funcionan para generar la conducta. Estas preguntas pueden explorarse usando las herramientas analíticas de la genética y la genómica, la biología molecular y la biología celular, la anatomía y la fisiología de los aparatos y sistemas, la filosofía, la biología conductual y la psicología. Por ejemplo, algunos neurocientíficos se centran en el sistema nervioso y su impacto en el comportamiento y las funciones cognitivas, mientras que otros investigan qué sucede con el sistema nervioso cuando las personas tienen trastornos neurológicos, psiquiátricos o del neurodesarrollo.

La neurociencia ha sido tradicionalmente clasificada como una subdivisión de la biología, pero en realidad, se trata de una ciencia interdisciplinaria relacionada estrechamente con otras disciplinas, como las matemáticas, la lingüística, la ingeniería, la informática, la química, la filosofía, la psicología o la medicina. Los neurocientíficos estudian los aspectos celular, funcional, evolutivo, computacional, molecular, celular y médico del sistema nervioso, por eso más que hablar de “neurociencia” en singular, cabe hablar de “neurociencias” en plural.

Un poco de historia

En la antigüedad, los antiguos egipcios pensaban quela sede de la inteligencia estaba en el corazón. Debido a esta creencia, durante el proceso de momificación, eliminaban el cerebro y dejaban el corazón. Sin embargo, Hipócrates sí entendía que el cerebro era el centro de las emociones y el conocimiento:

Los hombres deben saber que el cerebro es el responsable exclusivo de las alegrías, los placeres, la risa y la diversión, y de la pena, la aflicción, el desaliento y las lamentaciones. Y gracias al cerebro, de manera especial, adquirimos sabiduría y conocimientos, y vemos, oímos y sabemos lo que es repugnante y lo que es bello, lo que es malo y lo que es bueno, lo que es dulce y lo que es insípido.

Las primeras escrituras sobre el cerebro datan del año 1700 a.C., concretamente la palabra ‘cerebro’ se menciona ocho veces en el Papiro Edwin Smith, en relación a los síntomas, el diagnóstico y los resultados probables de dos personas que tenían heridas en la cabeza. Durante siglos, especialmente durante toda la edad media, el conocimiento de las funciones del sistema nervioso fue más bien escaso. Sí se realizaron descripciones morfológicas que permitieron identificar estructuras del sistema nervioso central y periférico.

A finales del siglo XIX y durante el primer tercio del siglo XX, la figura del neurocientífico español Santiago Ramón y Cajal revolucionó el conocimiento del sistema nervioso, por lo que se reconoce mundialmente como padre de la neurociencia moderna. Entre otros descubrimientos, en mayo de 1888 publicó en la Revista Trimestral de Histología Normal y Patológica que los tejidos cerebrales no eran compuestos de conexiones continuas como se creía hasta la fecha dadas las investigaciones de Camillo Golgi, que si bien permitían ver los nervios y los tejidos cerebrales su precisión no permitía evidenciar las neuronas. Su esquema estructural del sistema nervioso como un aglomerado de unidades independientes y definidas pasó a conocerse con el nombre de «doctrina de la neurona», y en ella destaca la ley de la polarización dinámica, modelo capaz de explicar la transmisión unidireccional del impulso nervioso. Gracias a los detallados exámenes histológicos de Ramón y Cajal se descubrió la hendidura sináptica, un espacio de entre 20 y 40 nanómetros que separa las neuronas. Este espacio sugería la comunicación mediante mensajeros químicos que atravesaban la hendidura y permitían la comunicación entre las neuronas, estudios continuados por el fisiólogo inglés Henry Hallett Dale quien descubrió el primer neurotransmisor, la acetilcolina, sentando así las bases de la comprensión del funcionamiento tanto a nivel del sistema nervioso central como del sistema nervioso periférico de la mayoría de drogas existentes y de las que se desarrollarían posteriormente. Propuso la existencia de las espinas dendríticas, una pequeña protuberancia en la membrana del árbol dendrítico de ciertas neuronas donde, típicamente, se produce la sinapsis con un botón axonal de otra neurona, y en ocasiones contactan varios axones. Santiago Ramón y Cajal descubrió también el cono de crecimiento neural, una expansión cónica del extremo distal de axones y dendritas en desarrollo, descrita por primera vez por él, que constituye la extensión de un axón en desarrollo para conseguir una conexión sináptica adecuada a lo largo del sistema nervioso. Después de crear excelentes descripciones de las estructuras neuronales y su conectividad, y proporcionar descripciones detalladas de los tipos de células, descubrió un nuevo tipo de célula, la célula intersticial de Cajal (ICC). Estas células se encuentran intercaladas entre las neuronas incrustadas dentro de los músculos lisos que recubren el intestino, sirviendo como generador y marcapasos de las lentas ondas de contracción que mueven el material a lo largo del tracto gastrointestinal, mediando la neurotransmisión de las neuronas motoras a la células blandas del músculo liso. Además de su extraordinaria actividad científica, pionera y de altísima calidad científica y estética, Santiago Ramón y Cajal nos dejó multitud de ideas inspiradoras:

 Todo ser humano puede ser, si se lo propone, escultor de su propio cerebro. 

Desde la década de 1950 en adelante, el estudio científico del sistema nervioso experimentó enormes avances, principalmente debido desarrollo de nuevas técnicas de estudio del sistema nervioso y al progreso en otros campos relacionados, como la neurociencia computacional, la electrofisiología y la biología molecular. Así, los neurocientíficos pueden estudiar con mayor precisión la estructura, las funciones, el desarrollo, las anomalías y las formas en que se podía alterar el sistema nervioso. El conocimiento neurocientífico ha crecido a una velocidad exponencial durante la década de 1990, que fue declarada “la década del cerebro”. Sin embargo, en Fundación de Neurociencias pensamos que la verdadera explosión de los avances neurocientíficos está sucediendo durante este siglo, al que verdaderamente podemos denominar “el siglo del cerebro”.

Ramas de las neurociencia: neurociencias

Existen numerosas ramas de la neurociencia. Contínuamente se expanden los campos de estudio que abarcan las neurociencias. Así, se puede distinguir:

– Neurociencia afectiva: en la mayoría de los casos, la investigación se lleva a cabo en animales de laboratorio y analiza cómo se comportan las neuronas en relación con las emociones.

– Neurociencia del comportamiento: estudio de las bases biológicas del comportamiento.

– Neurociencia celular: el estudio de las neuronas, incluida su forma y propiedades fisiológicas a nivel celular.

– Neurociencias clínicas: estudia las afecciones del sistema nervioso central y periférico. Incluye disciplinas como la neurología, la neurocirugía, la psiquiatría y la neurofisiología clínica.

– Neurociencia cognitiva: el estudio de las funciones cognitivas superiores que existen en los humanos y su base neuronal subyacente.

– Neurociencia computacional: se utilizan ordenadores para simular y modelar funciones cerebrales, y aplicar técnicas de matemáticas, física y otros campos similares para estudiar la función cerebral.

– Neurociencia cultural: examina cómo las creencias, las prácticas y los valores culturales se configuran y moldean el cerebro, las mentes y los genes en diferentes períodos.

– Neurociencia del desarrollo: analiza cómo se desarrolla el sistema nervioso sobre una base celular; qué mecanismos subyacentes existen en el desarrollo neuronal.

– Neurociencia molecular: es el estudio del papel de las moléculas individuales en el sistema nervioso.

– Neuroingeniería: utiliza técnicas de ingeniería para comprender, reemplazar, reparar o mejorar los sistemas neuronales.

– Neuroimagen: una rama de las imágenes médicas que se concentra en el cerebro. La neuroimagen se usa para diagnosticar enfermedades y evaluar la estructura del sistema nervioso, así como para el estudio del mismo.

– Neuroinformática: integra datos en todas las áreas de la neurociencia, para ayudar a comprender el cerebro y tratar enfermedades. La neuroinformática implica adquirir datos, compartir, publicar y almacenar información, análisis, modelado y simulación.

– Neurolingüística: estudia qué mecanismos neuronales en el cerebro controlan la adquisición, la comprensión y el enunciado del lenguaje.

– Neurofisiología: analiza la relación del cerebro y sus funciones, y la suma de las partes del cuerpo y cómo se interrelacionan.

– Paleoneurología: es el estudio de los cerebros fosilizados.

– Neurociencia social: un campo interdisciplinario dedicado a comprender cómo los sistemas biológicos implementan los procesos y el comportamiento social. Mediante conceptos y datos sociales refina las teorías del comportamiento social.

– Neurociencia de sistemas: sigue las vías del flujo de datos dentro del SNC (sistema nervioso central) e intenta definir los tipos de procesamiento que se llevan a cabo allí. Utiliza esa información para explicar las funciones de comportamiento.

Fundación de Neurociencias

Fundación de Neurociencias se dedica fundamentalmente a las neurociencias clínicas; en concreto, a la lucha contra las enfermedades neurológicas y psiquiátricas. No obstante, todas las neurociencias están interconectadas, por lo que de un modo u otro, nos servimos de todas ellas para dar cumplimiento a nuestros fines.