El cerebro de los microorganismos (entrevista a Raquel Marín)

Raquel Marín 

Pese a lo que el título pueda sugerir, los microorganismos no tienen cerebro, ni lo necesitan. No, al menos, uno propio. Pero algunos microorganismos viven dentro de organismos multicelulares, y no cabe duda de que para encontrar acomodo en ellos, y dada la versatilidad de su metabolismo, encuentran el modo de comunicarse con el sistema nervioso de su hospedador (y no sólo con este) a través de mensajes químicos susceptibles de inducir conductas que les favorezcan y hagan más prolongada y agradable su estancia.

Es paradigmático el ejemplo del Toxoplasma gondii, puesto que es un microorganismo del que se ha podido demostrar sin ninguna sombra de duda, si bien se trate de algo sombrío, que cambia la conducta innata de uno de sus hospedadores hasta el punto que suprime su miedo al depredador que constituye su hospedador final. El juego del gato y el ratón se ve hackeado por un protozoo.

Pero se están descubriendo relaciones mucho más gratas y mutuamente beneficiosas entre los microorganismos y sus hospedadores. A fin de cuentas son muchos y muy variados los que conviven en el "ecosistema oso", en el "ecosistema tortuga", en el "ecosistema salamandra" o en el "ecosistema cacatúa", para que no cuiden del ser pluricelular que sin duda es su hogar.

El "ecosistema hombre" no es una excepción a esta norma salvo acaso en un sentido: el tamaño relativo y la organización funcional de nuestro sistema nervioso central, de nuestro cerebro. Pero es también un cerebro para los microorganismos que nos habitan y tienen la capacidad de comunicarse químicamente con él. Estos microorganismos habitan principalmente en el interior de los intestinos, aunque no sólo. Han llegado a acuerdos diplomáticos con nuestro sistema inmunitario, como primera medida de convivencia, y también nos han proveído de las más variadas moléculas orgánicas (por ejemplo la vitamina K) de las que el mercado celular propio no disponía (nuestras células no disponen de la maquinaria metabólica para "fabricarla"). Y, claro está, como nuestra conducta alimentaria (y toda la demás de modo indirecto) les afecta, han enviado mensajes al cerebro para, hasta cierto punto, condicionarlo. No es que hayan pensado o planificado nada de esto (recordemos que no tienen cerebro propio), pero como resultado de su metabolismo han ido produciendo miríadas de moléculas que, por selección natural, han terminado por adaptarlos a nuestro cuerpo. De hecho tenemos una prueba de ello en que algunas de las moléculas fruto de su metabolismo son dañinas para su hospedador y para su cerebro. Si la cosa no funciona podría ser fatal para el hospedador, pero también para el huésped. La cosa no es ni remotamente sencilla porque hablamos de la evolución de ecosistemas dentro de un organismo que habita otro ecosistema de orden superior (cuando menos en tamaño).

Las relaciones entre la microbiota que nos habita y el cerebro desde el que percibimos, sentimos, analizamos y proyectamos comportamientos en el mundo empiezan a estudiarse con gran celeridad, puesto que tienen grandes implicaciones en nuestra salud física y mental. Estamos conectados con el todo, de una forma no particularmente espiritual, al estilo de las filosofías orientales, pero si mental.

Raquel Marín lleva décadas de investigación y docencia de fisiología humana y no hace muchos años que dio el paso de abrir un blog para divulgar las maravillas que se estaban descubriendo en su campo de estudio: el cerebro. En vista de la repercusión de su iniciativa se decidió a escribir un libro para el gran público, que tituló Dale Vida a tu Cerebro. Y en vista del éxito de ventas del libro, y sintiendo la necesidad de divulgar cuestiones no tocadas en su primer libro, pero también de gran importancia, publicó un nuevo libro titulado Pon en Forma tu Cerebro.

Ambos libros inciden en la importancia de la conexión de nuestro cerebro con nuestro intestino y de nuestra salud con nuestra alimentación y nuestro ejercicio (físico y mental).

Raquel Marín, Catedrática de Fisiología e investigadora en la Universidad de La Laguna, en Tenerife, aparte de autora de dos best-sellers de divulgación científica, ha tenido la amabilidad de responder unas preguntas para La Nueva Ilustración Evolucionista.

1.- Como investigadora en neurofisiología humana has incidido mucho en la importancia del eje que une el cerebro con el sistema nervioso entérico. ¿Qué vías (neurales, endocrinas, inmunológicas) comunican el cerebro con el sistema digestivo en uno y otro sentido?

La vía fundamental de unión del eje intestino-cerebro pasa a través del nervio vago, que es parte del sistema nervioso periférico. El nervio vago nace en el encéfalo inervando las vísceras, entre ellas las del sistema digestivo, en cuyos intestinos despliega una amplia red. Y en esta vía de doble sentido parece que tiene bastante prioridad la comunicación del intestino al cerebro frente a la inversa. También existe una vía de comunicación sanguínea, con los mensajeros hormonales y las moléculas liberadas por el sistema inmunitario que circulan por ella.

2.- La salud pasa, entre otras cosas, por una buena alimentación. ¿Qué importancia relativa darías a una buena alimentación en la salud? ¿Qué demanda realmente nuestro organismo como gasolina para poder funcionar con mayor eficiencia? ¿Qué demanda para un sistema inmunitario más fuerte?

No solamente somos lo que comemos sino que también seremos según comamos. La buena alimentación es esencial para una buena salud. Para la cognición también es de una extraordinaria importancia el ejercicio físico, pues se ha comprobado que puede ralentizar el envejecimiento cerebral. Respecto a la alimentación, el cerebro tiene una serie de requerimientos que se derivan en gran medida de su composición. Es un órgano tremendamente graso y en él la grasa estructural es de especial importancia. Para el refuerzo de las membranas celulares del cuerpo y especialmente en el cerebro son esenciales aquellas grasas abundantes en ellas, como los ácidos grasos omega 3 y omega 6, en la adecuada proporción.

Respecto al refuerzo del sistema inmunitario puede lograrse con la vitamina D, la vitamina C, fundamental como antioxidante natural, y con otros micronutrientes y oligoelementos como pueden ser el zinc, el selenio, el magnesio y el cobre. Además de la vitamina C hay otros antioxidantes naturales, como la vitamina E. Los antioxidantes nutricionales pueden obtenerse de frutas y verduras de colores muy vivos, naranjas, amarillos chillones, etc como los frutos del bosque, las zanahorias...como verás hay una amplia gama de nutrientes. Volviendo al ejercicio físico, algunos estudios recientes indican que es mucho mejor como paliativo o preventivo del Alzheimer que los abordajes farmacológicos.

3.- Nuestra maquinaria metabólica, ¿hasta qué punto es "nuestra"? ¿Cuán condicionados estamos incluso en nuestro comportamiento por nuestros comensales microbianos?

La cuestión de la maquinaria metabólica es muy interesante. Para empezar, el genoma de las bacterias que nos habitan como comensales es muchísimo más abundante en nuestros cuerpos que el propiamente humano y el conjunto de células de microorganismos que conviven con nosotros es también mucho mayor que el propio conjunto de células humanas. El metabolismo humano está también muy condicionado por el metabolismo de sus microorganismos. Uno podría preguntarse quién es quién, porque ellos llevan aquí desde el terciario, mucho antes de que nosotros tuviéramos siquiera el esbozo del individuo y de la especie Homo sapiens que ahora somos. Así que parece evidente que el metabolismo le pertenece sobre todo a los microorganismos del intestino y a la comunicación que puedan tener con nuestras células.

4.- Los descubrimientos científicos avanzan a gran velocidad. Esto nos proporciona a través de estudios evidencias parciales que nos pueden orientar a determinadas conclusiones. La ciencia se vuelve más holística y, en ocasiones, y cumpliendo las leyes de Clarke, indistinguible de la magia. ¿Qué sabemos hoy con razonable seguridad de la microbiota y su papel en la salud física y mental de la gente?

El descubrimiento del mundo de la microbiota intestinal (y su relación con el cerebro) es muy reciente, sobre todo en los últimos quince años se ha empezado a vislumbrar e investigar su vastedad: hablamos de más de 1.000 especies distintas, de cuyos "individuos" podríamos decir que tenemos más de doscientos mil millones solamente en el intestino, sin contar los que habitan el pulmón, la piel, la boca y todo el aparato digestivo e incluso en el propio cerebro, donde también parece que pueden residir algunos de ellos.

Así que evidentemente la investigación se tiene que basar en aspectos muy puntuales y muy sesgados de unos pocos estudios. En particular, donde más se está avanzando sobre la relación de la microbiota con la actividad mental es en cómo afecta en los desequilibrios emocionales, en los trastornos depresivos, pues allí es donde se han identificado una serie de bacterias concretas asociadas al trastorno afectivo. Son bacterias que escasean claramente en la microbiota de las personas con trastornos depresivos o de ansiedad, y ya hay algunas muy concretas sobre las que se centran los estudios. También se barajan algunos nombres de bacterias de la microbiota en relación al proceso del envejecimiento y a su posible ralentización. Por ejemplo, entre las enfermedades neurodegenerativas asociadas al envejecimiento, el Parkinson es una enfermedad que ahora mismo se está empezando a considerar como una enfermedad con desencadenantes tempranos por desequilibrios de la microbiota intestinal. De este modo el parkinson debutaría como una enfermedad del intestino.

5.- Se considera al cerebro, como sede de la consciencia, de la mente, y lugar de origen de los "primeros movimientos" de las cogniciones y de los subsiguientes impulsos motores (aunque el orden a veces no esté tan claro) que llevan a las acciones. ¿Cuánto de mito y cuánto de cierto hay en el cerebro como gobernante del cuerpo? ¿Debemos reconsiderar de algún modo nuestra identidad y nuestro libre albedrío?

La consciencia parece indicar que emerge de la actividad cerebral. Incluso podría asentarse, según algunos estudios recientes, en algunas áreas del cerebro concretas. La consciencia tiene distintos niveles: la conciencia del entorno, la autoconciencia, el nivel de alerta...estaríamos hablando realmente de diferentes áreas cerebrales que podrían estar gestionando y coordinando este género de actividades.

Respecto a la imagen del cerebro como gobernante del cuerpo seguramente de acuerdo a los principios filosóficos supone centrar demasiado en un órgano concreto el ser, en lugar de entender el organismo como un ente coherente y coordinado en un múltiples aspectos. De hecho, muchos de esos aspectos tienen que ver con la consciencia del cuerpo, que también acaba reflejándose en cambios en la actitud intelectual y mental, es decir, que realmente el cuerpo es a la mente como la mente es al cuerpo.

Y dentro de la relación cuerpo-mente, nuestra identidad y libre albedrío podrían considerarse parte de las actividades y gestiones en el medio de la cognición. Hay toda una rama de la neurociencia que se basa precisamente en el libre albedrío.

Hay que tener en cuenta un detalle: que el cerebro es un órgano que gasta mucha energía, pues consume un tercio aproximadamente del total de las kilocalorías del cuerpo, pero también tiene tendencia a buscar ahorros y atajos con respecto a esa actividad consumidora de energía. Uno de los ahorros y atajos que tiene es echar mano de la base de datos en la que se encuentran las experiencias previas (sensaciones y percepciones anteriores) para interpretar el mundo y la realidad de acuerdo con ellas. Sería una forma de ver el paisaje general sin fijarse en los detalles. Una forma de buscar atajos. Esto es lo que permite por ejemplo que podamos leer un texto sin que tenga vocales y cosas de esa índole. El cerebro es un órgano que interpreta el mundo y seguramente hay una parte del mundo que se forja como una realidad dependiendo de la actividad cerebral.

6.- El cerebro, si no se entrena, se anquilosa. Como dijo nuestro ilustre Santiago Ramón y Cajal, es como un músculo, y hay que trabajarlo para que esté fuerte y sano. ¿Qué tenemos que vigilar si no queremos sufrir un envejecimiento prematuro del cerebro? ¿Cómo podemos mejorar la atención, la memoria, la concentración, las capacidades lingüísticas e intelectivas?

Una característica fundamental, que como dices destacó Santiago Ramón y Cajal, del cerebro es que si bien se usa en su totalidad, no por ello no puede potenciarse. Igual que uno tiene todos los músculos cuando va al gimnasio, también nota después que ha trabajado algunos más que otros y siente incluso dolores. En el caso del cerebro ocurre un poco lo mismo, es decir, que de acuerdo a la actividad cerebral que efectuemos y lo activo que tengamos el cerebro, puede que tengamos una menor merma de las capacidades cognitivas con el envejecimiento. En mi segundo libro, "Pon en forma tu Cerebro", hablo detalladamente de diferentes tipos de acciones y actividades que se pueden practicar para mejorar la atención, la memoria, la concentración, la actividad lingüística etc.

Uno de los aspectos más importantes en la actividad humana es precisamente la actividad social, y las habilidades sociales conllevan un conjunto de actividades en diferentes áreas cerebrales con respecto a la percepción, a la comunicación, la escucha, el tacto, la empatía y luego todas las sensaciones emocionales que ello conlleva. Así que puedo ponerte un ejemplo de cómo reforzar tu cerebro: uno de los aspectos para rejuvenecer el cerebro que además se ha demostrado científicamente consiste en visitar los amigos al menos un par de veces por semana: reduce el riesgo de Alzheimer en un 14 %

7.- Con tu obra divulgativa has llegado a decenas de miles de lectores, animándoles a darle vida y a poner en forma a su cerebro. El cerebro es un producto de la evolución y, como tal, una adaptación. ¿Cómo presentarías el cerebro, y sus necesidades metabólicas y fisiológicas, a la luz de la evolución? ¿Por qué el cerebro es un órgano tan exigente energéticamente? ¿Por qué se atrofia en contextos poco novedosos y exigentes?

Uno de los aspectos más fascinantes de la evolución del cerebro humano fue precisamente su velocidad vertiginosa de aumento de volumen, al punto de que estuvo durante 200.000 años sin apenas cambios en su volumen en los antecesores del Homo sapiens y en un tiempo récord multiplico por tres su volumen final en las especies Homo más cercanas al Homo sapiens. Las causas que se barajan con respecto a este desarrollo vertiginoso están precisamente relacionadas con cambios importantes en la forma de comer, en particular en la cocción de los alimentos, que nos permitió acceder a otras fuentes nutricionales muchísimo más ricas en kilocalorías y, por otra parte, también reducir el tiempo de masticación, con lo cual también se reducía el tiempo de digestión, los intestinos se hacían más cortos, y al mismo tiempo accedíamos a una mayor cantidad de microbiota intestinal, nuevos aliados en el mundo de los microorganismos. 

Por otra parte también hay que tener en cuenta que el cerebro, siendo un producto de la evolución tiene algo genuino que es su inmensa capacidad de adaptación, es decir, lo que conocemos como plasticidad neuronal y neuroplasticidad del cerebro. Las neuronas en particular, como grande charlatanas del cerebro, son células que están permanentemente ávidas de cambios y de nuevos estímulos, así que todo lo que sea utilizar o, por el contrario, dejar de utilizar, se reflejan en poco tiempo en un cambio importante en nuestra cognición. Por ejemplo tenemos el famoso ejemplo del estudio realizado a los taxistas de Londres: estos tenían un hipocampo muy desarrollado precisamente por la necesidad que tenían de orientarse en el espacio más que cualquier otro individuo. Pues bien, ese desarrolló hipocampal tan acusado en las personas con esa actividad laboral se ha revertido actualmente ¿porque? porque ahora mismo la mayoría de los taxistas usan GPS, así que es de esperar que algo parecido pueda ocurrir con otro tipo de actividades y áreas cerebrales involucradas en las cuales la pérdida de algún tipo de capacidad simplemente por el desuso se traduzca en cambios anatómicos del cerebro. De hecho en los últimos 30 años se ha observado que el cociente intelectual ha disminuido en siete puntos en estudios hechos en Europa. Eso será probablemente consecuencia de los cambios en la comunicación social y en las formas de aprender y también por la reducción del tiempo de atención, es decir, ahora estamos más acostumbrados a una estimulación simultánea multiparamétrica y multisensorial, sobre todo centrados en las áreas visual y auditiva, y desarrollamos menos las capacidades lógicas y la capacidad del pensamiento profundo. Hemos reducido bastante el tiempo de atención con lo cual no debe sorprendernos que los test de cociente intelectual, sobre todo en sus partes lógicas y matemáticas, se hagan ahora muchísimo peor que hace cincuenta años. 

Estos son, en fin, algunos ejemplos de cómo nuestro cerebro se adapta a los cambios y a las necesidades según el contexto sociológico y medioambiental. Seguramente habrá que modificar los tests para medir la habilidades cognitivas de las personas actualmente.

8.- En qué estás trabajando ahora? Qué misterios de nuestra fisiología te gustaría descubrir?

Actualmente estamos trabajando en enfermedades neurodegenerativas asociadas al envejecimiento y en particular en el Alzheimer. Es destacable la diferencia existente entre sexos. Algunos factores influyen de manera diferente si uno es del sexo masculino o del femenino. Es una de las cosas que estamos investigando. También cómo afecta la nutrición, que parece hacerlo desde etapas tempranas, y también estamos estudiando el efecto del estrés , sobre todo el estrés en épocas tempranas, en todo el desarrollo cognitivo, porque hay muchos estudios que demuestran que, por ejemplo, la separación materna en épocas tempranas modifica bastante el volumen final cerebral y la anatomía del cerebro más adelante en la vida.

Si pienso en qué me gustaría trabajar en el futuro y en que me gustaría descubrir, pienso en hasta qué punto somos capaces de entrar en ese fascinante órgano que es el cerebro y modificar algunas de sus respuestas: emocionales, de nuestra toma de decisiones... y, lo que sería extraordinario: cómo poder efectuar cambios y transferencias en la memoria, es decir que la experiencia previa experimentada por otra persona pudiera ser trasladada a un individuo que no la ha vivido, por decirlo así, en tiempo real si no solamente a través de cogniciones.

La neurociencia desde mi punto de vista está empezando a ser absolutamente innovadora, absolutamente fascinante y, como siempre digo, es muy probable que la neurociencia y sus progresos cambien nuestra especie. Espero que a mejor.