El futuro del cerebro en una pincelada
La ciencia avanza a marchas forzadas, la tecnología se ha convertido en un punto clave en nuestras vidas, y disciplinas como la biotecnología o la bioingeniería están revolucionando el estudio de los organismos vivos.
Los avances biotecnológicos en el área de las neurociencias son muy relevantes en la terapia psicológica, ya que en ellos se estudia y se corrige el efecto adverso de los diferentes trastornos psicológicos y enfermedades neurológicas.
¿Podremos llegar a conocer y controlar nuestro cerebro con el fin de controlar las enfermedades mentales? ¿Qué avances tecnológicos pueden tener mayor impacto?Veámoslo!
Biología sintética y cerebro
La biología sintética busca la creación de nuevas moléculas con nuevas funciones que no se encuentran en la naturaleza mediante la fusión de la biotecnología y la bioingeniería.
Pese a que suene poco familiar, hay una gran investigación al respecto y la biología sintética nos podría permitir mejorar el rendimiento cognitivo, ayudar a que nuestro cerebro no envejezca o crear terapias génicas más seguras y eficaces para tratar las enfermedades mentales.
Mediante la biología sintética podemos diseñar moléculas que interfieran en los procesos neuronales patológicos aislados en las enfermedades psiquiátricas o neurológicas. Podemos desde crear nuevas moléculas rediseñando las actuales o podemos resucitar moléculas que llevan tiempo extinguidas y que aportaban un beneficio que nosotros estamos buscando (como moléculas que tenían nuestros antepasados y eran beneficiosas).
Impresionante, ¿no creéis? Sin duda, nos esperan grandes noticias en este campo tan interesante.
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La neurogenética
Recordemos que a (grosso modo) nuestro ADN genera ARN que da las instrucciones para producir aminoácidos los cuales se combinan y generan proteínas, las cuales tienen una función específica y organizada que hace que se terminen generando individuos tan complejos como un ser humano. En otras palabras, aunque no la podamos ver, la genética tiene un papel importante en cómo actúa nuestro cerebro.
Además de los genes asociados a enfermedades como el autismo, la depresión o la esquizofrenia, se ha comprobado que ciertos trastornos psicológicos, como el trastorno de ansiedad o la depresión están regulados por procesos epigenéticos. Es decir, cuando nosotros enfrentamos un trauma nuestro cuerpo reacciona a ello añadiendo ciertas marcas químicas en nuestro ADN (entre otros muchos mecanismos epigenéticos) lo cual hace que un gen o conjunto de genes cambie su expresión (se exprese más o menos) y de ello se produzca un cambio conductual y cognitivo duradero que podrá dar lugar a la sintomatología característica de un trastorno (como la ansiedad o la depresión).
En psicología el ambiente es muy importante, pero recordemos que éste es importante en tanto que es capaz de moldear nuestros genes y actuar sobre nuestra neurobiología.
Ciertos grupos de investigadores están consiguiendo grandes avances en la edición genética de las marcas epigenéticas características de ciertos trastornos. En otras palabras, si sabemos que ciertas marcas químicas en nuestro ADN se asocian a ciertos síntomas de la ansiedad (como síntomas físicos o cognitivos), ¿por qué no volvemos a ponerlas como se encontraban antes de haber sufrido un trauma?, ¿qué pasaría si aislamos los cambios epigenéticos de una persona con depresión y “copiamos y pegamos” reproduciendo mediante ingeniería genética las marcas epigenéticas de una persona sana sin depresión?
Pues eso es lo que están haciendo varios grupos de investigación, y los resultados son impresionantes. No obstante el trabajo es con ratones, y todavía nos queda un largo y duro camino para poder aplicarlo con personas. Sin embargo, la terapia génica podría ser una muy potente herramienta para tratar los trastornos psicológicos en un futuro no tan lejano.
La nanotecnología y el cerebro
¿Te imaginas tomar un antidepresivo 1 vez cada 3 meses, más efectivo y que no tenga efectos secundarios como la disfunción sexual? Ahora eso, ha dejado de ser un sueño.
Los psicofármacos actuales son poco específicos ( en lugar de actuar sobre el área concreta que nosotros queremos, actúan sobre todo el cerebro, lo que genera un gran número de efectos secundarios), tienen un efecto poco duradero (debemos de tomarlos todos los días) y no pueden atravesar bien la barrera hematoencefálica (que protege nuestro cerebro de tóxicos y sustancias no deseadas).
La nanotecnología aplicada a la psicología y la psiquiatría está consiguiendo hacer llegar tanto fármacos convencionales como nuevos fármacos de terapias génicas, usando pequeñas vesículas lipídicas (nano-saquitos de grasa en los que introducimos el fármaco). Ya se han conseguido muy buenos resultados con antidepresivos convencionales como la fluoxetina, no obstante, para que lo veamos en mercado todavía tenemos que mejorar su toxicidad y eficacia.
Sin duda, revolucionarán la psicofarmacología.
Estimulación eléctrica cerebral
Nuestro cerebro funciona por señales químicas (neurotransmisores) y eléctricas, que trabajan en consonancia. Mediante las señales eléctricas podemos generar una señal química y viceversa, lo que termina generando nuestra conducta.
¿Qué pasaría si fuéramos capaces de estimular artificialmente una zona cerebral? Pues bien, ya somos capaces de ello, y además sus resultados son muy prometedores.
La estimulación cerebral no es algo novedoso y se lleva utilizando muchos años. Lo que sí que es novedoso es nuestro conocimiento (cada vez mayor aunque aún muy incipiente) del cerebro y sus regiones.
De hecho, la estimulación magnética transcraneal, capaz de estimular por ondas electromagnéticas ciertas partes del cerebro, es un mecanismo muy eficaz para tratar los síntomas de la depresión mayor.
Una de las combinaciones por excelencia en los problemas psicológicos es la alta actividad en la zona del núcleo amigdalino (regulador de las emociones) compaginada con una baja actividad en ciertas zonas de la corteza prefrontal. ¿Qué pasaría si sobre-estimulamos la corteza prefrontal? Pues que sorprendentemente, se puede reducir la sobre activación patológica en el núcleo amigdalino y dar lugar a una conducta menos ansiosa y más estable emocionalmente.
Ciertas empresas como Neuralink están avanzando hacia la implantación de dispositivos dentro del cerebro capaces de estimular ciertas zonas cerebrales a la carta con el fin de mejorar nuestras capacidades cognitivas y eliminar los trastornos psicológicos.
IA y Cerebro humano
Para el uso de la IA en un entorno psicológico o psiquiátrico podríamos dedicar varios artículos completos. No obstante, aquí hipotetizaremos como las funcionalidades de IA probablemente impacten en cómo abordamos y controlamos los trastornos mentales y neurológicos.
Los BCI (interfaces cerebro-computadora) nos permiten extraer información del cerebro en tiempo real para que ésta sea analizada. Además, actualmente contamos con potentes técnicas como el fMRi que miden con alta precisión los cambios de actividad cerebral en tiempo real.
La IA tiene un papel relevante en tanto que es capaz de caracterizar (ordenarlos en patrones lógicos) y cruzar dichos datos con el fin de obtener correlaciones del conjunto de actividad cerebral, lo que hasta ahora, con nuestros medios no éramos capaces de llevar a cabo con precisión.
Pero, ¿por qué es importante analizar y procesar los datos del cerebro?. Porque nuestro cerebro funciona separando la información en sus diferentes áreas cerebrales para ganar capacidad de almacenamiento, y, si nosotros somos capaces de descifrar el puzzle, y unir la información previamente separada por nuestro cerebro, podemos ver lo que piensa, siente y procesa una persona en base a la actividad que emita su cerebro.
Y esto es exactamente lo que se está llevando a cabo en diferentes vías de investigación. Mirad este impresionante y escalofriante ejemplo:
Reconstrucción de imágenes mediante IA de actividad cerebral, Nishimoto y Takagi (2022). Recuperada de https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2022.11.18.517004v2.full.pdf
En la fila de arriba está la imagen observada por la persona, en la fila de debajo están las imágenes generadas por IA a través del análisis de datos de la actividad cerebral. ¡Estamos descifrando lo que piensa una persona! Preocupante, a la vez que muy prometedor para la investigación en neurociencia y la psicobiología.
Además de poder ver lo que piensa tu mascota, si tu bebé se encuentra enfermo o quiere comer, o verificar si un convicto/sospechoso tiene información previa de una escena del crimen, esta tecnología puede revolucionar la psicología y las enfermedades mentales. Desde permitirnos mejorar el diagnóstico psicológico a conocer la realidad exacta de una persona en coma o con autismo.
Con estas tecnologías seremos capaces de entender cómo funciona el cerebro con el fin de crear mejores terapias psicológicas y, por qué no, expandir las fronteras de la conciencia humana, crear nuevos sentidos y ser capaces de leer la mente en tiempo real.
El futuro no tan lejano de la salud psicológica
La salud psicológica es un área compleja debido a que trata enfermedades poligénicas y complicadas en las cuales los síntomas se crean por la combinación entre el ambiente y la biología de una persona.
Sin embargo, las tecnologías mencionadas (entre muchas otras también prometedoras) están cambiando totalmente cómo entendemos y cómo debemos tratar los problemas emocionales y los trastornos psicológicos y psiquiátricos, abriéndonos un amplio abanico de nuevas posibilidades, que hasta hace pocos años eran inimaginables.
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Biografía utilizada
Zorkina, Y., Abramova, O., Ushakova, V., Morozova, A., Zubkov, E., Valikhov, M., Melnikov, P., Majouga, A., & Chekhonin, V. (2020). Nano Carrier Drug Delivery Systems for the Treatment of Neuropsychiatric Disorders: Advantages and Limitations. Molecules, 25(22), 5294. https://doi.org/10.3390/molecules25225294
Cubillos-Ruiz, A., Guo, T., Sokolovska, A., Miller, P. F., Collins, J. J., Lu, T. K., & Lora, J. M. (2021). Engineering living therapeutics with synthetic biology. Nature Reviews Drug Discovery, 20(12), 941-960. https://doi.org/10.1038/s41573-021-00285-3
Takagi, Y., & Nishimoto, S. (2022). High-resolution image reconstruction with latent diffusion models from human brain activity. bioRxiv, 2022.11.18.517004. https://doi.org/10.1101/2022.11.18.517004
Peña, C. J., & Nestler, E. J. (2018). Progress in Epigenetics of Depression. Progress in molecular biology and translational science, 157, 41-66. https://doi.org/10.1016/bs.pmbts.2017.12.011
Bartlett, A. A., Singh, R., & Hunter, R. G. (2017). Anxiety and epigenetics. Advances in experimental medicine and biology, 978, 145-166. doi: 10.1007/978-3-319-53889-1_8. PMID: 28523545.
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