Andrew Koob recibió su Ph. D.en neurociencia de la Universidad de Purdue en 2005, y ha ocupado puestos de investigación en el Dartmouth College, La Universidad de California, San Diego, y la Universidad de Munich, Alemania. También es el autor de la raíz del pensamiento, que explora el propósito y la función de las células gliales, el tipo de célula más abundante en el cerebro., El editor de Mind Matters, Jonah Lehrer, habla con Koob sobre por qué la glia se ha pasado por alto durante siglos, y cómo los nuevos experimentos con células gliales arrojan luz sobre algunos de los aspectos más misteriosos de la mente.
LEHRER: su nuevo libro, La raíz del pensamiento, trata sobre el poder de las células gliales, que en realidad constituyen casi el 90 por ciento de las células del cerebro. ¿Qué hacen las células gliales? ¿Y por qué tenemos tantos dentro de nuestra cabeza?
KOOB: originalmente, los científicos no creían que hicieran nada., Hasta los últimos 20 años, los científicos del cerebro creían que las neuronas se comunicaban entre sí, representaban nuestros pensamientos, y que la glia era como estuco y mortero manteniendo la casa unida. Se consideraban aislantes simples para la comunicación neuronal. Hay algunos tipos de células gliales, pero recientemente los científicos han comenzado a centrarse en un tipo particular de célula glial llamada «astrocito», ya que son abundantes en la corteza. Curiosamente, a medida que subes en la escala evolutiva, los astrocitos en la corteza aumentan en tamaño y número, y los humanos tienen la mayoría de los astrocitos y también los más grandes., Los científicos también han descubierto que los astrocitos se comunican a sí mismos en la corteza y también son capaces de enviar información a las neuronas. Finalmente, los astrocitos son también la célula madre adulta en el cerebro y controlan el flujo sanguíneo a las regiones de actividad cerebral. Debido a todas estas propiedades importantes, y dado que se cree que la corteza es responsable del pensamiento superior, los científicos han comenzado a darse cuenta de que los astrocitos deben contribuir al pensamiento. LEHRER: ¿por qué se ha descuidado glia durante tanto tiempo?para entender esto, tienes que hacer un recorrido por la historia de la ciencia del cerebro., Glia fueron principalmente una barra lateral durante 200 años en la lucha sobre la idea de la neurona. Algunos puntos destacados fueron: a finales del siglo 18, los científicos descubrieron las propiedades eléctricas de la neurona en la columna vertebral de las ranas. Las neuronas tienen ataduras largas que son fáciles de estudiar llamadas «axones» que se extienden desde el cuerpo celular desde el cerebro hasta la columna vertebral y la columna vertebral hasta las extremidades y el cuerpo. Del mismo modo, las neuronas en los sentidos estaban vinculadas a las neuronas en el cerebro. Aquí es donde la noción de neuronas como la base de nuestros pensamientos se arraigó., A mediados del siglo XIX, la glía se estaba descubriendo, y los investigadores calcularon que las células gliales simplemente mantenían unidas a las neuronas (glia es griego para pegamento). Lo que me parece gracioso es que los científicos se toparon con una célula muy numerosa en el cerebro, un órgano responsable de nuestros pensamientos y personalidad, pero estaban tan enfocados en las neuronas que concluyeron que la nueva célula no tenía valor. A finales del siglo 19 se desarrolló un método de tinción para observar las células más eficazmente en el cerebro., Un brillante investigador español, Santiago Ramón y Cajal, se encargó de estudiar el cerebro desde la perspectiva de las neuronas. Meticulosamente trazó un esquema de cómo procesan la información y están conectados, lo que llevó a «la doctrina de las neuronas».»(«The Neuron Doctrine» es una creencia de que las neuronas son responsables de nuestros pensamientos. Sin embargo, Cajal parecía incomodado por las células gliales. Eran muy numerosos y obviamente colgaban por toda la corteza., Mientras tanto, su hermano Pedro, que también era científico, desarrolló la teoría de que las células gliales eran «células de soporte» que aislaban las propiedades eléctricas de las neuronas. Cajal decidió respaldar la teoría de su hermano. Y desde 1906, cuando ganó el premio nobel, este ha sido el dogma.LEHRER: ¿podría describir algunos de los primeros experimentos que llevaron a los científicos a reconsiderar el papel de las células gliales?
KOOB: los experimentos gliales no comenzaron hasta la década de 1960.todo lo que los científicos sabían sobre la glia era que si ponías neuronas en la placa de petri, tenías que tener glia, o las neuronas morirían. Luego, Stephen W., Kuffler en Harvard, por razones desconocidas, decidió probar la teoría aceptada de Pedro del aislamiento. Esto fue aproximadamente al mismo tiempo que los recuentos de células en el cerebro revelaron que las células gliales eran casi el 90% del cerebro (de aquí proviene la idea basada en las neuronas de que solo usamos el 10% de nuestro cerebro). Kuffler es notable porque irónicamente estableció el Departamento de Biología ‘neuro’ de Harvard mientras realizaba estos innovadores experimentos gliales. De todos modos, kuffler tomó astrocitos de la sanguijuela y el cachorro de barro y añadió potasio, algo que se sabe que fluye de las neuronas después de que se estimulan., Pensó que esto confirmaría la teoría de Pedro de que las células gliales eran aislantes. Lo que encontró en cambio fue que el potencial eléctrico de las células gliales respondía al potasio. Kuffler y sus colegas encontraron que los astrocitos exhibían un potencial eléctrico, al igual que las neuronas. También descubrieron en la rana y la sanguijuela que los astrocitos estaban influenciados por el intercambio iónico neuronal, un proceso que durante mucho tiempo se mantuvo como la contraparte química del pensamiento., Desde entonces, muchos investigadores han completado experimentos sobre la capacidad comunicativa de las células gliales con neuronas, incluso a finales de los 80 y principios de los 90 cuando se descubrió que las células gliales responden y liberan transmisores ‘neuro’.Lehrer: ¿por qué son importantes las ondas de calcio?
KOOB: en resumen, las ondas de calcio son la forma en que los astrocitos se comunican a sí mismos. Los astrocitos tienen cientos de’ pies finales ‘ extendiéndose desde su cuerpo. Parecen mini pulpos, y conectan estos pies extremos con vasos sanguíneos, otros astrocitos y sinapsis neuronales., El calcio se libera de las reservas internas en los astrocitos a medida que se estimulan, luego el calcio viaja a través de sus pies finales a otros astrocitos. El término «ondas de calcio» describe la liberación e intercambio de calcio entre astrocitos y entre astrocitos y neuronas. Los científicos de Yale, más notablemente Ann H. Cornell-Bell y Steven Finkbeiner, han demostrado que las ondas de calcio pueden propagarse desde el punto de estimulación de un astrocito a todos los demás astrocitos en un área cientos de veces el tamaño del astrocito original. Además, las ondas de calcio también pueden causar que las neuronas se disparen., Y las ondas de calcio en la corteza están llevando a los científicos a inferir que este estilo de comunicación puede ser propicio para el procesamiento de ciertos pensamientos. Si eso no es convincente, recientemente se demostró que una molécula que estimula los mismos receptores que el THC puede encender la liberación de calcio de los astrocitos. LEHRER: usted sugiere que la glia y sus ondas de calcio podrían jugar un papel en la creatividad. ¿Podrías explicarme?KOOB: esta idea se deriva de los sueños, la privación sensorial y el sueño diurno. Sin la entrada de nuestros sentidos a través de las neuronas, ¿cómo es que tenemos pensamientos tan vívidos?, ¿Cómo es que cuando estamos profundamente en el pensamiento, aparentemente apagamos todo en el entorno que nos rodea? En esta teoría, las neuronas están atadas a nuestra acción muscular y sentidos externos. Sabemos que los astrocitos monitorean las neuronas para obtener esta información. Del mismo modo, pueden inducir a las neuronas a disparar. Por lo tanto, los astrocitos modulan el comportamiento de las neuronas. Esto podría significar que las ondas de calcio en los astrocitos son nuestra mente pensante. La actividad Neuronal sin procesamiento de astrocitos es un simple reflejo; cualquier cosa más complicada podría requerir procesamiento de astrocitos., El hecho de que los seres humanos tengan los astrocitos más abundantes y más grandes de cualquier animal y seamos capaces de creatividad e imaginación también da crédito a esta especulación.
El calcio también se libera aleatoriamente y sin estimulación de las reservas internas de los astrocitos en pequeñas ráfagas llamadas «puffs». Estas bocanadas al azar pueden llevar a olas. Es posible que los pensamientos aparentemente aleatorios durante los sueños y la experiencia de privación sensorial puedan ser inhalaciones de calcio que se conviertan en ondas en nuestros astrocitos., Básicamente, es obvio que los astrocitos están involucrados en el procesamiento cerebral en la corteza, pero las principales preguntas son, ¿nuestros pensamientos e imaginación provienen de astrocitos que trabajan junto con neuronas, o son nuestros pensamientos e imaginación solo el dominio de los astrocitos? Tal vez el papel de las neuronas es apoyar a los astrocitos.