cerebro

El bosque envejece de maneras distintas. En un lugar los árboles se van raleando poco a poco, como si se hubieran cansado de crecer, mientras que en otro se aferran tenazmente a la vida y gastan sus fuerzas en reparar las ramas dañadas. Algo parecido ocurre con el envejecimiento de la corteza cerebral cuando se la observa a través del prisma de miles de imágenes de resonancia magnética.

Un trío de jazz toca en la penumbra de un club. El pianista lleva la melodía, el contrabajista marca el ritmo y el baterista despliega redobles. Si escuchamos solo a los músicos por parejas, podemos percibir cómo el pianista se adapta al bajo o el bajo a la batería.

En la década de 1980, la competencia de reconocimiento de voz de DARPA puso fin al debate entre métodos estadísticos y reglas escritas a mano, estableciendo un estándar unificado para todo el campo.

En la habitación oscura del escáner, una persona observa atentamente unos destellos esporádicos en la pantalla. Una cámara infrarroja graba su pupila mil veces por segundo, mientras la máquina de resonancia magnética registra qué zonas del cerebro se activan.

En 2023, en Bélgica, 101 personas de entre 50 y 69 años pasaron varios días en un laboratorio donde les escanearon el cerebro, les registraron el sueño y les pidieron resolver tareas de memoria y atención. Así nació el conjunto de datos COFITAGE, en el que cada participante queda descrito desde cinco ángulos: molecular, estructural, fisiológico, genético y cognitivo.

En una recepción concurrida, una persona mayor le pide a su interlocutor que repita una y otra vez: las palabras se ahogan en el murmullo de las voces. Así se ve el puente por el que el sonido va del oído al significado. Mientras ese puente se mantiene firme, el ruido solo molesta, pero no corta la conversación.

El aula se queda en silencio después de la clase, pero en la cabeza del niño todavía resuena un eco: rostros, objetos, lugares. Ese eco, y no la clase en sí, decide qué quedará en la memoria. Los investigadores lo captaron por primera vez en niños de 6 a 17 años. Los niños memorizaban escenas dentro del escáner: les mostraban una habitación y luego un objeto o un rostro en un lugar determinado.

Un río nace en lo alto de las montañas: un cauce lleva más agua, otro menos. Así también la posición social de una persona marca el cauce de su vida, pero no cava el cerebro directamente, sino a través de sus afluentes: los hábitos, la presión, el azúcar en sangre. Los científicos midieron esos afluentes en 36 878 personas para entender cuáles de ellos se llevan más años por delante.

Un geólogo camina por la ladera de una montaña y pasa su instrumento sobre las rocas. El aparato muestra dónde hay mineral de hierro bajo la superficie y dónde la roca tiene una grieta. Algo parecido hace un mapa magnético del cerebro: revela dónde se ha acumulado hierro en los tejidos y dónde está dañada la vaina de las fibras nerviosas.

Un viejo atlas de carreteras descansa sobre la mesa. En sus páginas, las líneas unen ciudades, y el grosor de cada línea indica cuán intenso era el tráfico. Una red neuronal mira ese mapa y dice la edad del coche que circuló por él. Algo parecido es el modelo que se entrenó para predecir la edad de una persona a partir del mapa de conexiones de su cerebro.

El cerebro se parece a una orquesta donde el director es la corteza y el tálamo, el primer violín. El tálamo transmite las señales de los ojos hacia la corteza visual. Pero la corteza también puede enviar órdenes de vuelta, ajustando el tálamo a la tarea actual. Antes esto era una hipótesis, y ahora se ha comprobado en humanos.

El cerebro se parece a una orquesta donde el director es la corteza y el tálamo, el primer violín. El tálamo transmite las señales de los ojos hacia la corteza visual. Pero la corteza también puede enviar órdenes de vuelta, ajustando el tálamo a la tarea actual. Antes esto era una hipótesis, y ahora se ha comprobado en humanos.

El maniquí en la silla se inclina hacia atrás: la cabeza golpea el suelo. Dentro de la cabeza, en tres placas de Petri, viven células nerviosas humanas. Sienten el golpe igual que un cerebro real en una caída. El experimento es sencillo: se dejó caer al maniquí desde la posición sentada en ángulos de 30, 60 y 90 grados.

Un golpe en la cabeza es malo. ¿Y una serie de golpes? Aquí la cosa se complica, y los modelos computacionales habituales del cerebro no lo tienen en cuenta: tratan cada golpe como si fuera el primero. Pero el cerebro no es una bola de hierro; recuerda las cargas anteriores.

Una campanilla escondida en una caja gruesa se puede hacer sonar sin abrir la tapa. Basta con enviar una onda de sonido a través de las paredes, y el badajo vibrará.

Células de un vaso sanguíneo se sembraron sobre una película transparente de 700 nanómetros de grosor, cien veces más fina que un cabello humano. Bajo la película se ocultan electrodos planos. Envían una corriente alterna débil y escuchan cómo cambia la resistencia.

El magnetoencefalógrafo, un dispositivo parecido a un casco con cientos de sensores, capta los débiles campos magnéticos que generan las neuronas en acción. Cuando una persona escucha habla, en esas señales se esconden huellas de las palabras oídas. Pero extraerlas no es fácil: la señal de miles de fuentes se funde en una maraña confusa.

Un estadio repleto de espectadores escucha por primera vez la voz del comentarista y, al instante, todo el estadio se pone en movimiento. El mensaje suena una y otra vez. Solo un puñado de personas en las filas cercanas reacciona. Algo similar ocurre con las redes neuronales en los organoides cerebrales, versiones en miniatura del cerebro cultivadas en laboratorio.

Un estadio repleto de espectadores escucha por primera vez la voz del comentarista y, al instante, todo el estadio se pone en movimiento. El mensaje suena una y otra vez. Solo un puñado de personas en las filas cercanas reacciona. Algo similar ocurre con las redes neuronales en los organoides cerebrales, versiones en miniatura del cerebro cultivadas en laboratorio.

El cerebro es una orquesta donde cada grupo de instrumentos debe entrar a tiempo. En la enfermedad de Alzheimer, los músicos pierden las notas: las conexiones entre las regiones cerebrales se enredan y la interpretación coordinada se convierte en una cacofonía.

Por la noche, cuando caemos en un sueño profundo sin sueños, comienza una marea en lo profundo del cerebro. Cada latido del corazón y cada respiración envían suaves impulsos a través de las cavidades llenas de líquido (los ventrículos). Durante el día, estos impulsos son tímidos y monótonos: el líquido chapotea de un lado a otro casi en el mismo lugar.

Una ciudad de noche: en algunas ventanas la luz está encendida, en otras está oscuro. Si se unen con líneas las ventanas que se iluminan al mismo tiempo, se obtiene una red de conexiones. Los investigadores estudiaron esa red en diminutos organoides cerebrales: agrupaciones vivas de células nerviosas cultivadas en laboratorio.

Una nube de átomos enfriada casi hasta el cero absoluto de repente empieza a comportarse como un cerebro. Un átomo excitado dispara una reacción en cadena: los vecinos se "encienden" a continuación y una avalancha de actividad recorre el gas. Los físicos lo llaman facilitación de Rydberg: los átomos se excitan más fácilmente si cerca ya hay uno excitado.

El cerebro de quien medita es una orquesta, y la atención es el director. Cuando te concentras en la respiración, todos los instrumentos tocan en armonía. Pero de repente, un pensamiento-violonchelo da una nota falsa: eso es la divagación mental. El director experimentado no entra en pánico: capta al instante la disonancia y devuelve suavemente a la orquesta a la melodía principal: la respiración.

El cerebro saca sus propios desechos: por canales estrechos alrededor de las arterias fluye el líquido cefalorraquídeo líquido. Las paredes de los canales son suaves y se agitan con el pulso, y el tejido es poroso, como una esponja. Cada latido del pulso convierte las arterias en pequeñas bombas que impulsan el líquido a través de los poros.

El enfoque estándar actual para entrenar a la IA se parece a un niño encerrado en una biblioteca: recuerda millones de libros, pero no sabe que el fuego quema o que una caída duele.

Los neurochips funcionan de manera distinta a los ordenadores convencionales, construidos según los planos de von Neumann con memoria y procesador separados.

Los científicos tomaron 16 actividades cotidianas — desde lavar platos hasta hacer sentadillas — y descompusieron los movimientos en componentes elementales, como un espectroscopio descompone la luz en un espectro. Comparando tres enfoques, encontraron una clave inesperada para el reconocimiento: basta con un fotograma congelado promediado.

El microscopio electrónico es un órgano gigante: en lugar de tubos, lentes electromagnéticas; en lugar de aire, un flujo de electrones acelerados. Antes solo pintaba frescos mudos del mundo atómico, condenando a los científicos a una descodificación extenuante.

Dentro de cada uno de nosotros laten unos relojes invisibles. Controlan la liberación de cortisol, la hormona que nos ayuda a despertarnos por la mañana, a lidiar con la ansiedad y a mantener el sistema inmunitario en forma. En la insuficiencia suprarrenal, estos relojes se estropean: el cuerpo no puede producir por sí solo la cantidad necesaria de cortisol.

En la gran orquesta del universo, cada instrumento tiene su propio ritmo. Los electrones en el átomo realizan saltos cuánticos en femtosegundos, las neuronas del cerebro intercambian señales en milisegundos, y una persona necesita décimas de segundo para percibir el «ahora».

Al explorar lejanos exoplanetas, los científicos buscan rastros de vida —por ejemplo, agua y carbono— y rastros de tecnología: señales de radio, megaestructuras. Pero entre estas pistas hay un gran vacío. Si la inteligencia no creó máquinas o estas desaparecieron, no la notaremos.

El cerebro no aprende cada tarea desde cero: transfiere experiencia de una actividad a otra. Pero, ¿cómo saber qué tareas son realmente afines? Los neurocientíficos idearon un truco ingenioso: dejar que una red artificial "espíe" la actividad cerebral durante una tarea e intente predecir la actividad durante otra. Si lo logra bien, las tareas son cercanas.

Un organismo vivo es una máquina que hace pasar energía a través de sí mismo y la convierte en calor. Este ciclo interno se denomina producción interna de entropía (una medida de la disipación de energía). Pero hace unos 2,5 millones de años, nuestros antepasados pusieron en marcha un segundo circuito: el externo. Tomaron en sus manos una piedra afilada y, más tarde, una rama encendida.

Una neurona se parece a un circuito eléctrico con pilas y resistencias variables. El papel de las resistencias lo desempeñan los canales iónicos —poros proteicos en la membrana que se abren y se cierran, dejando pasar partículas cargadas.

En la década de 1990, el filósofo John Searle ideó un experimento mental: una persona está en una habitación y, sin saber chino, sigue instrucciones para dar respuestas correctas en chino. Desde fuera parece que entiende el idioma, pero por dentro solo hay un seguimiento mecánico de reglas.

Cuando el director abandona la orquesta, los músicos aún tocan un rato de memoria. Pero sin un ritmo común, cada uno empieza a acelerarse o frenarse por su cuenta, y la sinfonía coordinada se convierte en un ruido disperso. Algo parecido, según el nuevo estudio, hacen el cerebro y el corazón en las últimas horas de vida de una persona.

Una gran orquesta sinfónica toca, pero cada grupo de instrumentos lleva su propia parte sin escuchar a los demás. Los violines interpretan la melodía del corazón, los violonchelos el ritmo del hígado y los vientos el pulso del cerebro. Suena disperso, aunque por separado las partes sean impecables.

Un cajero de supermercado en hora punta no memoriza cada compra que pasa por su caja: se queda con el total y vigila la cola. Más o menos así reparte el cerebro sus fuerzas: la corteza, cara y precisa (la que se encarga de pensar), y los núcleos subcorticales, más simples y económicos (donde viven los hábitos), trabajan en pareja.

Cada mañana coges la misma taza, pero el café a veces sabe amargo y otras veces perfecto. No es culpa del café — ni de tu carácter. Dentro de nosotros se mueve sin cesar un panel invisible con decenas de deslizadores: fatiga, hambre, ansiedad, nivel hormonal.