REDES NEURALES — En 2006, Eric Kandel publicó En busca de la memoria. En esta autobiografía recorre la historia que lo llevó a obtener el Nobel. Nació en Viena, en 1929, en el seno de una familia judía. Decidió seguir los pasos de Sigmund Freud; desde su punto de vista, el inconsciente freudiano podría abordarse como un arreglo particular del aprendizaje y la memoria.
En 1938, cuando los nazis anexaron Austria a su zona de control, la familia de Kandel abandonó el país. En su autobiografía, el doctor recuerda la marcha triunfal de Hitler sobre Viena, aclamado por la sociedad austriaca, y la brutalidad que se desató en la ciudad. En la escuela, los niños retiraron el habla a Eric, “con excepción de una niña,” y en las calles surgieron grandes hogueras públicas, y toda suerte de correrías contra los ciudadanos judíos. A los 9 años, Eric tomó un barco hacia Nueva York, con su hermano.
LAS IMÁGENES DEL NAZISMO como un estado de euforia colectiva tuvieron poderosas consecuencias en el doctor Kandel y lo motivaron a entender el comportamiento humano. En Estados Unidos estudió humanidades y escribió un ensayo acerca de las actitudes de los escritores alemanes hacia el movimiento nazi, entre ellos Ernst Jünger, quien se opuso al nazismo. Kandel estaba interesado en la solidaridad que va más allá de las identidades étnicas y nacionalistas: eso que Amin Maalouf llamó “las identidades asesinas.”
Tras completar la carrera de medicina y la residencia en psiquiatría, Kandel trató de desarrollar un modelo sencillo para establecer los cimientos de una ciencia de la memoria. Se dirigió a París para analizar los secretos del animal más sencillo que podría ser útil para la investigación: el célebre molusco Aplysia Californica. Desde el punto de vista conductual, es posible realizar experimentos de aprendizaje en Aplysia Californica para conocer el alfabeto molecular de la memoria. En sus propios términos, al enfocarse en un modelo animal debió hacer un giro conceptual desde el psicoanálisis hacia las ciencias de la conducta. Para entender la plasticidad neuronal, tenemos que conocer procesos como la habituación, la sensibilización y el condicionamiento.
Kandel conectó estas ideas con una propuesta de Santiago Ramón y Cajal, quien dijo, en 1894, que la actividad mental podría facilitar el desarrollo de la conectividad en el cerebro. Kandel también tomó en cuenta una hipótesis de Rafael Lorente de Nó, quien sugirió que la memoria podría sostenerse mediante una actividad reverberante en las neuronas del hipocampo.
En su libro clásico de 1949, The organization of behavior, el psicólogo canadiense Donald Hebb propuso que la actividad repetitiva y reverberante de las células nerviosas aumenta la eficiencia subsecuente de la actividad neuronal. La sentencia clásica de Hebb afirma que las neuronas se interconectan cuando disparan juntas (neurons wire together if they fire together). Si dos estímulos se presentan juntos tienden a asociarse porque se forma una estrecha conectividad entre las neuronas que responden a estos estímulos. Con estos elementos, Kandel desarrolló un modelo asociacionista de la plasticidad neuronal.
En un modelo animal, diseñó análogos del aprendizaje estimulando neuronas y registrando su actividad electrofisiológica, para saber si estas células responden como los animales en sus entornos ecológicos.
KANDEL MOSTRÓ QUE EL APRENDIZAJE cambia la efectividad de la transmisión sináptica. ¿Cómo se dan estos cambios? Primero estudió el proceso conocido como habituación, descrito por Charles Sherrington. En este caso, un estímulo repetido lleva a una disminución en las respuestas conductuales. El estímulo es inofensivo, y no trae beneficios; el animal aprende a ignorarlo. El ejemplo clásico es el ruido de un aeropuerto. Al llegar, el sonido de los aviones es sobresaliente, pero después de un tiempo no le prestamos atención. Kandel mostró que la habituación reduce drásticamente el número de conexiones sinápticas desde el primer día, y no se recupera hasta después de tres semanas.
En segundo lugar, hay que considerar la sensibilización. Kandel lo explica así: cuando un animal enfrenta un estímulo nocivo de manera repetida, aprende a responder vigorosamente a ese estímulo, pero también a otros estímulos que no son nocivos. Los reflejos defensivos de retirada y huida aumentan. Un estímulo aplicado a una vía neural produce un cambio en la intensidad de las respuestas reflejas en otra vía neural, como si hubiera una generalización de la respuesta. Si se aplica un choque eléctrico en la cola de Aplysia, ocurre una sensibilización que dura unos minutos; pero si se aplican cinco o más choques eléctricos la sensibilización puede durar días o semanas.
EN EL MODELO DE KANDEL, los cambios plásticos pueden cuantificarse contando el número de botones sinápticos en cada neurona sensorial: en las neuronas de control, hay mil 200 botones aproximadamente; en la habituación el número desciende a 800, y en la sensibilización, la conexiones aumentan hasta alcanzar una cifra de 2 mil 500 botones o más. Estamos hablando de la plasticidad sináptica.
Kandel también hizo un modelo neuronal del condicionamiento clásico descrito por Pavlov. En este caso, un estímulo neutral —condicionado— se presenta inmediatamente antes que un estímulo incondicionado, el cual produce una respuesta innata. Tras el condicionamiento, el estímulo neutral también produce la respuesta. El ejemplo típico es la campanilla que despierta la salivación en un perro, porque el sonido se ha asociado con la aparición de la comida. El condicionamiento clásico puede producirse incluso en seres unicelulares, lo cual nos obliga a suponer que el sustrato mínimo para el aprendizaje corresponde a cambios en los ciclos bioquímicos de las células. En los seres humanos, depende de procesos neuronales.
Kandel mostró que en el condicionamiento clásico hay una facilitación de la transmisión sináptica. Los cambios en el ambiente externo del individuo inducen cambios en la maquinaria biológica al interior de las neuronas. Si la estimulación es repetitiva, se puede generar una respuesta prolongada, que implica una transición de la memoria a corto plazo a la memoria a largo plazo. La consolidación de la memoria requiere de una activación de la expresión genética, que se manifiesta como cambios en la síntesis de ácido ribonucleico y proteínas. Esto aumenta la superficie sináptica. Se forman auténticas poblaciones con miles de células interconectadas que actúan en forma sincrónica, organizada...
“ KANDEL MOSTRÓ QUE EN EL CONDICIONAMIENTO CLÁSICO HAY UNA FACILITACIÓN DE LA TRANSMISIÓN SINÁPTICA
En su libro Arte poética, Borges nos recuerda que los chinos de la antigüedad designaron al universo mediante una metáfora: las diez mil cosas. Pues bien, el cerebro humano contiene aproximadamente ochenta y seis mil millones de neuronas, y cada una puede formar diez mil conexiones sinápticas. La conectividad alcanza magnitudes astronómicas. Eric Kandel obtuvo el Nobel de Medicina porque nos dio pautas sólidas para entender las bases fisiológicas del aprendizaje. Su obra fue revolucionaria, pero siempre enfatizó que era un comienzo modesto para comprender el árbol de la memoria.