Cerebro en alto desempeño

Michael Merzenich, profesor de la UCSF y pionero en los estudios sobre plasticidad neuronal, se refiere al aporte del entrenamiento intelectual en la recuperación de habilidades perdidas debido al envejecimiento

Por Karina Toledo  |  Agência FAPESP – Cuando el tema es la plasticidad neuronal o neuroplasticidad, no se puede dejar de hacer mención a los estudios pioneros realizados por Michael Merzenich, profesor emérito de la University of California, en San Francisco (UCSF).

Desde los años 1960, cuando aún predominaba entre los neurocientíficos la idea de que el cerebro sería un órgano estático, premoldeado bajo una estricta ordenación genética, Merzenich sostiene que es posible crear en el transcurso de toda una vida nuevos circuitos y conexiones neuronales en respuesta a estímulos y experiencias, lo que resultaría en cambios funcionales.

Las teorías sobre la neuroplasticidad formuladas por Merzenich y otros neurocientíficos contemporáneos abrieron perspectivas revolucionarias tanto para niños con dificultades de aprendizaje como para personas con lesiones cerebrales resultantes de traumas o de afecciones tales como accidentes cerebrovasculares (ACVs).

Durante las décadas de 1970 y 1980, mediante experimentos con animales, Merzenich demostró que los circuitos neuronales y las sinapsis se modifican rápidamente de acuerdo con la actividad practicada. En uno de los ensayos, reordenó los nervios en la mano de un mono y observó que las células de la corteza sensorial del animal se reorganizaron rápidamente para crear un nuevo mapa mental de dicho miembro.

A finales de la década de 1980, Merzenich integró el grupo de la UCSF que desarrolló el implante coclear. En 1996 fundó Scientific Learning Corporation, una empresa que desarrolla software destinados a mejorar el aprendizaje infantil con base en modelos de plasticidad cerebral.

También fue uno de los fundadores –en 2004– y es actualmente científico en jefe de la empresa Posit Science, que desarrolla un software para el entrenamiento cerebral con base en los resultados de sus investigaciones. A ese programa se lo conoce como BrainHQ.

En los últimos años, Merzenich se ha venido dedicando a verificar si la práctica de ejercicios intelectuales puede ayudar a remodelar las funciones cerebrales y permitir recuperar habilidades perdidas a causa de enfermedades, por lesiones o por el envejecimiento.

Sus estudios han salido publicados en más de 150 artículos científicos, muchos de ellos en revistas de gran impacto, tales como Science y Nature. También ha recibido diversos premios académicos como el Russ Prize, el Ipsen Prize y el Zülch Prize.

En 2013, Merzenich publicó el libro Soft-Wired: How the New Science of Brain Plasticity Can Change Your Life, en el cual plantea estrategias para que personas comunes puedan asumir el control de los procesos de plasticidad cerebral y mejorar su calidad de vida.

Merzenich estuvo en Brasil a comienzos del pasado mes de abril para dictar una conferencia en el 3rd BRAINN Congress, organizado por el Instituto de Investigaciones sobre Neurociencias y Neurotecnología (BRAINN), un Centro de Investigación, Innovación y Difusión (CEPID) financiado por la FAPESP y con sede en la Universidad de Campinas (Unicamp).

En dicha oportunidad, le concedió una entrevista a Agência FAPESP, en la cual se refirió a cómo determinados cambios positivos y negativos pueden direccionarse en el cerebro. Los principales extractos de ese diálogo pueden leerse a continuación.

Agência FAPESP – ¿Cómo define usted el concepto de neuroplasticidad?
Michael Merzenich – El cerebro está construido para cambiar de acuerdo con las experiencias vividas y con la forma de usárselo. A este proceso continuo lo denominamos neuroplasticidad. Cuando trabajamos para mejorar una habilidad, se registra un cambio en el “tendido cerebral” (en las sinapsis o conexiones neuronales), es decir, se seleccionan las conexiones que le dan soporte al comportamiento o a la habilidad que estamos desarrollando. Así como cuando ejercito mi cuerpo obtengo una serie de beneficios y altero la regulación de una serie de procesos bioquímicos, cuando ejercito mi cerebro altero todo su funcionamiento, su suministro de sangre y de energía, como así también la fuerza de sus operaciones. Por ende, no sólo mejoro una habilidad en sí misma, sino toda la maquinaria cerebral. Cuando juego ping-pong por primera vez, soy muy torpe. Tras un año de práctica intensa, me vuelvo sumamente habilidoso, logro verla a la pelotita y pegarle con una gran precisión. Mediante cambios fisicoquímicos increíblemente complejos, se ha creado entonces un cerebro con ese recurso. Nuestro cerebro será distinto dentro de una semana y mucho más lo será pasada una década. Puede ser un cambio hacia adelante o hacia atrás, ganando o perdiendo habilidades. Depende de su uso.

Agência FAPESP – El entrenamiento de una habilidad favorece los cambios positivos, pero, ¿cómo se direccionan los cambios negativos?
Merzenich – Hacemos cosas a lo largo de la vida que degradan nuestra habilidad de extraer información útil del mundo que se encuentran a nuestro alrededor. Por ejemplo: como humano moderno, paso varias horas por día dirigiendo mi mirada hacia una pantalla en la cual ocurren cosas importantes para mí. Todo lo que está fuera de aquella pantalla no es importante, es inútil, es una distracción. Estoy entrenando sistemáticamente mi visión, estrechando mi punto de vista, de manera tal que solamente aquello que está delante de mi nariz resulta importante. Al hacer eso, voy perdiendo progresivamente la habilidad de procesar la información visual de aquello que está a mi alrededor. El ciudadano medio de mi país, y esto ha sido bastante estudiado allá, ha perdido alrededor del 30% de su campo visual a los 60 años y más del 50% a los 80 años. Las cosas suceden y él no las ve porque su cerebro rechaza aquel estímulo. Ésa es una de las razones por las cuales los ancianos sufren más accidentes de tránsito. Gradualmente, van retrocediendo hacia un campo visual más estrecho y, al mismo tiempo, cuando logran ver algo, responden a ese estímulo de manera más lenta.

Agência FAPESP – ¿Pero es posible entrenar a una persona de manera tal de hacerla perder una habilidad ya adquirida, tal como entender el habla en otro idioma?
Merzenich – Sí. Puedo entrenarla utilizando formas modificadas de sonido no articulado, que no corresponden al habla. Entreno el cerebro para que altere su capacidad de procesamiento de sonidos, de manera tal que pierda la capacidad de interpretar los elementos que se modifican rápidamente en el flujo acústico formado por la estructura fonemática, la estructura elemental de las palabras. Esta interpretación es necesaria para extraer el sentido de las palabras. Así como puedo refinar esa habilidad, puedo destruirla. Puedo desafiarla a usted a establecer distinciones cada vez más precisas de lo que escucha, pormenorizadamente, a alta velocidad. Puedo entrenarla para efectuar esa distinción aun cuando la voz salga baja, o el discurso sea anormal y distorsionado. O puedo hacer lo opuesto y degradar su habilidad. Puedo darle un cerebro que opera solamente cuando las cosas suceden morosamente. Hacer que ya no logre interpretar los detalles del sonido en determinadas frecuencias. Realizamos experimentos de entrenamiento no virtuoso con monos y ratas y demostramos que eso es posible.

Agência FAPESP – ¿Cómo influye el envejecimiento sobre los cambios en el funcionamiento cerebral?
Merzenich – El cerebro opera de manera sumamente limitada cuando somos niños, y progresivamente va perfeccionando su maquinaria, de manera tal de operar cada vez más precisamente. Los distintos sistemas van ganando en coordinación en sus acciones y eso va mejorando hasta el auge de la vida, lo que en el humano promedio se concreta entre el 20º y el 40º año. Un alto rendimiento persiste un poco más en las mujeres; pero, cuando entran en la menopausia, se produce un rápido deterioro, como consecuencia de los cambios hormonales, y ellas llegan al nivel masculino entre los 60 y los 65 años aproximadamente. Por ende, tenemos ese período de la vida, de alrededor de dos décadas, en el cual nuestro cerebro opera con un alto desempeño y luego se deteriora. Si a los 30 años una persona está operando por debajo del promedio de rendimiento de la población (en el apogeo de su funcionamiento cerebral alcanzó el 100% de su capacidad), a los 60 años podrá estar sólo con el 16% de su capacidad, y a los 80 u 85 años, con un 10%. Ahora bien, nadie desea estar a los 85 años con tan sólo un 10% de su capacidad cerebral, y lo que demostramos es que ese deterioro es reversible. De manera simplificada, el cerebro de un anciano es más lento en sus decisiones y menos fluido en sus operaciones que en su juventud porque opera con la información de forma más confusa y degradada. Vicisitudes que ocurren a lo largo de la vida provocan ruidos en el cerebro y pueden acelerar su declinación. Puede ser una caída de la bicicleta y un golpe en la cabeza, una infección cerebral o una exposición a toxinas. Pero podemos entrenar al cerebro anciano y hacerlo recuperar muchas de sus habilidades. Realizamos estudios con diversas poblaciones y demostramos que es posible revertir esa declinación mediante el entrenamiento.

Agência FAPESP – ¿Cómo funciona ese entrenamiento que usted desarrolló?
Merzenich – El entrenamiento aplicado con BrainHQ apunta primeramente a ejercitar los mecanismos cerebrales que controlan la neuroplasticidad. Estos mecanismos también son plásticos y pueden quedar subutilizados con la edad o como consecuencia de enfermedades. Demostramos que es posible entrenar a una persona durante 15 ó 20 minutos y de ese modo regular procesos bioquímicos en esa maquinaria. Como consecuencia de ello, todo lo que esa persona aprenda o haga durante la siguiente hora se potenciará. Aprenderá más rápido, como si yo le hubiera dado una droga que aumentase el nivel de actividad cerebral. Pero, al contrario de lo que sucede con la droga, si yo aplico el entrenamiento todos los días, durante 15 días, el cambio es duradero. El desempeño de la maquinaria cerebral mejora y, cuando la observamos un año después, el cerebro está más alerta todavía, más vivo, más predispuesto a cambiar. En segundo lugar, el entrenamiento apunta a mejorar la manera por la cual el cerebro procesa los detalles de aquello que vemos, oímos y sentimos. A medida que el cerebro empieza a quedar ruidoso, va alterándose su forma de procesar información. Va perdiendo la capacidad de interpretar de forma nítida los detalles que se modifican rápidamente. Este entrenamiento apunta a revertir ese cambio negativo, pues todas las demás operaciones cerebrales dependen de ello. El límite del desempeño de cualquier operación mental compleja, tal como la memoria, por ejemplo, estará determinado de acuerdo con la claridad con la cual el cerebro representa la información. Si estoy intentando grabar una información, cuanto más fielmente esté representada en el cerebro, más fácilmente logro recordarla. El cerebro es una máquina de hacer pronósticos. Acumula información en el transcurso del tiempo y efectúa constantemente previsiones del futuro y asociaciones con el pasado. Puedo mejorar esa capacidad sencillamente aumentando la claridad de las operaciones. Para eso entrenamos al cerebro, para manipular información. Para elevar el nivel de sus operaciones, puedo asignarle una tarea en la cual el cerebro necesita no solamente emitir una respuesta correcta, sino varias posibilidades de respuesta a una alta velocidad y de manera fluida. Puedo entrenar al cerebro a clasificar información rápidamente, a alterar rápidamente las reglas de sus operaciones cuando las condiciones del medio así lo requieran. Todas esas cosas se pueden practicar plausiblemente. Lo que comúnmente hacemos es evaluar en cada individuo dónde se encuentran las fallas: en el control de la atención, en la habilidad de grabar información, en la forma de representar la información en secuencia o de manipular y organizar cadenas complejas de información. Todas estas cosas son pasibles de entrenamiento. El software que usamos se asemeja a algunos juegos para teléfonos celulares, pues plantea tareas aisladas que deben realizarse en 1 ó 2 minutos, y ofrece un cierto número de tentativas. El nivel de dificultad va ajustándose rápidamente, y a medida que el individuo sortea una etapa, se abre un nivel más difícil que lo desafía a aumentar esa habilidad a un nivel mayor.

Agência FAPESP – ¿El programa de entrenamiento puede ser utilizarse para tratar enfermedades neuropsiquiátricas como el Alzheimer o la esquizofrenia?
Merzenich – Contamos con diversos estudios que muestran que portadores de enfermedades tales como el Alzheimer, la esquizofrenia, el trastorno bipolar, los trastornos de ansiedad o la depresión pueden beneficiarse. No estoy diciendo que se curen, pero si pueden mejorar su calidad de vida. Sin embargo, de acuerdo con las leyes de mi país, no podemos operar directamente con condiciones médicas. El entrenamiento, en ese caso, requiere de la intermediación de un médico o de un terapeuta. También contamos con estudios que muestran los beneficios en personas con lesiones cerebrales causadas por AVCs o por traumas, personas expuestas a venenos, infecciones cerebrales y estrés. Siempre logramos obtener una mejora; en algunos casos es bastante significativa y en otros más limitada, debido a la magnitud de la lesión. En uno de los estudios, aplicamos el entrenamiento a una población grande de voluntarios que habían sufrido conmoción cerebral. Al cabo de dos meses, el cerebro había vuelto a su estado normal, mientras que el grupo que no pasó por el entrenamiento aún presentaba alteraciones neurológicas un año después de la lesión. También lo hemos probado en personas sanas que cumplen funciones en las cuales la toma de decisiones puede comprender asuntos de vida y muerte, tales como policías y soldados. Las estadísticas indican que los policías en general toman malas decisiones en el 50% de los casos, y esto provoca un gran impacto en una ciudad. Nuestros resultados muestran que con el entrenamiento es posible mejorar el proceso de toma de decisiones. En una investigación realizada en colaboración con una empresa de seguros, entrenamos a 20 mil choferes profesionales o informales, ancianos en este segundo caso, y redujimos a la mitad la cantidad de accidentes de tránsito. Ya hemos entrenado a alrededor de 600 mil personas en total.

Agência FAPESP – ¿Al igual que sucede con los músculos, el cerebro pierde los beneficios adquiridos cuando se interrumpe el entrenamiento?
Merzenich – Realizamos casi 30 ensayos clínicos para evaluar la duración del efecto y vimos que existe siempre alguna duración significativa, en algunos dominios mucho mayor que en otros. Si usted se entrena y altera la forma por la cual cerebro trabaja la atención, esto es más duradero, ya que es una habilidad utilizada en muchas situaciones de la vida real. En tanto, cuando usted entrena la habilidad de oír, el deterioro es más rápido. Pero si usted alcanza un nivel de alto desempeño en alguna habilidad, seguramente algún tipo de entrenamiento de mantenimiento se hará necesario para mantener ese alto nivel. En algunas poblaciones en las cuales funcionamiento del cerebro es más propenso a deteriorarse, tal como es el caso de las personas con pre Alzheimer (con una ligera pérdida cognitiva) o que padecen la enfermedad de Huntington, la declinación se produce más rápidamente cuando se interrumpe el entrenamiento y enseguida regresan al nivel que tendrían si nunca hubiesen entrenado. Sin embargo, mientras se mantengan entrenando, lograrán mantenerse relativamente estables; pero no sabemos con seguridad por cuánto tiempo. Es un gran desafío, porque debemos mantenerlos comprometidos y el entrenamiento debe ser intenso, pues todas las habilidades del cerebro se encuentran en riesgo.

Agência FAPESP – ¿Cómo evitar que ese conocimiento sea mal utilizado?
Merzenich – El cerebro puede ser entrenado para operar de manera destructiva y existen potenciales formas de abusos. Muchos tendrían interés en manipular la plasticidad cerebral con propósitos egoístas. Por eso para nosotros constituye un desafío pensar cómo puede controlarse esto y cómo podemos estar seguros de que este conocimiento será usado para el bienestar humano y no para la destrucción. Por ejemplo, es posible sacar de casa a un chico de 10 ó 12 años, un buen estudiante, y transformarlo en un asesino, en un monstro. Lo que sucede en ese caso es que se orienta la plasticidad cerebral hacia la destrucción.

Agência FAPESP – ¿Es posible hacer el camino inverso en ese caso?
Merzenich – Es difícil y requiere mucho entrenamiento, pero es posible y hacia allí apuntan algunos mis esfuerzos: tratar a niños con un largo historial de abuso y negligencia, condiciones que dañan la maquinaria cerebral que controla el aprendizaje. Al tiempo que su maquinaria cerebral de aprendizaje está perjudicada, esos niños tienen acceso a un repertorio pobre, que no los prepara para la vida. Por eso terminan fracasando, es lógico. A menos que hagamos algo para ayudarlos desde el punto de vista neurológico, para ellos no hay esperanza. Pero, ¿y qué hace la sociedad en general? Los culpa por su mal desempeño. Culpamos masivamente a los niños con infancias terribles por sus experiencias. Eso es una estupidez.