Disección filosófica de una neurona.

Todo empezó con Ramón y Cajal, un grande (y no dos) de la historia de la ciencia. Otro niño difícil que se llevó el Nobel, y no solo eso, también se llevó el reconocimiento de ser el padre de la neurociencia. ¿Por qué?

Porque este hombre demostró que el tejido nervioso estaba formado por células, al igual que todos los demás tejidos vegetales y animales. Hasta ese momento, se creía que este tejido estaba formado por un entramado continuo e interconectado de materia viva, como un río. Usando la técnica de tinción de su archienemigo Golgi, consiguió visualizar una pequeña distancia que separaba este supuesto entramado continuo. Fue la primera vez en la historia que alguien observó una sinapsis. A diferencia de este momento, y muy a su pesar, Santiago tuvo que compartir el premio Nobel con Golgi.

Así que está claro qué es una neurona: Una neurona es una célula. Ala, final de la entrada. Ya puedes volver al facebook. Sé que parece obvio, pero es una afirmación que merece ser recalcada para aspirar la atmósfera mágica que parece rodear al cerebro, la mente, y todos sus componentes. Desde el punto de vista filosófico, el hecho de hacer caer el concepto de mente desde lo abstracto, desde el mundo de las ideas de Platón, al sucio, molecular y maloliente mundo material de Aristóteles es un knock-out a la humanidad en toda regla. En filosofía, a ésto se le llama materialismo y es una corriente de pensamiento tan atractiva como perseguida. Rafael Sanzio resumió brillantemente esta disputa en el cuadro "La escuela de Atenas". En el centro se ve a Platón señalando al cielo, metáfora de lo abstracto, lo divino, lo ideal e inmaterial; mientras, Aristóteles apunta a la tierra, símbolizando la necesidad de explicar el mundo sin recurrir a nada más de lo que hay en el propio mundo.

Pero no solo una neurona es una simple célula, es además una célula bastante tonta. No se puede mover (a diferencia de un macrófago), no se puede contraer (a diferencia de un cardiomiocito) y la gran mayoría de ellas tampoco se puede dividir (a diferencia de las células madre).

Sí, ya os oigo: "¡Ya está bien de minusvalorar a las neuronas! ¡A la hoguera con este hereje!"

Vale, es cierto que tienen algo especial, pero este algo no es su capacidad de transmitir estímulos eléctricos (también lo hacen las fibras musculares), sino su talento para sumar.

Las neuronas, siendo células, también son máquinas de sumar ¿pero cómo lo hacen?. Las células son células porque se pueden diferenciar de todo lo que no son células, igual que España es España por poder separarse de todo lo demás. Por frontera, las células tienen una membrana de naturaleza lipídica, como mantequilla o aceite. Si añades una pequeña gota de aceite en un vaso de agua y lo agitas, se formaran pequeñas esferas de aceite. Estas esferas  han encerrado agua en su interior, y separan este agua del resto del agua en el vaso. Igual que una célula. Mi profesor de biología celular decía que la membrana de las células era caprichosa como un portero de discoteca, sólo deja entrar y salir a quien le apetece. Así, las moléculas muy grandes, polares y las cargadas positiva o negativamente no pueden atravesar la membrana directamente. Sólo lo pueden hacer por la puerta de atrás y esto casi siempre implica un esfuerzo mayor (y por tanto gasto de energía). Estas puertas se corresponden con las proteínas. Las proteínas tienen el aspecto de un pelo rizo enrollado sobre si mismo. En el caso de las proteínas que actúan como puertas en la membrana tienen en el centro un poro, por lo que forma un minitubo en la membrana. Este poro puede estar siempre presente, o puede cerrarse y abrirse según que circunstancia/estímulo.

Ya tenemos los ingredientes para una calculadora celular. Por esta discriminación de la membrana, existe una pequeña diferencia de carga entre la CARA exterior de la membrana y la CARA interna de la membrana. Y digo CARA porque las cargas que hay en EXCESO a cada uno de los lados, se disponen lo más pegadas que pueden a la membrana. ¿Por qué?, porque es la manera de estar lo más cerca posible de sus queridas cargas opuestas. Puede que estés pensando: "sí, es lo más cerca que pueden estar de sus contrarias, pero de esta manera todas las cargas adyacentes a la membrana tienen justo a su lado cargas de igual polaridad" y estás en lo cierto (toma una galleta). Y también es cierto que cargas de igual polaridad (positivo-positivo o negativo-negativo) se repelen...¿Entonces? La otra opción sería que se distribuyesen por el interior de la célula, de esta manera cargas iguales estarían más separadas y serían atraídas por...? Ummm... Serían atraídas por las cargas positivas del interior de la célula, pero como en el interior predominan las cargas negativas al final no quedan cargas positivas que las neutralicen. Así que lo mejor es que sean atraídas por las cargas positivas que se agrupan en la cara exterior de la membrana (que sufren el mismo dilema). Es una cuestión de balances que acaba ganando la atracción.

No nos despistemos, sigamos construyendo la calculadora. Una neurona tiene forma de árbol: las ramas se llaman dendritas y es por donde entran los miles de estímulos que llegan a ella desde otras neuronas. El tronco es el axón, por él viaja el patrón de estímulos que ha resultado de la famosa suma, y la raíces son las prolongaciones de la neurona para enviar su resultado a  las dendritas de otras neuronas.

Un estímulo ha cruzado todo el axón de una neurona y llega al final, se produce entonces una fusión entre una "microgotita de aceite" del interior de la neurona con la membrana del "terminal del axón". Se libera el contenido de esta microgotita, ¿y qué hay dentro del kinder sorpresa de la neurobiología? Pues un montón de moléculas que se llaman -en base a su función- neurotransmisores. Estas moléculas "nadan" al azar durante unos nanosegundos por la distancia que separa las dos neuronas (el espacio sináptico) hasta que chocan con una de las famosas puertas de la membrana de la siguiente neurona. Estas puertas en concreto, son proteínas que abren su poro cuando un neurotransmisor las roza. ¡Empieza la fiesta!

Las cargas positivas del EXTERIOR que hasta ahora no habían podido juntarse con las negativas del INTERIOR lo consiguen por fin. Imagina que existe una sola puerta/proteína con poro, imagina como entran las cargas positivas hacia el interior y como se pegan a la CARA interna. Cada vez hay más y la repulsión es mayor. Se empiezan a alejar entre sí en todas direcciones a alta velocidad. Parte de éstas avanzan, por azar, en dirección al axón, SIEMPRE pegadas a la cara. Justo en ese momento empieza la suma. En el axón, desde su comienzo hasta su final, existen unas puertas diferentes. Estas puertas sólo se abren cuando detectan que el INTERIOR es positivo (NORMALMENTE ES NEGATIVO, recuerda). Al abrirse, permiten el paso de más cargas positivas al interior, que de nuevo se repelen rápidamente y avanzan en todas direcciones (sí, hacia atrás también). Pero ojo, estas puertas tienen otra peculiaridad: después de ser activadas funcionan muy poco tiempo, y después de este tiempo, se bloquean hasta que la membrana vuelve a ser negativa en el interior. Entonces pueden volver a funcionar. Esto impide que las cargas positivas que entran por la parte final del axón, al volver atrás (parte de ellas lo hacen, como hemos dicho) produzcan una nueva entrada de cargas en posiciones más próximas a las dendritas. Llamaremos a estas puertas "canales dependientes de voltaje". ¿Cómo vuelve el interior a ser negativo? Hay otro tipo de puertas que al hacerse positivo el interior se abren y dejan pasar cargas positivas, ¡PERO! hay un pequeño espacio de tiempo entre la "positivación" del interior  y la abertura de estas puertas. De no ser así, todas las cargas positivas que entrasen inmediatamente saldrían por estos poros.

Ahora estamos en condiciones de entender la suma. Antes hemos imaginado tan solo una puerta sensible a neurotransmisores en la dendrita; ahora imagina millones de dendritas, cada una con billones de puertas sensibles a neurotransmisores. Trillones de cargas positivas entran por estas puertas, algunos millones avanzan en la dirección correcta, el axón, donde hay canales dependientes de voltaje. A mayor cantidad de cargas positivas que lleguen a la zona donde empieza a haber canales dependientes de voltaje más de estos canales se abrirán, dejando entrar más cargas positivas que abrirán más canales dependientes de voltaje unos micrómetros más cerca del final, etc etc. hasta que llega un punto en que se abre un número tal que el impulso se continúa de manera autosuficiente.

Esto es, hay tantos canales dependientes de voltaje abiertos que ellos solos generan una entrada de cargas positivas suficiente para abrir más puertas dependientes de voltaje unas milésimas de milímetro más allá, y así hasta el final. Este "número tal" es lo que se llama umbral. La tarea de una neurona es permitir la entrada de cargas positivas en el momento y en la cantidad que le es indicada por las neuronas anteriores. Si no llega un número suficiente de cargas al principio del axón, no se genera esa "auto-renovación" de cargas positivas a lo largo del axón, mediada por los canales dependientes de voltaje. Esto supone un corte en la comunicación con las siguientes neuronas. Pero las neuronas no funcionan de manera "Activada-No activada". Hay todo un espectro de frecuencias de descargas en la que pueden moverse. Una vez el canal dependiente de voltaje se desbloquea, puede volver a activarse si siguen llegando más cargas. Cuantas más veces se desbloquee más neurotransmisores liberará esa neurona a las siguientes.

La neurociencia trae de la mano cambios en materia ética y judicial que no gustarán al gran público. ¿Pero a quién le importa el gran público? El sabio del lugar ha muerto intoxicado con sus pociones sanadoras y el saber popular ha sido enterrado vivo. Dejen paso a la evidencia empírica por todos consultable. Esto es el siglo XXI.

Como decía otro premio Nobel español: "A la minoría siempre."

Referencias:
-http://galleryhip.com/chemical-synapse-electrical-synapse.html