Circuitos cerebrales

Cómo funcionan los circuitos cerebrales
Por: José Bargas (En el suplemento La jornada de la ciencia, www, enero del 2015)
Las neuronas son células especiales: echan chispas, literal. Más técnicamente se dice que generan espigas de voltaje. Hay mucha evidencia que apunta a que estos cambios súbitos de voltaje son señales eléctricas que envían información desde los órganos de los sentidos alcerebro y del cerebro a los músculos para ejecutar acciones. En la jerga de los especialistas estas chispas o señales se llaman “potenciales de acción” (ver la wikipedia (w) - o Galarraga y Bargas, 2010; Islas Suárez, 2009). Se transmiten como impulsos a través de los axones de unas neuronas hacia otras. Acaso de aquí venga el dicho de “no se me prendió la chispa” para decir “no se me ocurrió quehacer”. 
Las sinapsis entre las neuronas permiten que los potenciales de acción pasen (sinapsis excitadoras), o no pasen (sinapsis inhibidoras) de unas neuronas a otras (w- o Bargas y Galarraga, 2009). Las sinapsis permiten a las neuronas del sistema nervioso interconectarse y formar circuitos o redes neuronales para excitarse o inhibirse, mutuamente, o en secuencia.  Los procesos sumados de todos losmicrocircuitos neuronales generan el funcionamiento cerebral. Las fallas en ese funcionamiento producen las patologías neurológicas y psiquiátricas, esa es la visión científica actual. Es por eso que nos importa saber cómo funcionan y si hay mecanismos generales que comparten todos los circuitos del cerebro.
En el nivel de desarrollo tecnológico en que se encuentran las neurociencias actuales esmuy difícil registrar decenas o cientos de neuronas y al mismo tiempo correlacionar esta actividad con el comportamiento. Si monitoreamos la conducta sólo podemos registrar unas cuantas neuronas junto con el registro de la actividad poblacional  (e.g., electroencefalograma o EEG, tomografía por emisión de positrones o PET, resonancia magnética o MRI y otras técnicas) lo que nos da una idea muygruesa de lo que hace una población de neuronas a una escala temporal que las más de las veces es demasiado lenta, además de que no podemos ver a las neuronas que se inhiben activamente como parte del proceso estudiado. Nadie niega que estas técnicas sean herramientas poderosas en la medicina moderna. Por otro lado, se pueden tener pedazos de cerebro (e.g., biopsias) o preparaciones de tejido invitro, en las que podemos registrar decenas, y a veces cientos de neuronas simultáneamente para ver qué hacen. En este caso perdemos la correlación con la conducta del sujeto experimental, aunque a cambio podamos probar la acción de fármacos y sustancias.  Lograr todo: registrar la conducta así como la actividad de cientos de neuronas con resolución de célula única, además de probar sustancias depotencial uso terapéutico, al mismo tiempo, es una meta de las neurociencias actuales. Lo que está generando tecnología cada vez más sorprendente.  
Aun con las limitadas técnicas que tenemos ahora, ¿qué sabemos de los microcircuitos cerebrales? Sabemos que se conforman y mantienen gracias a varios procesos, algunos de ellos hipotetizados de tiempo atrás (Hebb, 1949), pero que hoy ya cuentan conabundante evidencia experimental: 
Plasticidad sináptica de largo plazo.
Así se llama la capacidad que tienen las sinapsis para cambiar su fuerza o “peso”. Cuando la sinapsis se hace más fuerte decimos que hubo facilitación o potenciación sináptica. Cuando la sinapsis se hace débil decimos que hubo depresión sináptica. La fuerza de las sinapsis entre las neuronas se puede modificar de manera duraderao temporal. Hay dos mecanismos de largo plazo: 
LTP o “potenciación de largo plazo” por sus siglas en inglés (long term potentiation) que aumenta o potencia la fuerza de las sinapsis entre dos neuronas (w -o Bennett, 2000). Esto sucede entre neuronas que disparan juntas, aquellas cuya actividad está correlacionada, un verdadero chisporroteo, y así se ve en los experimentos de imagenología...