¿Nacemos con una mente en blanco o con un cerebro ya programado para comprender el mundo? Una nueva investigación parece inclinar la balanza hacia la segunda opción. Un equipo de la Universidad de California ha observado que los primeros destellos de actividad cerebral siguen patrones organizados incluso antes de recibir estímulos del exterior. En otras palabras, el cerebro humano podría traer de serie una especie de “sistema operativo” básico.
El hallazgo, publicado en Nature Neuroscience, se basa en el uso de organoides cerebrales, diminutos tejidos tridimensionales creados a partir de células madre humanas. Estos modelos han permitido estudiar un periodo del desarrollo cerebral que normalmente queda fuera del alcance de la ciencia: las primeras semanas y meses en los que las neuronas empiezan a formar circuitos.
Un “sistema operativo” cerebral preinstalado
“Estas células están interactuando y formando circuitos que se autoensamblan antes de que podamos experimentar nada del mundo exterior”, explica Tal Sharf, profesor de biomolecular engineering y autor principal del estudio. “Existe un sistema operativo que emerge en un estado primordial”.
El laboratorio de Sharf cultiva organoides para observar ese momento temprano en que el tejido cerebral comienza a organizarse. A diferencia del desarrollo real dentro del útero, donde el entorno biológico influye constantemente, estos modelos crecen aislados de cualquier estímulo sensorial. Esa desconexión convierte a los organoides en una ventana privilegiada para entender qué partes del desarrollo cerebral son innatas y cuáles dependen de la experiencia.
Medir el cerebro como si fuese un microchip
Los investigadores provocaron que células madre formaran tejido cerebral y registraron su actividad eléctrica mediante microchips especializados, comparables a los que operan en un ordenador. Su objetivo era captar las primeras señales neuronales, los pequeños impulsos eléctricos que permiten al cerebro procesar información.
Y lo que vieron les sorprendió: los patrones de disparo neuronal no eran aleatorios, sino que se parecían al llamado “modo por defecto”, la estructura básica de la actividad cerebral humana que, en personas adultas, se observa incluso cuando no están realizando ninguna tarea concreta.
Esto significa que el cerebro recién formado ya produce secuencias de actividad complejas que, más adelante, podrán especializarse para procesar estímulos reales como olores, sonidos o imágenes.
Una arquitectura escrita en nuestros genes
El descubrimiento sugiere que existe un plano genético que guía las primeras conexiones neuronales. “Estos sistemas autoorganizados podrían servir como base para construir una representación del mundo que nos rodea”, señala Sharf. “Verlos tan pronto indica que la evolución ha encontrado una forma de que el sistema nervioso central prepare un mapa para interactuar con el entorno”.
Comprender este “arranque” del cerebro humano tiene consecuencias directas para el estudio de trastornos del neurodesarrollo y de sustancias tóxicas capaces de alterar el desarrollo cerebral, como pesticidas o microplásticos.
Los organoides, que pueden cultivarse en grandes cantidades y sin las limitaciones éticas de la investigación con embriones humanos, permitirán identificar firmas tempranas de enfermedades, probar terapias y diseñar fármacos con mayor rapidez.
“Estamos viendo una base para capturar dinámicas complejas que podrían ser señales tempranas de patologías”, concluye Sharf. “Esto permitirá desarrollar tratamientos más eficientes, económicos y de alto rendimiento”.
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