Beatriz Rico

Descifrar cómo se conecta el cerebro durante el desarrollo es una de las grandes fronteras de la neurociencia moderna. La Dra. Beatriz Rico, Catedrática de Neurobiología del Desarrollo en el King’s College London1 y directora de grupo en el prestigioso MRC Centre for Neurodevelopmental Disorders, lleva años investigando los mecanismos que utilizan las neuronas para formar conexiones precisas y qué sucede cuando este proceso falla. Durante las VI Jornadas Neurocientíficas y Educativas Fundación Querer, enfocadas a Enfermedades Neurológicas Infantiles y Trastornos del Lenguaje, que tendrán lugar los días 10 y 11 de junio en la Universidad Camilo José Cela de Madrid la especialista abordará las claves de la conectividad cerebral y su implicación en trastornos como el autismo en su ponencia titulada ‘Cómo se conectan las neuronas y qué ocurre cuando sus conexiones fallan’. Hablamos con esta reputada científica españlola sobre su trabajo pionero en neurobiología y cómo la investigación básica puede allanar el camino hacia nuevas formas de abordar los trastornos del espectro autista.

Tu ponencia trata sobre la conectividad neuronal. ¿Qué consecuencias pueden tener los fallos en las conexiones entre neuronas en el comportamiento o el aprendizaje?

Cuando hablamos de conectividad neuronal hay muchas zonas en el cerebro, pero tareas complejas, como el pensamiento abstracto, el lenguaje, la coordinación, la toma de decisiones…, ocurren en la corteza cerebral, que es la zona más superficial del cerebro, y en esa corteza hay dos tipos principales de neuronas, la mayoría actúan como trabajadores de la función, y otro tipo que se llaman interneuronas, que a mí me gusta comparar con los directores de orquesta porque lo que hacen es dirigir a las otras neuronas para que sean capaces de coordinar una serie de informaciones a la vez, y que eso se traduzca en un comportamiento, en un aprendizaje, etcétera.

Estas neuronas cumplen su función utilizando conexiones que son como cables que se extienden de unas neuronas a otras y están conectados como si fueran enchufes; es lo que nosotros llamamos la sinapsis, porque las dos partes del enchufe tienen que hacer una perfecta conexión, y todas esas conexiones, que son muy diversas, hacen que podamos llegar a un tipo de pensamiento complejo, a un aprendizaje complejo…

En un gran número de estudios realizados después del COVID se ha visto que hay un retraso en el desarrollo en muchos niños porque no han tenido la estimulación que necesitaban

Cuando me preguntabas sobre el aprendizaje y qué ocurre cuando eso falla, lo que ocurre es que cualquier fallo en esas conexiones durante el desarrollo produce alteraciones en el neurodesarrollo que pueden conducir a trastornos del espectro autista, a esquizofrenia, o a defectos en el desarrollo del cerebro que pueden llegar a provocar discapacidad intelectual o cognitiva o desencadenar algún tipo de epilepsia, entre las que hay síndromes que aparecen de forma temprana y hay niños que tienen un gran número de crisis epilépticas al día.

Desde el punto de vista del aprendizaje es una de las cosas que estamos analizando en un nuevo proyecto –de momento a nivel de modelos de ratón, que utilizamos para entender cómo se forman estas conexiones– en el que vamos a intentar extender todo ese conocimiento en el desarrollo del cerebro humano.

¿En qué momento del desarrollo son más críticas estas conexiones? ¿Existen ventanas de oportunidad en las que el cerebro sea más vulnerable o plástico?

Una pregunta que uno se hace siempre es por qué aprendemos mejor cuando somos niños que cuando somos adultos, y te puedes hacer la pregunta al revés. Por ejemplo, en un gran número de estudios realizados después del COVID se ha visto que hay un retraso en el desarrollo en muchos niños, y que incluso niños que tenían una afectación que no era tan dramática no han mejorado porque no han tenido la estimulación que necesitaban.

Nuestra hipótesis de trabajo es que la razón por la que aprendemos mejor cuando somos jóvenes y, a la vez, la razón por la que nuestro sistema es mucho más vulnerable cuando somos jóvenes es porque en ese momento todas esas conexiones, esos cableados, enchufes y sinapsis que se están formando y que están determinados genéticamente se encuentran influidos por dos motivos.

Genéticamente porque un gen va a producir una proteína que actuará como el código que va a informar a esas conexiones dónde tienen que ir, cómo se tienen que formar y el tiempo en el que esto tiene que ocurrir. Y el otro es el entorno, ya que todo eso está influido por el ambiente, que es lo que experimenta nuestro cerebro cuando estamos creciendo. Por ejemplo, si un niño está muy estimulado y se cría en una familia estable, ese ambiente va a ser muy beneficioso y se van a potenciar todas esas conexiones y esos genes se van a expresar más y seguramente van a producir un circuito mucho más robusto.

La atrofia muscular espinal es una enfermedad del desarrollo en la que ya se está interviniendo, utilizando herramientas genéticas que pueden cambiar la dosis de ese código que está alterado

Si ocurre al revés, vamos a tener justo el efecto contrario. Lo que estamos intentando entender es cómo está ocurriendo eso; es decir, nuestra hipótesis –desde el punto de vista positivo– es que cuando se mejora esa estimulación hay circuitos que cambian y códigos que hacen que esos circuitos estén cambiando y hay que determinar cuáles son exactamente. Y esto lo estamos comparando con lo que sucede cuando tenemos esa misma estimulación en adultos. Estamos empezando a ver patrones muy interesantes que son muy diferentes cuando esa estimulación ocurre de forma temprana respecto a cuando ocurre tardíamente.

Si entendemos cuáles son los códigos necesarios para mejorar los sistemas, no solo va a ser importante la estimulación, sino que si esa estimulación está alterada por múltiples motivos quizás se pueda recuperar de alguna manera. Esto es un poco especulativo, pero si en un futuro averiguamos cómo hacer que esos sistemas sean mucho más flexibles y plásticos durante el desarrollo para que las redes neuronales sean mucho más eficientes, quizá tengamos una ventana o un punto de anclaje para empezar a saber si es posible manipularlo posteriormente en el adulto y aliviar de alguna forma los problemas cognitivos en niños que hayan sufrido determinadas cosas, o incluso en adultos, y mejorar ese aprendizaje.

Claro, porque ahora habrá muchos adultos que tengan algún trastorno del espectro autista, por ejemplo, y tengan una cierta edad y no hayan podido acceder a una intervención temprana, ¿no?

Exactamente. Cuando uno piensa desde el punto de vista de la ciencia básica, y de ciencia traslacional, hay que tener en cuenta ambos fenómenos. Hay que pensar en cómo mejorar los problemas que ya existen si esa alteración la tiene un adulto, y cómo intentar llegar al punto en que podamos prevenir esa alteración, o mejorar la expectativa de las consecuencias de esa alteración.

¿Se podría por ejemplo intervenir antes de que aparezcan los síntomas clínicos?

Sí. Exactamente. Digamos que la idea en general en muchas de estas condiciones es precisamente llegar a un punto en el que podamos intervenir. En algunos casos ya disponemos de herramientas que se están utilizando. Es el caso de la atrofia muscular espinal, que es una enfermedad del desarrollo en la que ya se está interviniendo, utilizando herramientas genéticas que pueden cambiar la dosis de ese código que está alterado.

Cuando hablo con mis colegas psiquiatras les pregunto si hay alguna manera de describir o definir el espectro autista de una manera diferente, porque hay personas autistas extremadamente inteligentes, aunque tengan problemas como dificultades para dormir o de interacción social, mientras que otro tipo de autismo es debilitante y en muchos casos incluso produce degeneración o unas epilepsias muy graves, y esos niños tienen un defecto del desarrollo que les genera problemas de aprendizaje y cognitivos.

Soy bastante partidaria de la estimulación en ambientes positivos en los que los niños con trastornos del neurodesarrollo jueguen, interaccionen y realicen determinadas tareas que les ayudan a mejoran

En este segundo grupo es prioritario intentar atajar y paliar, porque deberían poder desarrollarse mejor y que los padres disfrutaran de sus hijos en las mejores condiciones, aunque por supuesto los quieran igual. Desde el punto de vista científico consideramos prioritario mejorar su calidad de vida, teniendo en cuenta también que los recursos que necesitan esos niños para desarrollarse mejor no siempre son accesibles para todas las familias y que aquellos con problemas de aprendizaje necesitan un tipo de acogimiento en los colegios y mucha protección porque suelen sufrir bullying.

Estimulación versus fármacos e inteligencia artificial

¿Se ha producido algún avance prometedor en tratamientos no farmacológicos?

Seguramente los tratamientos de estimulación son muy buenos y creo que es una ventana que no se puede desperdiciar. Sé que hay gente que está en centros muy especializados que fomentan este tipo de estimulación, pero, por ejemplo, no hay ningún tipo de estimulación que pueda prevenir la epilepsia, que seguramente esté alterando el desarrollo de esos circuitos porque el sistema está en continuo exceso de actividad e impide que se desarrollen de forma normal.

Yo soy bastante partidaria de la estimulación; me refiero a ambientes positivos, en los que los niños con trastornos del neurodesarrollo jueguen, interaccionen y realicen determinadas tareas que les ayudan a mejoran. Es muy raro que ese tipo de cosas tengan efectos secundarios, pero hay muchos casos en los que la farmacología es necesaria porque la medicina no puede avanzar solamente con estimulación.

Idealmente llegaremos a un punto en el que la farmacología sea muchísimo más sencilla y con menos efectos secundarios. La mayor parte de los fármacos no son específicos, e incluso aquellos más específicos están dirigidos contra lo que llamamos receptores, que no solo están en las neuronas que pueden estar más alteradas, sino en todas las demás. Pero, poco a poco –dependiendo del tipo de condición– se están desarrollando herramientas mucho más específicas que puedan de forma genética alterar o sustituir esa composición que es errónea en las células que tienen esa disfunción.

¿Y los avances que se están produciendo ahora en inteligencia artificial pueden facilitar el diagnóstico o abordaje de los trastornos del espectro autista?

Desde luego que sí. La gente tiene mucho miedo a la inteligencia artificial, y soy de las primeras que piensa que deben establecerse muchas reglas éticas al respecto, pero estoy comprobando su efectividad aquí porque la inteligencia artificial nos está facilitando el análisis. Tengo compañeros que están trabajando en patologías como las displasias corticales y cuando se obtienen imágenes del cerebro con las diferentes técnicas utilizan la inteligencia artificial para pasar muchas de esas imágenes y entrenar el sistema para que sea capaz de detectar dónde está esa malformación, algo que desde el punto de vista humano es muy difícil. Los expertos son muy buenos y lo hacen, pero la IA es capaz de ver muchísimas más imágenes y más rápido, y compararlas no solo con otras de ese hospital, sino también con las que se comparten desde diferentes hospitales.

Hay que promover el pensamiento de que la inversión en ciencia tiene que ser una inversión a largo plazo y no puede depender de los cambios de gobierno, ni de los diferentes partidos

El diagnóstico genético también es muy importante y cada vez hay más posibilidades y las herramientas están mejorando en resolución para poder hacer diagnósticos genéticos que puedan explicar por qué se está produciendo esa imagen distorsionada que está indicando que existe una patología.

¿Cuáles crees que son hoy los mayores retos para los científicos que investigan el cerebro infantil?

Básicamente, todo lo que conocemos en biología, no solo del cerebro, sino de otros sistemas del cuerpo, y por ejemplo en cáncer se ha avanzado muchísimo, se conoce por los modelos que hemos estado utilizando, que son desde la mosca del vinagre o los C. elegans, hasta los ratones, las ratas o los primates no humanos. Todo eso lo conocemos desde el punto de vista de las especies porque hemos podido entender, manipular y confirmar que esas hipótesis, esas moléculas, esos patrones, estaban ahí.

En humanos no hemos podido hacer eso, porque todo lo que se sabe en humanos es a través de correlaciones. Esto significa que tenemos imágenes, por ejemplo, de RMN o de PET, y con esas imágenes y las alteraciones que vemos podemos sugerir que es debido a esto, pero, al no poder manipularlo, no tenemos ninguna certeza de que eso ocurra y por eso mucha de la investigación que hay falla en ese sentido.

Ahora, por primera vez en los últimos años, hemos empezado a tener modelos humanos, es decir, células madre humanas que se pueden cultivar en dos dimensiones, o en tres dimensiones –que son lo que llamamos organoides–, que se pueden hacer de un páncreas, pero también del cerebro o de diferentes zonas del mismo. Y empezamos ahora a trasplantar también esas neuronas en tejidos vivos, como a modo de incubadora, para entender cómo se desarrollan. Esto es importante porque los modelos nos van a permitir entender qué es lo que está ocurriendo en los humanos.

¿Por qué no nos sirve solo lo de otras especies? Nos ha servido y ha sido la base, pero va a haber cosas comunes y otras que sean un poco diferentes, y si no lo estudiamos en humanos no vamos a saber cuáles son las cosas comunes y diferentes para averiguar cómo paliar las posibles alteraciones durante el desarrollo.

Y respondiendo a tu pregunta lo más difícil que vamos a afrontar es cómo hacer el salto de esos modelos a lo que veamos en el desarrollo humano con las técnicas disponibles, que al ser técnicas no invasivas nos pueden aportar cierta información, pero no suficiente. Yo siempre digo lo mismo: no podemos curar si no entendemos. Si no determinamos lo que parece ser la media de lo que ocurre en las redes neuronales, no podemos saber qué es lo que falla o se sale de lo habitual.

¿Qué mensaje te gustaría transmitir a la sociedad sobre las investigaciones científicas que están mejorando la calidad de vida de tantos pacientes y sus familias?

Hay dos cosas que me gustaría destacar; una que creo que la sociedad entiende es que la ciencia no es a corto plazo. La ciencia es la base de los descubrimientos médicos y el caso más claro ha sido la vacuna del COVID, que está basada en investigaciones del RNA. Por ello hay que promover el pensamiento de que la inversión en ciencia tiene que ser una inversión a largo plazo y no puede depender de los cambios de gobierno, ni de los diferentes partidos.

Y en segundo lugar tener en cuenta que ahora que estamos inmersos en las fake news o noticias falsas es fundamental para la sociedad siga manteniendo el aspecto crítico. Y para ello es necesario saber de dónde salen y comparar. Esto es así en cualquier ámbito, pero en el caso de la ciencia resulta clave porque hay mucha pseudociencia en los medios digitales, y no me refiero a los periódicos, ni a medios de información digitales especializados en información médica, sino a las consultas a Google, o a publicaciones en redes sociales, como Twitter o TikTok.

En medicina y ciencia es muy importante mirar páginas web que tengan un sustento médico, porque la diferencia entre la pseudociencia y la ciencia es que la ciencia es lenta porque requiere una tremenda cantidad de comprobaciones y controles hasta que un fármaco llega al paciente, y la razón por la que los descubrimientos son lentos es precisamente porque los filtros y los estudios son muy amplios, mientras que la pseudociencia no cumple estos requisitos.