Las bogavantes no son solo comida

Eve Marder es catedrática de Neurociencia en la Universidad Brandeis. Nació en Manhattan y se crió en la Costa Este. Cuenta así un detalle de su primera infancia:

El primer experimento científico que recuerdo haber realizado fue en el parque de la calle 86. Los parques de Central Park tenían barandillas verticales y a la madura edad de tres años tuve curiosidad por saber si mi cabeza cabría a través de la barandilla. Así que hice el experimento y me quedé atascada. Este fue un momento que definió mi vida, porque mientras estaba allí con mi cabeza entre los barrotes me sentí increíblemente estúpida, porque me di cuenta de que podría haber usado mis manos para medir la distancia. Cuando todas las madres en el parque empezaban a entrar en pánico, mi madre se acercó con calma, me levantó, me giró el cuerpo y me empujó a través de la barandilla, diciendo que los bebés nacían de cabeza. Debió imaginarse que mi cabeza era más importante que unos pocos rasguños en los brazos o las piernas. Ambas partes de este recuerdo fueron formativas, el orgullo del sentido común de mi madre y su inteligencia para resolver problemas y la reflexión que viene con la autoevaluación racional.

Sus padres promovieron la base de toda la ciencia, el placer de aprender.

Mis padres no hicieron nada en particular por intentar enseñarme a leer antes de empezar la escuela, y en primer curso nos enseñaron a memorizar palabras con los ahora famosos libros de “Dick, Jane, Spot”. Después de un mes en primer grado mi padre me preguntó si sabía leer y le dije que podía leer las palabras que me habían enseñado. Dijo que o bien podía leer o no podía y me pasó el New York Times y dijo «lee». Así descubrí que sabía leer. Mi madre me llevó a la pequeña biblioteca justo al lado de la escuela, y obtuve un carné y en los siguientes años leí indiscriminadamente todos los libros de la sección infantil. Un día mientras leía un libro de ciencias, mi tía me preguntó qué quería ser cuando fuera mayor y respondí «una científica». Ella asintió felizmente, y desde entonces cuando los adultos me hacían esa pregunta, yo decía «científica» porque me evitaba tener que seguir conversando.

Cualquier aspiración científica que tuviera antes de ir a la universidad se apagó con el fragor político de la época. Las manifestaciones por la igualdad racial y las campañas de registro de votantes la llevaron a soñar con ser abogada de derechos civiles, así que su opción en la universidad fue una mezcla de derecho y ciencia política. Pero en su tercer año, Marder acompañó a una compañera de cuarto a un curso de Abnormal Psychology que cambió todo para ella. Eran los días en que culpaban a los padres del paciente de ser los causantes de la esquizofrenia y de muchos otros males psicológicos. A Eve Marder le intrigó la idea, entonces una herejía, de que la esquizofrenia tuviera una causa bioquímica y que la desregulación de los neurotransmisores, las sustancias químicas que llevan señales de una neurona a otra, pudiera influir notablemente en el control de la realidad de una persona. Así que se metió en la biblioteca y leyó todo lo que pudo encontrar sobre cómo el cerebro parecía utilizar el ácido gamma-aminobutírico (GABA), el neurotransmisor inhibidor, para mantenerse bajo control. Esta incursión inicial en el mundo de los neurotransmisores despertó una curiosidad de por vida sobre la comunicación entre células nerviosas. Cambió su especialidad a la biología y nunca miró atrás.

En 1969, Marder comenzó el doctorado en la Universidad de California, San Diego. Fue allí donde su camino se cruzó por primera vez con el sistema estomatogástrico y ganglionar del bogavante. Esta red neuronal comprende sólo 30 neuronas que controlan los músculos del intestino de los bogavantes y otros crustáceos, permitiéndoles moler la comida con los «dientes» gástricos antes de pasarla por su tracto digestivo. Gracias a Marder, el sistema estomatogástrico es el ejemplo mejor estudiado de un generador de patrón central, el mismo tipo de circuito neuronal rítmico que controla la respiración y la masticación en los humanos.

La ventaja del sistema estomatogástrico (STG) es que una vez extraído del animal y colocada en una placa de Petri, esta red de treinta neuronas dispara rítmicamente al ritmo de su propio marcapasos durante horas, sin ninguna entrada exterior. Las grandes neuronas del STG, fáciles de identificar y registrar, proporcionan un circuito pequeño y simple, pero poderoso. Con este sistema, conseguido a partir de los bogavantes y cangrejos que compraba en las pescaderías locales, pudo demostrar que incluso una red neuronal simple puede generar respuestas funcionales diversas.

Durante los siguientes años, mientras completaba su doctorado en la UCSD y sus estudios postdoctorales en la Universidad de Oregón en Eugene y la Ecole Normale Superieure en París, Francia, Marder comenzó a hacer algunos descubrimientos notables e innovadores. En ese momento, los científicos creían que las conexiones en los circuitos neuronales estaban organizadas para producir un patrón de salida y ese patrón era el sustrato del comportamiento. En otras palabras, había unas entradas, un procesado por el circuito neuronal y una salida fija, única y predecible. Marder descubrió, sin embargo, que lejos de ser fijo, el STG era notablemente plástico. Podía alterar tanto sus parámetros como su función en respuesta directa a varias moléculas, y lo hacía manteniendo su integridad básica. Sus descubrimientos de estos «neuromoduladores» marcaron un cambio de paradigma en la forma en que los científicos veían la arquitectura y la función de todos los circuitos neuronales, incluidos los de los seres humanos. En otras palabras, los distintos neuromoduladores ajustaban el circuito y conseguían un repertorio mucho mayor de respuestas con la misma red de neuronas. También aclaró una duda que tuvimos durante décadas: ¿por qué hay tanta variedad de neurotransmisores y no basta con uno excitador y otro inhibidor? Marder dijo:

Incluso entonces, tuve la intuición de que había conocimientos que se obtendrán tratando de entender la coreografía de transmisores (y ahora moduladores) en circuitos funcionalmente activos. Hasta el día de hoy, mi laboratorio continúa trabajando en estas cuestiones.

Ha sido pionera en la expansión de la neurociencia teórica, que utiliza herramientas informáticas y matemáticas para modelar lo que hacen los sistemas nerviosos y cómo funcionan. Como parte de este esfuerzo, desarrolló, junto con el doctor Larry Abbott de la Universidad de Columbia, una importante herramienta experimental conocida como la pinza dinámica («dynamic clamp»), que permite a los científicos introducir en las neuronas biológicas parámetros sinápticos u otras conductas modeladas matemáticamente o puestas a punto en redes neuronales artificiales. El dispositivo se utiliza ahora en todo el mundo para el estudio de los sistemas neuronales a nivel celular y de circuitos.

Más recientemente, Marder ha estado investigando cómo los circuitos neuronales mantienen la estabilidad, u homeostasis, durante largos períodos de tiempo a pesar del constante reemplazo de las proteínas de los canales iónicos que dan a las neuronas sus características propiedades de excitabilidad. En sus palabras: «Es un problema fascinante tratar de averiguar cómo se puede mantener esa maquinaria funcionando perfectamente durante años y años mientras se reconstruye constantemente sin que la maquinaria cometa demasiados errores».

En la autobiografía que escribió con motivo del premio Kavli, Marder se despedía:

He estado en la Universidad de Brandeis durante 38 años. Me he quedado en gran parte debido a mis colegas, que son traviesamente inteligentes, compasivos, tienen un gran sentido del humor y comparten la opinión de que la creación de nuevos conocimientos es una de los más importantes empeños de los humanos. A veces, cuando vuelvo a las salas de registro y veo las grabaciones de los ritmos de nuestros preparados me encuentro en el mismo estado de asombro que sentí por primera vez como una doctoranda principiante. Asomarse a los misterios de la vida nunca envejece.

Para leer más:

Autor: José R. Alonso

Neurobiólogo. Catedrático de la Universidad de Salamanca. Escritor.

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