Kitabı oku: «Cervell: manual de l'usuari», sayfa 5

3.2. CERVELL “MAMÍFER”

A sobre del tronc encefàlic i a sota del còrtex hi ha el sistema límbic, format per un gran nombre d’estructures petites o en forma de circumvolució, interconnectades entre elles. Ja present in nuce en els invertebrats, amb l’evolució de l’encèfal mamífer es va eixamplar i va esdevenir prominent.

A partir d’aquí, el cervell es desdobla. En el sentit que totes les estructures es troben replicades en l’hemisferi esquerre i en l’hemisferi dret, de vegades amb funcions parcialment diferents. Per cada tàlem, amígdala o hipocamp, n’hi ha un altre d’especular. L’excepció és l’hipotàlem.

Avui sabem que el sistema límbic, considerat durant molt de temps com el “cervell emocional”, és un objecte d’una realitat molt més complexa. D’aquí, al cor del cervell, depenen en gran part experiències emocionals com la por o l’amor, però també funcions centrals com l’aprenentatge, la motivació i la memòria.

Si vostè troba plaer en el menjar o en el sexe és gràcies al sistema límbic. És culpa del sistema límbic si experimenta una depressió o una manca de motivació. Si l’estrès crònic perilla de causar-li una hipertensió arterial, això ho fa el sistema límbic. I, sempre a tall d’exemple, és també el sistema límbic aquell que li permet —amb raó o sense— engegar algú a pastar fang.

3.2.1. Tàlems

El riu d’informacions que constantment inunda el seu cervell ha de menester un sistema prou eficient per distribuir, en temps real, les dades que cal computar per les respectives àrees del còrtex. El centre de distribució s’anomena tàlem i està format per dues estructures simètriques de la mida d’una nou però amb una forma una mica més allargada, col·locades gairebé al centre del cervell i unides entre si per una minúscula tira de matèria grisa. La seva tasca és tan extremament vital que un dany seriós a l’estructura talàmica produeix un coma irreversible. Amb l’excepció de l’olfacte [▸99], tots els sistemes sensorials [▸98] passen per aquí, incloent-hi l’autopercepció i les informacions provinents de l’òrgan dels sentits més gran de tot el cos humà: la pell.

Per posar un exemple, la imatge rebuda per la retina de l’ull dret és transferida al tàlem esquerre, que al seu torn l’envia al lòbul occipital esquerre, [▸62] és a dir, la parcel·la del còrtex dedicada a la vista. Però el tàlem no es limita a fer de carter, perquè al seu torn rep les informacions que retornen del lòbul occipital. Aquest mecanisme és replicat en totes les altres àrees del còrtex que s’ocupen de calcular les informacions sensorials i motrius. El resultat és un imponent circuit tancat tàlems-còrtex-tàlems que regula l’estat de vigília i d’atenció, considerat un component de la “màgica” xarxa cerebral que produeix la consciència. [▸125]

3.2.2. Amígdales

La tasca de les dues amígdales és trobar —amb un marge de mil·lisegons— les respostes que cal donar a les emocions que arriben, i després memoritzar-les. Dins l’ample ventall de les emocions disponibles, tanmateix, la seva autèntica especialitat és la por, una experiència tan important per a la supervivència que per gestionar-la va evolucionar un circuit específic que hi està dedicat. [▸115]

Les dues amígdales —recloses lateralment pels lòbuls temporals de la dreta i l’esquerra— treballen i memoritzen en tàndem, però sembla que també tenen alguna inclinació personal. Especialitzada en la por i en les sensacions negatives (com es pot comprovar estimulant-la elèctricament) la de la dreta, una mica més oberta a les sensacions positives la de l’esquerra, probablement implicada en el sistema de la recompensa. Cada amígdala rep informacions de les neurones dedicades a la vista, a l’olfacte, a l’oïda o al dolor, i reexpedeix ordres executives a l’aparell motor o el sistema circulatori. En cas de perill, per exemple, ordena simultàniament al cos que s’immobilitzi, al cor que bategui més fort i a les hormones de l’estrès que facin la seva feina. [▸190]

Les amígdales —que deuen el seu nom d’origen grec a la vaga similitud que tenen amb una ametlla— s’ocupen també de gestionar els records de la por, inclosos els reflexos condicionats que hi tenen a veure. [▸63] Una rata a la qual li han extirpat les amígdales no té cap intenció de fugir en veure un gat. A més a més, les amígdales participen en el procés de consolidació de tots els records a llarg termini. [▸67]

De totes maneres, gràcies a les noves tecnologies per a la “fotografia” cerebral, [▸224] comença a quedar clar que un funcionament defectuós de les amígdales —ja sigui per qüestions genètiques o per qualsevol entrebanc de la neurotransmissió— pot estar vinculat a l’ansietat, l’autisme, la depressió, les fòbies i l’estrès posttraumàtic. [▸179] Com queda clar en aquest últim cas, el trauma d’una guerra o d’una violència sexual canvia físicament les amígdales en el termini de poc temps. És probablement l’estructura cerebral sexualment més dimòrfica que hi ha, és a dir, aquella en la qual es diferencia més el cervell de tipus masculí del de tipus femení. [▸173]

3.2.3. Hipocamps

Després del còrtex frontal, els hipocamps són probablement la part menys coneguda i més científicament controvertida del cervell. Perquè ens en fem una idea, The hippocampus book, un volum de neurociència editat per Oxford University Press, fa cinc dits de gruix: 840 pàgines. Amb una silueta que recorda vagament un cavallet de mar —d’aquí el nom que li va assignar, al segle xvi, l’anatomista bolonyès Giulio Cesare Aranzi—, els hipocamps estan col·locats, en tots dos hemisferis, entre els tàlems i els lòbuls temporals del còrtex. En síntesi extrema, tenen a veure amb la memòria i amb l’espai.

Són responsables de la instal·lació de les memòries episòdiques, és a dir, del record de les experiències personals. [▸67] Tenen un paper en la memòria semàntica, que pot incloure nocions banals o complexes regles socials. En fi, són instruments de la consolidació de la memòria, tant de curt com de llarg termini. Està demostrat que un eventual dany als hipocamps fa impossible la formació de records nous, tot i deixar intactes els antics (emmagatzemats un dia en el cervell) i preservant la memòria implícita, és a dir, la capacitat d’aprendre noves habilitats manuals (organitzada un dia en el cervell).

Els hipocamps són modulats pels sistemes neurotransmissors de la serotonina, la dopamina i la noradrenalina. [▸27] Però els científics han observat que són travessats per unes misterioses ones d’impulsos elèctrics cada 6-10 segons, aquelles que s’anomenen ones theta (amb una freqüència compresa entre els 6 i els 10 hertzs). [▸21] Segons estudis recents fets a la Universitat de Berkeley, sembla que les diverses freqüències theta serveixen al seu torn per transmetre informacions, com es comprova a través dels elèctrodes implantats al cervell d’una rata que prova de navegar per dins un laberint.

De fet, la navegació és l’altre aspecte clau dels hipocamps, com demostra el famós estudi sobre el cervell dels taxistes de Londres, els quals, per obtenir la llicència, han d’haver memoritzat el mapa de l’enorme ciutat, i es retroben màgicament amb la part posterior dels hipocamps engruixida.

Aquestes dues peces clau del sistema límbic contenen una elevada quantitat de receptors de cortisol, [▸33] que les fan particularment vulnerables a l’estrès de llarg termini. Està demostrat que els hipocamps de persones afectades per l’estrès posttraumàtic resulten parcialment atrofiats. [▸190] Així mateix, semblen tenir un lligam amb la depressió greu i l’esquizofrènia. [▸197]

3.2.4. Hipotàlem

Tot i ser tan petit, s’ocupa d’una tasca colossal: assegurar la supervivència. L’hipotàlem, una estructura de 4 grams, amb un gruix de 4 mil·límetres i enterrada al mig de l’encèfal, recull les més variades informacions que arriben del cos. I, quan cal, mou les lleves químiques i neuronals per garantir el manteniment de l’homeòstasi, és a dir, l’adequat equilibri dels recursos vitals.

L’hipotàlem viu al bell mig del cervell, allà on es troben els dos hemisferis, situat a baix, davant dels dos tàlems. Té una estructura dreta i esquerra però, contràriament als tàlems, es presenta com una sola cosa i com a tal és considerat.

A través dels seus nombrosos nuclis, les unitats operatives que el componen, controla, entre altres coses, la temperatura corporal, mesura l’assumpció d’aigua i de menjar a través de la set i la gana, dirigeix aquell flux fisiològic constant anomenat ritme circadiari [▸111] i regula el comportament sexual.

El minúscul hipotàlem és tan potent perquè, a més del seu arsenal neuronal, manté sota control la hipòfisi (o glàndula pituïtària), la reina del sistema endocrí, que viu en un veïnat molt immediat. La hipòfisi produeix vuit hormones fonamentals per a la homeòstasi, dues de les quals sintetitzades per l’hipotàlem en persona. Van des de l’estratègica hormona del creixement (que estimula la reproducció i la regeneració cel·lular) fins a l’hormona de l’alliberament de la corticotropina (que serveix per contrastar l’estrès). Van des de l’oxitocina i la vasopressina (dos neurotransmissors necessaris per a l’enamorament) fins a la prolactina (que regula l’alletament) i la gonadotropina (que dirigeix el desenvolupament sexual).

Resumint, que l’hipotàlem no és simplement l’encarregat de la supervivència, sinó de la completa continuïtat de l’espècie.

3.2.5. Ganglis basals

Al cor dels dos hemisferis cerebrals hi ha una autèntica col·lecció de nuclis de matèria grisa —cadascun amb la seva pròpia configuració anatòmica i neuroquímica— ben connectats tant amb els pisos alts del còrtex com amb la planta baixa del tronc de l’encèfal. Estan associats amb el moviment voluntari i automàtic, amb el moviment dels ulls, però també amb les emocions i cognicions.⁵

Putamen

Són estructures arrodonides de notables dimensions que es troben damunt dels tàlems i que estan implicades en el complex mecanisme del moviment. No és casual que el putamen estigui vinculat amb les malalties degeneratives com el Parkinson, que colpeix el sistema motor.

Nucli caudat

A tots dos hemisferis, s’origina del putamen i l’embolcalla amb una mena d’espiral que es va aprimant de mica en mica. Implicat també en el sistema motor i en el Parkinson, desenvolupa funcions cognitives (aprenentatge, memòria, llenguatge) i psicològiques: exàmens fets amb la ressonància magnètica funcional demostren que el nucli caudat “s’encén” a la vista de la persona estimada, però també davant de la bellesa en general. Juntament amb el putamen, constitueix l’estriat dorsal.

Nucli accumbens

En aquest cas també seria just dir-ho en plural, perquè d’aquestes estructures arrodonides n’hi ha una a cada hemisferi. Tenen un paper en el sistema de la recompensa, [▸138] i són un component vital de l’anomenada via mesolímbica, que transporta la dopamina [▸30] des de l’àrea tegmental. [▸46] De fet, estan implicats en els casos de dependència. Val a dir que, en temps més recents, s’ha descobert que el nucli accumbens és actiu també en la repulsió, el contrari de la recompensa. Té un paper en la impulsivitat i en l’efecte placebo. [▸182] Juntament amb el tubercle olfactori, constitueix l’anomenat estriat ventral.

Estriat

Els estriats ventral i dorsal (la suma dels components descrits més amunt) formen l’estriat, conjuntament associat al reforç de l’aprenentatge i altres funcions cognitives, però també a la recompensa i el seu mateix eventual reforçament més enllà del llindar de la dependència. En general, l’estriat s’activa quan vostè té una experiència plaent, o simplement se l’espera. [▸63]

Globus pàl·lid

Rep informacions de l’estriat i les envia a la substància negra. Té un paper cabdal en els moviments voluntaris.

Subtàlem

Rep els inputs de l’estriat i contribueix a modular el moviment.

3.2.6. Circumvolucions cingulars

Som al mig, entre el cervell mamífer i el primat. Les circumvolucions cingulars —estructures oblongues que a tots dos hemisferis embolcallen el cos callós [▸55]— formen part de l’escorça cerebral, però, com que són considerades parts integrants del sistema límbic, les incloem aquí.

Des del punt de vista de l’arquitectura cerebral, podem dir que l’escorça cingular és com si fos l’àtic de l’aparell límbic. En rebre informacions tant de dalt (del còrtex) com de baix (dels tàlems), [▸49] les circumvolucions cingulars estan implicades en les emocions, [▸114] en l’aprenentatge [▸157] i en la memòria. [▸67] No és casualitat que desenvolupin una llarga llista de papers literalment vitals.

La part anterior està implicada tant en funcions de base (com la pressió i els batecs del cor) com en funcions complexes (com el control emocional, [▸168] la predicció [▸63] i la presa de decisions [▸165]). La posterior, en canvi, és una peça clau de la xarxa neuronal per defecte (default mode network, DMN), [▸162] però també té a veure amb la recuperació dels records i amb la consciència. [▸125]

3.3. CERVELL “PRIMAT”

La construcció dels pisos alts del cervell va començar en els mamífers fa centenars de milions d’anys. El telencèfal (com s’anomena l’última secció del cervell en forma embrionària [▸45]) va evolucionar progressivament en el còrtex cerebral, el component més potent i sofisticat de l’encèfal de rates, gats, micos i els homes que avui viuen. Rèptils i ocells posseeixen el pal·li, que alguns anomenen còrtex, però que no és un còrtex.

En el transcurs d’eres geològiques senceres, el còrtex es va anar desenvolupant i va distingir, entre els primats, els homínids. El gènere Homo va aparèixer fa uns 2 milions d’anys, i el còrtex dels Homines sapientes d’ara fa 200.000 anys —l’única espècie que ha quedat, després de l’extinció dels neandertals— va esdevenir enorme, gairebé hipertròfic respecte de la resta. Es considera que hi van contribuir enormement la destresa manual del polze oposable i les capacitats predatòries de la visió frontal i estereoscòpica, així com les oportunitats socials ofertes per un llenguatge primitiu. El còrtex es va anar desenvolupant fins que, fa uns 50.000 anys, van aparèixer la cultura i el comportament de l’ésser humà “modern”, l’Homo sapiens sapiens. Perquè se’n faci una idea, el còrtex representa quasi el 90% del pes de tot el seu cervell.

Els focs artificials del cervell s’encenen aquí. És aquí on el garbuix informatiu que plou des dels perifèrics connectats, com la pell o els ulls, és elaborat i catalogat. És aquí on neixen i es radiquen els nous records, classificats després i associats als coneixements ja acumulats. És gràcies a la vistosa potència de càlcul del còrtex que vostè està en condicions de reflexionar, imaginar, comparar, decidir i canviar d’idea.

El còrtex cerebral és el triomf de la matèria grisa, és a dir, la típica densificació cerebral que empaqueta neurones, cèl·lules glials i capil·lars, amb aquell color grisenc-rosat observat pels primers anatomistes de la història. El gris es distingeix bé de la matèria blanca que es troba aquí i allà en el cervell, però en particular a sota de l’escorça, on es troba el cos callós, centenars de milions d’axons que connecten els dos hemisferis corticals entre si amb la típica empremta cromàtica de la blanca mielina. [▸24, 37]

Present exclusivament a l’encèfal dels mamífers placentats, el cos callós és part integrant i irrenunciable dels mecanismes cerebrals més complexos, com la intel·ligència i la consciència, perquè posa l’accelerador als dos hemisferis del còrtex.

3.3.1. Còrtex cerebral

Si vostè agafés unes tovalles de dos metres quadrats, les estengués damunt la taula i després les estrenyés cap al centre, com per fer-les entrar dins un gerro o una capsa, obtindria una cosa tortuosa i arrugada, molt semblant al còrtex cerebral. Això justament ha fet l’Evolució. Per incrementar l’espai disponible dins una caixa craniana, d’altra banda cada vegada més grossa, ha organitzat la matèria grisa del neocòrtex —la part més estesa i evolutivament més jove del seu cervell— en forma de circumvolucions.

Les valls, per definir les parts còncaves de les tovalles, s’anomenen solcs. Les muntanyes, és a dir, les parts convexes, s’anome nen girs. Les cissures, en canvi, són solcs més fondos que distingeixen els quatre lòbuls de l’escorça, batejats al seu torn com l’os corresponent del crani: el lòbul frontal al davant (seu del pensament abstracte, del raonament, però també de la sociabilitat i de la personalitat), el lòbul temporal al costat (oïda, comprensió, llenguatge, aprenentatge), el lòbul parietal a sobre del clatell (tacte, gust, temperatura) i el lòbul occipital al darrere del clatell (vista).

Hi ha finalment una gran divisió al mig, anomenada cissura interhemisfèrica, que separa la prominent escorça en dos hemisferis. Per això els lòbuls són sempre dobles.

Durant un temps es va creure que els dos hemisferis desenvolupaven tasques fonamentalment diferents i que cada usuari tenia un hemisferi dominant, preferit, com si diguéssim. Així va néixer la llegenda: hi ha qui té un “cervell esquerrà” i que per tant és destre en matemàtiques i lògica, i qui té un “cervell dretà” i és més creatiu i propens a les arts. Això no és veritat. [▸198]

De fet, en cas d’hemisferectomia (l’ablació quirúrgica, o la desactivació d’un hemisferi, executada en casos de rares síndromes epilèptiques) tot sovint el cervell i els processos cognitius reprenen amb el temps el seu funcionament, sobretot si el pacient és un nen, capaç per definició d’exhibir plenament la plasticitat cerebral. [▸71] Hi ha en el món un petit nombre d’usuaris com vostè que viuen més o menys normalment només amb un hemisferi.

Això no vol dir que els dos hemisferis no posseeixin les seves respectives peculiaritats, allò que els neurocientífics anomenen lateralització. Els exemples més famosos i consolidats són els de l’àrea de Broca (producció del llenguatge) i l’àrea de Wernicke (comprensió del llenguatge), que es troben normalment a l’hemisferi esquerre, però que són al dret en el cas d’alguns esquerrans. Sense oblidar que les dades que arriben dels perifèrics sensorials afecten tots dos hemisferis, però amb una modalitat invertida: les informacions de l’ull dret són processades pel lòbul occipital esquerre, o el tacte de la mà esquerra és calculat pel lòbul parietal dret.

Les “tovalles” del còrtex cerebral tenen un gruix d’entre 2 i 4,5 mil·límetres. I, tanmateix, aquella matèria grisa, tan prima i llefiscosa, està formada per la meravella de sis estrats neuronals, cadascun dels quals posseeix una característica estructural pròpia, ja sigui pels diversos tipus de neurones que conté, ja sigui per les connexions amb altres zones del còrtex o amb zones subcorticals, és a dir, de sota del còrtex.

L’escorça cerebral és la cosa més complexa del cervell, que al seu torn és la cosa més complexa que coneixem. I, tanmateix, mentre el progrés tecnològic permet a la ciència escrutar cada vegada millor dins els mecanismes cerebrals, ja tenim proves que no hi ha en el món dos còrtexs iguals ni que funcionin exactament de la mateixa manera.

És un fet extraordinari, perquè només una minúscula variació del 0,1% del genoma determina les diferències entre un aborigen d’Austràlia i un inuit de Groenlàndia, que són, per tant, genèticament quasi idèntics. I, en canvi, el 100% dels cervells sapiens són únics al món.