El resultado final provendrá de la resultante espaciotemporal de la acción de los distintos tipos de sinapsis y sus respectivos transmisores sobre un conjunto variable de neuronas, en un período de tiempo determinado.
Este proceso es extremadamente dependiente de la provisión metabólica de energía y por lo tanto la disminución de su aporte tendrá efectos negativos y aún deletéreos. Es el caso de las alteraciones en el aporte circulatorio de oxígeno y glucosa. Los iones Na, K, Ca y Mg y el agua tienen igual importancia. Los cambios en el pH fuera del rango normal o las variaciones importantes de temperatura, al incidir en el aporte y transformación de energía pueden tener graves consecuencias. Por caminos similares actúan los fármacos que en ciertas cantidades pueden ser modificadores o reguladores beneficiosos pero que superadas las mismas resultan tóxicos. La distancia que separa un medicamento de un veneno puede ser la dosis. El cerebro es el órgano con mayor circulación sanguínea y consumo de oxígeno en proporción a su peso, pero no posee reservas de ningún tipo y de allí su vulnerabilidad que se expresará como una disminución de sus funciones evidenciables como somnolencia, desatención, confusión, llegando hasta el coma y eventualmente la muerte. Los cambios sostenidos en el tiempo tienen igual efecto según la cantidad de neuronas comprometidas y la duración de la exposición a la situación adversa. En los niños veremos los mismos efectos como consecuencia de fenómenos anoxo-isquémicos perinatales, desnutrición, tóxicos ingeridos por el niño o la madre y menos frecuentemente por trauma, infecciones severas o alteraciones metabólicas graves.
La captación del entorno y del propio interior de un sujeto son condiciones para su integración e interacción. Esta información procesada en el cerebro se expresará e intermediará a través del cuerpo y sus diversos componentes. Sabemos hoy en día que buena parte de la misma no solo proviene de los sentidos convencionales, sino también, al menos de dos sistemas humorales: el endócrino y el inmunológico, para los cuales existen sensores cerebrales capaces de captar esa información. Podemos visualizar al sistema inmunológico como aquél sentido que diferencia el yo del no yo, en especial frente a elementos foráneos de riesgo. Desencadena las reacciones de defensa y rechazo bien conocidas por aquellos sujetos trasplantados o por los pacientes inmunosuprimidos como en el caso del HIV o aquellos bajo tratamiento oncológico. La integración de todos estos conocimientos ha dado origen a un capítulo de las ciencias interdisciplinarias como es la neuro-psico-inmuno-endocrinología.
Todos estos conocimientos han constituido la base biológica para el desarrollo de la psicofarmacología. En realidad los psicofármacos, las drogas de diseño y muchas sustancias naturales funcionan a veces como neurotransmisores “tramposos” por utilizar los mismo receptores que los neurotransmisores endógenos o naturales y en otros casos aumentando o disminuyendo su producción, transporte, liberación y recaptura. Otro efecto es el bloquear la acción ocupando los receptores postsinápticos y finalmente disminuyendo o aumentando la recaptura de aquellos que han quedado en la hendidura sináptica sin ligarse al receptor. Una compleja y fascinante maquinaria de la que tenemos solo algunos atisbos. Sabemos ahora también de la existencia de neuromoduladores con un funcionamiento algo parecido a los neurotransmisores pero con diferencias sustanciales como el ejercer su efecto a distancia abarcando grupos neuronales y con un tiempo de acción y persistencia diferentes a los de la transmisión sináptica.
El sistema nervioso como un todo
¿Cómo funciona integradamente el sistema nervioso? ¿Cuál es su función? Tenemos modelos de funcionamiento cerebral, lo que significa que aún carecemos de un conocimiento acabado del mismo.
Por un lado, el enfoque holista que supone al cerebro funcionando como un todo sin distingos entre partes en el que la “masa crítica” sería el determinante. Esta idea surgió de una serie de experimentos en animales a los que se les retiraban cantidades crecientes de tejido cerebral sin consecuencias aparentes hasta que se superaba cierto límite: la masa crítica. La deducción era que hasta cierto punto se podía mantener un funcionamiento normal pues las funciones no estaban localizadas. La revisión del método experimental demostró que la deducción era incorrecta. Hoy sabemos que si bien las funciones están distribuidas más allá de límites anatómicos macroscópicos y que la plasticidad permite reorganizaciones sustitutivas en caso de lesiones, siempre hay un déficit de mayor o menor grado. Dato a tener en cuenta al evaluar y tratar niños con lesiones cerebrales de cualquier tipo.
Por el otro lado estaba el localizacionismo, que consideraba a las funciones como agrupadas en centros independientes. Con él da sus primeros pasos la neuropsicología de la mano de Broca y Wernicke. Era razonable pensar que las conexiones entre dichas áreas entre sí y con otras partes del cerebro también deberían ser importantes, y así aparece el conexionismo con un notable investigador como fuera Norman Geschwind. Como puede verse, ni mucho ni tan poco y como siempre el justo medio resulta el más apropiado.
Charles Sherrington, notando el orden creciente de complejidad funcional y estructural desde los niveles más periféricos hasta la corteza cerebral, propuso un modelo basado en la aposición de estructuras en un orden jerárquico, con el arco reflejo en la base de recepción y respuesta y la corteza en el estamento superior. El arco reflejo rápido pero estereotipado y la corteza algo más lenta, pero plástica y con inmensas posibilidades de variación y modulación. Aquellos estímulos que demanden respuestas inmediatas y fijas están modulados, supervisados, controlados por los niveles superiores con los que interactúan. Eso es finalmente lo que sucede con el aprendizaje fisiológico. En realidad el arco reflejo se puede dar también en construcciones de gran complejidad como lo evidencian los reflejos condicionados en los que claramente hay un aprendizaje con su memoria correspondiente y la posibilidad de refuerzos y extinciones, así como de vinculación transensorial por la que un estímulo proveniente de un canal sensorial termina funcionando como si proviniera de otro. El condicionamiento operante y el ejemplo de Iván Pavlov con un estímulo visual (comida) reemplazado con igual efecto por uno auditivo (timbre), muestran esta posibilidad y representan otro modelo, el pavloviano.
Los reflejos condicionados son importantes para el tema de los aprendizajes, ya que aparecen componentes importantes como son la ejercitación, la base de sinapsis y funciones predeterminadas y la plasticidad en niveles de creciente complejidad, sus memorias y el valor de recompensa/placer o castigo/displacer equivalentes a excitación/refuerzo e inhibición/supresión/extinción. Un aspecto igualmente importante e interesante vinculado con este tipo de aprendizajes fue la demostración de memorias y la generación de expectativas como su manifestación. Ante el sonido el animal producía secreción gástrica,