El conocimiento del funcionamiento normal a estos niveles permite predecir sus manifestaciones cuando las patologías lo alteren y corroborarlos con los casos concretos de dichas patologías. Lo más importante e interesante es poder acercarse cada vez más a la génesis cerebral de nuestras conductas y también monitorear y verificar la efectividad de los tratamientos de diverso tipo, incluyendo todas las formas de psicoterapia, sin depender solo de la cuantificación sintomática.
El avance en la genética ha permitido conocer un poco más esa maravilla que es el fenómeno de la ontogenia al comenzar a dilucidar cómo a partir de dos gametos, aparecen células madres y de ellas la diversidad de las que componen los órganos de un hombre. En el caso particular del cerebro, saber cómo se da este proceso a partir de una lámina de células que se diferenciarán en una extensa variedad de componentes no deja de maravillar. Saber además que se desplazarán en el espacio para configurar una arquitectura precisa y predeterminada, confirma la genial intuición de Cajal acerca del sentido e importancia de la arquitectura cerebral. Algunas neuronas tipo marcapasos funcionarán desde su aparición en el período embrionario, en tanto que en otros casos lo harán luego de la llegada de los estímulos pertinentes. Para las primeras y sus conexiones hemos acuñado con fines docentes el término sinapsis comprometidas, ya que están destinadas exclusivamente a una función determinada. Son capaces de generar impulsos espontáneamente sin necesidad de ser estimuladas inicialmente y tienen que ver con funciones vitales. Están predeterminadas en aquellas estructuras cerebrales vinculadas con la homeostasis y la corrección de los desvíos amenazantes de la integridad física. No podemos aprender funciones tales como respirar, regular el medio interno o producir ciertas hormonas en un momento preciso del desarrollo. Sostienen el miedo básico, la desconfianza primaria, el ataque y la huida, el placer y su opuesto. La experiencia vital como aprendizaje devendrá en formas más complejas como carácter, temperamento y personalidad y será la resultante de la interacción de estos grupos neuronales con los restantes.
¿Qué sucede entonces con el resto de las neuronas y sus sinapsis? En primer lugar también están determinadas en un comienzo por un patrón genético que guía su pertenencia a un lugar, al que llegarán también en un momento determinado, pero a diferencia de las anteriores el pasaje de los estímulos provenientes tanto del medio como de su propio entorno las consolidará, dándoles la posibilidad de una respuesta individual en relación con la magnitud y frecuencia de los estímulos. Serán la sede primigenia de las memorias, soporte material y básico de los aprendizajes. Algunos las denominan “las neuronas abuelas”. Estarán sujetas al darwinismo y sobrevivirán las que hagan las conexiones exitosas (útiles). De no lograrlo o de no poder estabilizarse y modificarse por el aprendizaje, sucumbirán. En el proceso de desarrollo cerebral y en los aprendizajes se incluyen tanto la aparición de nuevas neuronas, sus sinapsis y la consolidación de las mismas por repetición, como su desaparición. Este balance es lo que dará como resultante un funcionamiento cerebral muy complejo y notablemente preciso que involucra tanto a las sinapsis comprometidas como a las dependientes de estímulos/aprendizajes. Su interacción configurará circuitos discretos y redes extensas con valor fundamental para la supervivencia del individuo. De este sistema al que ya podemos llamar sistema nervioso, con su órgano fundamental el cerebro, dependerá la captación y valoración adecuada de las señales del medio y la generación de respuestas en tiempo y forma para garantizar la supervivencia adaptativa y no sólo eso, sino también cumplir con el fortísimo mandato biológico de la reproducción, objetivo final para el mantenimiento de la especie.
Determinación o posibilidad subyacen y son la base del funcionamiento cerebral. La nueva tecnología trajo un cambio notable en el dogma que se consideraba esencial y constitutivo de la teoría neuronal como era su incapacidad para reproducirse y modificarse. Hoy sabemos que se reproducen al menos en ciertos lugares, uno de ellos sorprendente: el hipocampo, estructura muy importante para la memoria. El dogma era que nacíamos con una dotación de neuronas y sus conexiones, cuya estabilidad y persistencia determinaban estructura y función. Solo eran esperables pérdidas irremplazables. Por otro lado se planteaba el interrogante objeción de cómo haría una nueva neurona para ubicarse en un circuito y atesorar las memorias de la neurona desaparecida. Los nuevos hallazgos han obligado a modificar esas hipótesis y teorías. Por ejemplo, en el desarrollo hay una pérdida neuronal y de conexiones llamada prunning (poda) por la que la falta de conexión o las conexiones no funcionantes son suprimidas con la ventaja de una mejor relación mensaje/ruido. Finalmente también ahora sabemos que las neuronas cambian, abandonando viejos contactos y creando nuevos; la plasticidad y el aprendizaje encuentran en este comportamiento su fundamento biológico. Varias patologías se han asociado tentativamente con fallas en este aspecto, entre ellas la esquizofrenia, el autismo y algunas depresiones.
Para el resto de las células del sistema nervioso se van descubriendo nuevas funciones y, en el caso particular de los astrocitos y la microglia, la variedad de tipos va en aumento y a su vez crece su vinculación muy estrecha con el funcionamiento neuronal y con neuronas y circuitos específicos. Probablemente tengamos que comenzar a pensar en díadas y abandonar la idea de la neurona dominante absoluta.
La fisiología cerebral tiene un desarrollo enorme a partir de los progresos de la física y la bioquímica y de las tecnologías basadas en ellas. La posibilidad de detectar y producir corrientes eléctricas de muy bajo voltaje junto con la posibilidad de estudiar hasta el nivel molecular los componentes estructurales y metabólicos, llevó al conocimiento y comprensión básica de la tarea cerebral y del sistema nervioso en general. Dicha tarea consiste en la conversión de diversas formas de energía en impulsos (corrientes eléctricas) que pasarán de neurona en neurona a partir de un primer paso en los receptores sensoriales, hasta finalizar en la unión neuromuscular. Podremos observar así a los más variados movimientos como formas de conductas. En realidad todo lo que hacemos implica movimientos, inclusive cuando aparentemente estamos quietos. Mantener una postura o inhibir un movimiento, involucra los mismos sistemas o circuitos. Se dijo alguna vez que todo lo que el hombre hace es mover cosas, inclusive al pensar. En ese caso, las cosas que son movidas serían palabras, ideas, conceptos o imágenes en busca de un orden significativo. En realidad serían cosas/objetos no tangibles pero representantes de otras cosas/objetos tangibles.
El fenómeno de conversión de formas de energía en impulsos eléctricos es electroquímico. Requiere de un aporte constante de energía producido fundamentalmente por la combustión de glucosa en presencia de oxígeno que es utilizada primordialmente para la recarga de una molécula fosforada, el ATP (adenosin trifosfato) la que se descarga a ADP y AMP por pérdida de uno o dos átomos de fósforo liberando bruscamente energía, la que es utilizada