El científico panameño Armando Castillo le atrae poderosamente la atención el entendimiento del complejo mundo que encierra a los sistemas nerviosos.
Lo explica así: “Los sistemas nerviosos son como complejos mecanismos de relojería, donde cada pieza tiene que trabajar con precisión. Lo que más me apasiona es la idea de poder ir descubriendo el funcionamiento de los intrincados mecanismos que gobiernan los sistemas nerviosos”.
Por ello, hoy se dedica a investigar los misterios de estos sistemas y del cerebro desde el laboratorio del Instituto de Investigaciones Científicas y Servicios de Alta Tecnología desde diciembre de 2015.
Castillo, quien se recibió como doctor en neurobiología en la Universidad de Cambridge en 2014, afirma que la investigación en neurociencia ha crecido de manera exponencial en los últimos 50 años, “lo cual ha permitido dilucidar el funcionamiento de los mecanismos que gobiernan nuestro comportamiento”.
De acuerdo con el especialista, a través de los estudios en neurobiología se podrá dar respuesta a grandes retos para la salud, como las enfermedades neurodegenerativas asociadas a los envejecimientos, entre las cuales están el párkinson, el alzhéimer y la demencia vascular, entre otras.
Obtención de alimentos en humanos
Por ello, desde enero de 2015, el doctor Castillo se encuentra desarrollando una investigación sobre la evolución de los cerebros de hormigas cortadoras de hojas, realizada con fondos obtenidos de la Secretaría Nacional de Ciencia, Tecnología e Innovación y del Instituto Smithsonian de Investigaciones Tropicales.
“Queremos ver cómo han evolucionado las diferentes partes del cerebro en las distintas subcastas obreras de las hormigas cortadoras de hojas y ver cómo estas diferencias se reflejan en la división de labores de estas hormigas”, señala.
Hasta el momento, el científico ha encontrado indicios de que hay regiones del cerebro de las hormigas que cambian su anatomía en respuesta a cambios en los hábitos de las hormigas.
Escudriñar el cerebro
El científico panameño y doctor en neurobiología, Armando Castillo, contempla a los sistemas nerviosos como complejos rompecabezas que requieren de la labor de miles de científicos alrededor del mundo de diversas áreas de la neurociencia, para así poder ahondar en su compresión.
“Todos trabajamos para completar el complejo rompecabezas que son los sistemas nerviosos. Con el trabajo que llevo a cabo espero aportar una o dos piezas más de ese rompecabezas, al que aún estamos muy lejos de completar”, señala el investigador del Instituto de Investigaciones Científicas y Servicios de Alta Tecnología.
Armando Castillo
Neurobiólogo e investigador panameño
El cerebro humano, el órgano central de los sistemas nerviosos, ha evolucionado con el paso del tiempo, afirma el investigador. “El cerebro del hombre solía ser más grande hace unos 12 mil años, cuando aún éramos cazadores-recolectores de vida nómada, pero desde que descubrimos la agricultura ha habido una reducción en el volumen total de nuestro cerebro”.
De acuerdo con el doctor en neurobiología, el hecho de obtener una fuente fija de calorías, mediante el desarrollo de la agricultura, le permitió a nuestra especie establecerse y dejar la vida nómada. “También nos permitió diversificar las tareas de los miembros de una comunidad en artesanos, constructores, agricultores y demás profesiones. Estos cambios vinieron acompañados con una reducción del volumen total de nuestros cerebros”, explica.
Dicha disminución del volumen del cerebro humano no es algo malo, ya que un cerebro más pequeño “no nos hace menos inteligentes”, recalca, sino que “nuestro cerebro solamente se adaptó a nuestro nuevo estilo de vida. Este tipo de reducción en el volumen total del cerebro, es una característica general que se da en animales que han sido domesticados, y al descubrir la agricultura, en cierta forma, lo que hicimos fue domesticarnos a nosotros mismos”, indica el científico en entrevista a este medio, en la que brinda detalles sobre sus investigaciones actuales y sobre el estudio que realizó como parte de su tesis doctoral.
Usted investiga la evolución de los cerebros de hormigas cortadoras de hojas. ¿Qué resultados espera obtener con este estudio?
Estas hormigas también son granjeras, aunque ellas descubrieron la agricultura mucho antes que nosotros.
Al analizar cómo han cambiado las distintas regiones del cerebro de estas hormigas en el contexto de la evolución de sus sistemas agrícolas, esperamos obtener información sobre algunos principios básicos de la evolución de los sistemas nerviosos.
Estas hormigas nos dan la oportunidad de ver el pasado de la evolución de los cerebros y la división de labores en una comunidad, pues no podemos hacerlo con nuestro propio cerebro. Lo único que tenemos para estudiar los cerebros de los seres humanos primitivos son los volúmenes craneales de los escasos esqueletos fósiles.
El volumen total del cerebro nos da muy poca información sobre cómo han evolucionado las distintas regiones del cerebro de los humanos.
Usted es licenciado en biología por la Universidad de Panamá, y obtuvo un doctorado en neurobiología en la Universidad de Cambridge en 2014. ¿Por qué le interesó esta especialidad?
Me interesó ya que había estado trabajando por casi cuatro años en el Laboratorio de Neurobiología y Comportamiento del Instituto Smithsonian de Investigaciones Tropicales. Fue ahí cuando nació mi interés por la neurobiología y donde conocí al investigador que sería mi supervisor de tesis en Cambridge.
Su tesis doctoral se basó en el estudio de variaciones en la comunicación entre neuronas en saltamontes, y cómo ello afecta sus comportamientos. ¿En qué consiste la comunicación entre neuronas?
La comunicación entre las neuronas se conoce como trasmisión sináptica, y en palabras sencillas es la trasferencia de información de una neurona a la otra, de forma que cada neurona procese esa información para que tenga sentido.
Esta transferencia de información se da unos puntos especializados de las neuronas, las cuales llamamos sinapsis.
¿Cuál era el objetivo de su investigación?
Me interesa saber cómo los cambios en la trasmisión sináptica afectan la ejecución de los comportamientos. También estoy interesado en saber cómo han evolucionado las distintas partes del sistema nervioso con respecto al ambiente en el que se han desarrollado.
¿Por qué la realizó en saltamontes? ¿Qué diferencias existen entre los sistemas nerviosos de estos y los de los humanos?
En biología hacemos uso de sistemas más simples que nos permiten obtener información sobre los principios básicos del funcionamiento de un proceso biológico. A estos sistemas más simples les llamamos modelos.
En general, los cerebros de insectos (en este caso, el del saltamontes), y de muchos invertebrados, son muy buenos para entender estos principios básicos, ya que el número de neuronas que forman un circuito es mucho más reducido que el de un vertebrado.
Además, son muy fáciles de manipular y mantener en grandes cantidades en un laboratorio. De hecho, muchos de los más grandes descubrimientos sobre cómo funcionan los sistemas nerviosos se han hecho en invertebrados. En cierta forma son tan parecidos como son diferentes.
Esto no parece tener sentido, pero todos los sistemas nerviosos tienen como unidad estructural a las neuronas; estas se comunican a través de la sinapsis, y en ambos existen circuitos que controlan comportamientos específicos.
El sistema nervioso de los insectos es mucho más segregado, mientras que el de los humanos es más centralizado. Uno podría decir que el cerebro humano es mucho más complejo, lo que en cierta forma es cierto, pero cada cerebro ha evolucionado para adaptarse a condiciones ambientales muy específicas.
¿En qué radica la importancia de los estudios científicos vinculados al cerebro y a los sistemas nerviosos?
Los sistemas nerviosos nos permiten obtener información del entorno, y básicamente controlan todo lo hacemos tanto de forma consiente como inconsciente. Sin ellos solo seríamos una masa inmóvil de músculos y huesos. El estudio de los sistemas nerviosos nos permite entender desde cómo movemos un dedo hasta cómo somos capaces de enviar gente a la Luna.
