¿Es el cerebro humano, con todas sus habilidades para resolver problemas y su capacidad creativa, lo suficientemente poderoso como para comprenderse a sí mismo? Nada en el universo conocido (con la excepción del universo mismo) es más complejo; El cerebro contiene alrededor de 100 mil millones de células nerviosas o neuronas, cada una de las cuales puede comunicarse con miles de otras células cerebrales.
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Debido a que los primates somos principalmente criaturas visuales, quizás la mejor forma de entender el cerebro es verlo con claridad. Ese ha sido el objetivo durante 125 años, desde que el científico español Santiago Ramón y Cajal comenzó a usar una mancha que marcaba neuronas individuales. Miró a través de un microscopio las células teñidas y las proyecciones en forma de rama con las que se conectaban a otras neuronas. "Aquí todo era simple, claro y confuso", escribió sobre sus observaciones, el comienzo de la neurociencia moderna.
Desde entonces, los científicos han ideado métodos para determinar las tareas específicas en las que se especializan diferentes regiones del cerebro, por ejemplo, algunas neuronas, dedicadas al procesamiento de la vista, detectan solo líneas horizontales, mientras que otras perciben el peligro o producen el habla. Los investigadores han creado mapas que delinean cómo las regiones del cerebro no adyacentes entre sí están conectadas por largas extensiones de proyecciones celulares llamadas axones. Las técnicas de microscopio más recientes revelan que las neuronas cambian de forma en respuesta a la experiencia, potencialmente registrando un recuerdo. La capacidad de ver el cerebro bajo una nueva luz ha dado lugar a una gran cantidad de ideas en las últimas décadas.
Ahora las incursiones de los científicos en este universo están siendo utilizadas de manera diferente, como objetos de arte. Carl Schoonover, neurocientífico en formación en la Universidad de Columbia, ha recopilado imágenes intrigantes del cerebro para un nuevo libro, Retratos de la mente (Abrams). "Son datos reales, no interpretaciones de artistas", dice. “Esto es lo que los neurocientíficos están mirando en sus microscopios, máquinas de resonancia magnética o sistemas de electrofisiología. La neurociencia existe debido a estas técnicas ".
Al tomar prestado un gen de una medusa fluorescente e insertarlo en el ADN de gusanos o ratones en el laboratorio, los científicos han hecho que las neuronas brillen. La técnica de tinción de Cajal funcionó solo en tejido post mortem y marcó neuronas al azar, pero los nuevos tintes han permitido a los científicos "estudiar neuronas en animales y tejidos vivos ", señala Joshua Sanes de la Universidad de Harvard en un ensayo en el libro.
Uno de los métodos más nuevos se basa en un gen que hace que las algas sean sensibles a la luz. Iluminar las neuronas que contienen el gen puede cambiar su comportamiento. "Los avances nos permiten manipular las actividades de células individuales y tipos de células utilizando haces de luz", escribe Terrence Sejnowski del Instituto Salk de Estudios Biológicos.
El cerebro sigue siendo misterioso, pero los patrones en estas imágenes (ricas formaciones de conexiones neuronales, simetrías inesperadas y capas de estructura) alientan a los científicos a creer que aún lo descifrarán. Por su parte, Schoonover espera "hacer que los lectores piensen que vale la pena tratar de descubrir cuáles son las imágenes y por qué son tan hermosas".
Laura Helmuth es editora sénior de Smithsonian .
Las fotografías son de Retrato de la mente: Visualizando el cerebro desde la antigüedad hasta el siglo XXI por Carl Schoonover, publicado por Abrams.
El hipocampo rico en capas es donde se hacen los recuerdos. Los tres componentes principales del hipocampo en este cerebro de ratón tienen letras. (Tamily Weissman, Jeff Lichtman y Joshua Sanes (2005) / Abrams Books) 
En las condiciones adecuadas, los patrones emergen de la complejidad monumental del cerebro. Una de las aplicaciones más nuevas de imágenes de resonancia magnética rastrea el flujo de agua dentro de las células, revelando los tractos neurales que hacen conexiones de larga distancia dentro del cerebro. En esta imagen de un cerebro, los tractos azules van entre la parte superior e inferior, el rojo entre la derecha y la izquierda y el verde entre el frente y la parte posterior. (Patric Hagmann (2006) / Abrams Books) 
Las imágenes del cerebro han progresado desde la anatomía macroscópica a los circuitos complejos. En este primer diagrama conocido de neurociencia, de Ibn al-Haytham, circa 1027, se ilustran los ojos y los nervios ópticos. (Ibn al-Haytham (circa 1027) / Cortesía de la Biblioteca Süleymaniye, Estambul / Abrams Books) 
El dibujo de Santiago Ramón y Cajal de 1914 de un cuerpo neuronal regordete entrelazado por zarcillos de otras neuronas. (Santiago Ramón y Cajal (1914) / Cortesía del Dr. Juan A. de Carlos, Cajal Legacy, Instituto Cajal (CSIC) / Abrams Books) 
La forma que toma una neurona está determinada por su función, al igual que la forma en que se organiza un grupo de neuronas. Aquí se muestran brillantes grupos oblongos en una parte del cerebro del ratón sensible al tacto; cada uno procesa señales neuronales desde un bigote diferente. (Lasani Wijetunge y Peter Kind, 2008 / Abrams Books) 
Alimentando toda esta actividad cerebral, y la base de algunas técnicas de imagen, hay una densa red de delicados vasos sanguíneos. (Alfonso Rodríguez-Baeza y Marisa Ortega-Sánchez (2009) / Abrams Books) 
Esto no es arte abstracto: es una representación de la actividad neuronal en el cerebro de un mono. Esta parte del cerebro, llamada corteza visual, es una de las primeras partes del cerebro en recibir información de los ojos. La corteza visual se ajusta a formas simples, como líneas rectas. Al mono se le mostraron líneas en diferentes orientaciones, y los diferentes colores representan pedazos de corteza que están particularmente interesados en un tipo dado de línea. Los grupos de neuronas resaltados en verde, por ejemplo, están activos cuando el mono ve una línea vertical; los grupos de neuronas amarillas están sintonizados a líneas horizontales. (Cortesía de Yevgeniy B. Sirotin) 
Cuando el cerebro funciona bien, las diferentes partes están conectadas por largas fibras llamadas axones (ver foto 2). Pero cuando el cerebro está dañado (como en esta imagen de un paciente que sufrió un derrame cerebral en una parte del cerebro llamada tálamo), las conexiones se rompen. (Cortesía de Henning U. Voss) 
Las neuronas se comunican entre sí mediante la liberación de productos químicos, como la dopamina, de las bolsas llamadas vesículas. Las vesículas, que se ven aquí en una célula de fibroblastos, tienen un recubrimiento externo geodésico que eventualmente aparece a través del lado de la célula y libera su mensaje químico para ser detectado por los vecinos de la célula. (Imagen producida por John Heuser, MD) 
Nuestras células están rodeadas por un andamio de proteínas que mantiene la forma de una célula. Bajo un microscopio electrónico, las fibras de proteínas llamadas filamentos de actina parecen cuerdas trenzadas. (Imagen producida por John Heuser, MD) 
El hipocampo es el asiento de la memoria. Si está dañado, puede recordar cosas que sucedieron mucho antes de la lesión, pero no podrá crear nuevos recuerdos. (Cortesía de Thomas Deerinck y Mark Ellisman) 
Gracias al cerebelo, el lóbulo retorcido de tejido en la parte posterior e inferior del cerebro, por su capacidad para bailar o andar en bicicleta. Se trata de coordinación motora. En esta porción teñida de tejido cerebeloso, las células de soporte llamadas glía están en azul y las células llamadas neuronas de Purkinje están en verde. Las neuronas de Purkinje son algunas de las neuronas más grandes del cerebro y tienen extensas redes ramificadas de proyecciones llamadas dendritas. (Cortesía de Thomas Deerinck y Mark Ellisman) 
Hace unos años, los neurocientíficos descubrieron cómo tomar dos proteínas fluorescentes que brillaban en verde o rojo y convertirlas en un arco iris de diferentes colores que se pueden incorporar en las neuronas individuales. Aquí la técnica se usa para teñir células en el cerebelo. ¿El resultado? Un "brainbow". (El ratón Brainbow fue producido por J. Livet, TA Weissman, H. Kang, RW Draft, J. Lu, RA Bennis, JR Sanes, JW Lichtman) 
El hipocampo densamente estratificado, que resulta ser crucial para la memoria, fue el tema de este dibujo de 1895 de Joseph Jules Dejerine. (Fotografía de Dwight Primiano, Anatomie des centres nervios . París, Rueff, 1895-1901) 
El libro de Carl Schoonover incluye ensayos de algunos de los principales neurocientíficos del mundo. (Cortesía de Abrams Books)
