Durante la vida cotidiana nos enfrentamos a una diversidad de situaciones que desafían nuestra cognición y, sin que nos demos cuenta, consumen una enorme cantidad de energía. Pensemos, por ejemplo, en cuando vamos al metro. Mientras caminamos, podemos ir escuchando a nuestra banda favorita al mismo tiempo que planificamos la tarde para la junta con nuestros compañeros, sin prestar mucha atención al cambiante flujo de personas alrededor, ni tampoco al preciso y complejo movimiento equilibrado de nuestro andar. Sin embargo, si nos encontramos repentinamente con una estación cerrada o un semáforo sin luz, somos capaces rápidamente de cambiar el ritmo de nuestra marcha e identificar sin mayor dificultad una vía alternativa para llegar nuestro destino.

La continua adaptación a nuestro entorno ocurre de manera invisible durante nuestro día a día. Ejemplo de este tipo de cambios conductuales, desde un estado de divagación hacia uno focalizado, hay muchísimos. Cuando recapitulamos nuestros pensamientos para recordar ese argumento infalible que se nos ocurrió para convencer a nuestro amigo, o cuando vamos manejando en carretera completamente absorbidos por la radio y nos encontramos con un peaje. Si bien estos cambios ocurren de manera espontánea, se requiere una gran cantidad de energía para rápidamente cambiar la actividad cerebral y así poder adaptarse a las exigencias de nuestro entorno.

El cerebro tiene aproximadamente 86 mil millones de neuronas y éstas utilizan una cantidad masiva de energía. En humanos, el cerebro consume aproximadamente el 20% de nuestra energía metabólica. Para ponerlo en perspectiva, si durante un día tu cuerpo consumió un total de 2000 calorías, al menos 200 de esas calorías fueron consumidas solo para mantener al cerebro funcionando. Esta cifra es extraordinaria, considerando que el cerebro humano solo comprende un 2% de nuestra masa corporal total, lo cual lo convierte en el órgano energéticamente más costoso del cuerpo.

El metabolismo cerebral depende principalmente de la molécula de glucosa, el azúcar principal que se distribuye de manera estable por nuestra sangre. Se ha mostrado, sin embargo, que la vía canónica de glucosa no es la única relevante para sustentar los requerimientos energéticos del cerebro. La existencia de una vía energética rápida, que depende de una molécula llamada lactato, ha abierto una puerta para la interpretación de la energética cerebral desde dos vías: la canónica de glucosa, que es estable, y la del lactato, que es ágil, rápida y eficiente.

Recientemente, en un estudio publicado en el Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS) investigadores chilenos e internacionales estudiaron si existen áreas cerebrales que usen más energía que otras, y qué vías metabólicas sustentan la actividad neuronal que se observa durante procesos cognitivos en humanos (Medel et al., 2022, PNAS). El principal hallazgo de los autores fue que la vía rápida de lactato está más presente en áreas de la corteza cerebral que procesan funciones ágiles como el aprendizaje, la atención y la memoria, mientras que áreas asociadas a procesos internos estables como la vigilia, el estrés, el miedo, la regulación de la emoción y la ansiedad, tienen menos presencia de la vía de lactato.

Si bien estos hallazgos son novedosos para acercarse a la comprensión de los requerimientos energéticos de nuestras actividades cognitivas del día a día, aún queda mucho por entender, como por ejemplo qué implicaciones tienen estas vías metabólicas en el desarrollo del cerebro. De hecho, en humanos alrededor de los cinco años, la densidad sináptica alcanza su punto máximo y la demanda de energía del cerebro comprende aproximadamente el 45% de la ingesta calórica, lo que refleja una tasa de consumo de energía dos veces mayor que la del cerebro adulto. De esto se podría comprender la facilidad que vemos en las mentes infantiles de pasar rápidamente de un pensamiento a otro. Por otra parte, durante el envejecimiento uno de los marcadores más efectivos para detectar deterioro cognitivo es la pérdida de metabolismo cerebral, lo cual puede reflejar también una inercia más fuerte en permanecer en un estado conductual menos flexible.

La actividad cerebral, así como la actividad mental, opera en múltiples dominios temporales, que requieren tanto una fuente de energía estable, así como un suministro rápido de energía para satisfacer y responder a las demandas ambientales que están en constante cambio. Estas perspectivas emergentes sobre nuevas fuentes de combustible cerebral abren la oportunidad de conectar el metabolismo con la temporalidad de la cognición, y así reinterpretar las posibles causas de patologías del desarrollo, como son el deterioro cognitivo y la neurodegeneración.

*Investigador BrainLat, Escuela de Psicología UAI.