neurona pot estar connectada a desenes de milers d’altres neurones, fins i tot de zones remotes del cervell. La neurona piramidal, la cèl·lula més freqüent del còrtex cerebral, la part més distintiva del cervell sapiens, té entre cinc mil i cinquanta mil connexions receptores, o postsinàptiques. La cèl·lula de Purkinje, un altre tipus de neurona, en pot tenir fins a cent mil. Segons algunes estimacions, en un cervell adult jove el total ronda els cent cinquanta bilions de sinapsis.
De totes maneres, la qüestió central no és tant aquesta com la força explosiva de la xarxa, la seva matemàtica exponencial.
Agafem una hipotètica neurona estàndard, que dialoga sinàpticament “només” amb un miler d’altres neurones. Cadascuna d’aquestes està connectada potencialment amb unes altres mil, de manera que en el segon pas —al cap de pocs millisegons—la informació arriba a un milió de cèl·lules (1.000 x 1.000). Al tercer pas, si absurdament estiguessin totes connectades amb unes altres mil, el total arribaria als mil milions (1.000 x 1.000 x 1.000). Aquest càlcul no té sentit perquè, entre els diversos tipus de cèl·lules, entre els diversos nuclis i vies neuronals, tot és força més complex. Però dona una idea de com n’és, de potent, tot el mecanisme. Es diu que en János Szentágothai, el llegendari anatomista hongarès, havia calculat que entre qualsevol neurona hi havia només “sis graus de separació”, ben bé com es descriu en la pel·lícula del mateix títol sobre els vincles estrets que hi ha entre els humans. Però sis graus són el cas límit. Normalment la separació entre neurones és encara inferior i dialoguen d’una banda a l’altra del cervell amb una velocitat desaforada. Una cèl·lula pot disparar cada pocs segons, però també pot fer-ho dues-centes vegades per segon.
Les sinapsis també són objecte de plasticitat cerebral. Considerades en un temps fixes i estables, avui sabem que les connexions sinàptiques poden ser més o menys fortes, és a dir, més o menys capaces d’influenciar el comportament de les neurones receptores. Tot depèn de quan es fa servir una sinapsi: com més vegades s’encén, més potent i estable serà la connexió entre dues cèl·lules cerebrals. [▸11] Aquest fenomen, anomenat potenciació a llarg termini o LTP (long-term potentiation), té importants conseqüències pràctiques en els sistemes de l’aprenentatge [▸157] i de la memòria. [▸67] I, en el vessant oposat, també en els processos d’habituació i dependència. [▸186]
2.2. NEUROTRANSMISSORS
El cervell parla la llengua dels neurotransmissors. En qualsevol moment, tant si vostè està llegint un llibre com contemplant un panorama, una tempesta química travessa constantment el seu encèfal. Sense repòs, milions de molècules microscòpiques abandonen les vesícules d’una neurona, travessen l’espai sinàptic i es combinen amb els receptors d’una altra neurona, cadascuna d’elles transportant el seu missatge químic. El cervell fa servir els neurotransmissors per dir al cor que bategui, als pulmons que respirin, a l’estómac que digereixi. Però aquestes molècules també serveixen per impartir l’ordre de dormir o de parar atenció, d’aprendre o d’oblidar, d’excitar-se o de relaxar-se. En fi, sí, tot —incloent-hi els matisos més racionals i més inconscients del comportament humà— és mediat per un exèrcit de neurotransmissors i per la complicada manera com interactuen. Se n’han comptat més de cent, però no es pot descartar que encara en quedin per descobrir.
Els missatges sinàptics poden ser en mesura variable excitadors o inhibidors, segons quins siguin els neurotransmissors que parteixen d’una neurona, i segons els receptors que els capturen a la neurona adjacent. Però aquesta neurona pot estar connectada a molts milers d’altres neurones a través d’unes altres tantes sinapsis, i rebre, per tant, al mateix temps l’impuls de centenars o milers d’aquestes. Els missatges excitadors o inhibidors són “sumats” a l’interior de la cèl·lula, que, gràcies a un sofisticat sistema de bombes que regula l’accés o la sortida d’ions de sodi i de potassi, manté la membrana a un potencial elèctric estable “de repòs” de –70 mil·livolts. Els neurotransmissors excitadors contribueixen a tornar positiu el voltatge de la membrana envoltant, mentre que els inhibidors empenyen en sentit negatiu. Si el resultat net supera un cert voltatge (habitualment els –30 mil·livolts), la cèl·lula nerviosa dispara i engega el potencial d’acció, l’impuls elèctric que recorre l’axó per ordenar que es deixi anar una altra ràfega de neurotransmissors. En canvi, si no el supera, tot s’atura allà.
Però les matemàtiques de la neurotransmissió van molt més enllà dels còmputs sobre el voltatge, perquè les molècules missatgeres fan les seves feines respectives en combinació o en oposició l’una amb les altres. El ventall de possibilitats és tan vast que inclou el raonament, el record o l’emoció. L’investigador suec Hugo Lövheim ha proposat una classificació dels efectes encreuats de la serotonina, la dopamina i la noradrenalina. Segons el seu model, la disponibilitat de nivells alts o baixos d’aquestes tres molècules determina emocions bàsiques. La ràbia, a tall d’exemple, comporta nivells alts de dopamina i de noradrenalina, i nivells baixos de serotonina.
| Serotonina | Dopamina | Noradrenalina | |
| Vergonya | B | B | B |
| Patiment | B | B | A |
| Por | B | A | B |
| Ràbia | B | A | A |
| Disgust, odi | B | A | B |
| Sorpresa | A | B | A |
| Benestar, plaer | A | A | B |
| Interès, excitació | A | A | A |
A: nivell alt B: nivell baix
Òbviament, la realitat és força més complexa, encara que només sigui per la interacció mútua de tota una paleta de moltes altres molècules missatgeres. I per un detall gens insignificant: no és segur que hi hagi sempre cartutxos preparats als carregadors de les metralladores sinàptiques, a les vesícules.
La disponibilitat de neurotransmissors no és infinita. Després d’unir-se al receptor postsinàptic, són ràpidament desactivats i reciclats: o bé reconduïts a les vesícules per tal de recarregar-les (allò que s’anomena recaptació, o reuptake en anglès), o bé eliminats, destruïts. Per això, el seu cervell podria ser víctima d’un escàs proveïment d’algunes molècules. Una mala nutrició, [▸84] un fort estrès, [▸190] fàrmacs, drogues, alcohol, però també predisposicions genètiques [▸195] influeixen sobre les reserves de neurotransmissors i comprometen d’aquesta manera el funcionament òptim de la màquina cerebral.
Alguns neurotransmissors, com la dopamina, la serotonina, l’acetilcolina i la noradrenalina, funcionen també com a neuromoduladors. Si comparéssim la neurotransmissió amb un làser que colpís amb precisió les neurones postsinàptiques, la neuromodulació seria com un esprai. Només cal que unes quantes neurones segreguin els neuromoduladors