Cómo el cuerpo y el cerebro anticipan una posible infección

La mayoría de nosotros pensamos que para que se pongan en marcha las defensas del cuerpo al exponernos a un agente infeccioso, como un virus, este necesita entrar en nuestro cuerpo. Al menos hasta ahora, porque recientemente acaba de publicarse en la revista Nature Neuroscience un interesante artículo desafiando esta idea.

En el llamado espacio peri-personal, que es el que hay en la zona cercana y alrededor de cada persona, pueden existir amenazas de organismos infecciosos que desencadenan una respuesta del sistema inmune. Sara Trabanelli, en Suiza, y sus colaboradores han demostrado utilizando la realidad virtual que el cuerpo activa sus defensas antes de que el agente infeccioso entre en el cuerpo.

Además de lo sorprendente de esta respuesta anticipatoria, los investigadores han determinado que se trata de una respuesta coordinada entre algunas partes del cerebro y el sistema inmune. Esta respuesta se manifiesta a través del eje hipotálamo-pituitario-adrenal, que activa la función de neurotransmisores, glándulas y hormonas en el cuerpo.

Un breve apunte en primates

Según dice la literatura científica, los primates cuentan con un sistema de integración de estímulos visuales y táctiles que actúa como mecanismo de supervivencia para predecir un contacto que puede conllevar peligro. Esto se llama el sistema del espacio peri-personal. Basándose en la posible existencia de este mecanismo en los seres humanos, los investigadores han desarrollado su hipótesis y experimentos. Por eso, se dice que esto es una asunción, porque asume algo que no está todavía demostrado antes de publicar estas investigaciones.

¿Cómo lo han hecho?

Los investigadores han utilizado una metodología que combina múltiples técnicas para validar los resultados, lo que lo convierte en un descubrimiento complicado de refutar. A pesar de ello, son cautos, y entre otras limitaciones, indican que es un estudio exploratorio, y que su generalización, es decir, que sea algo que se pueda observar en todos los lugares y en todas las personas, tiene aún que demostrarse con más investigaciones.

Pero veamos cómo lo han hecho:

1. Para empezar, en el estudio participaron 248 personas, lo que lo hace bastante extenso.

   
   

2. Han utilizado la realidad virtual para simular la presencia de una infección. Lo han hecho presentando avatares que eran caras con una infección, y que se veían en el mundo virtual como amenazas. Un avatar es una representación de un usuario dentro de la realidad virtual. Por ejemplo, muchos tenemos en la cabeza los avatares de la película Avatar, que eran los seres azules con largas coletas en la cabeza.

   
   

3. Han utilizado una combinación de pruebas extensa para evaluar el comportamiento de los participantes en el estudio y sus respuestas cerebrales –estudios de tests psicológicos y estudios de la función cerebral mediante electroencefalograma y resonancia magnética funcional–.

   
   

4. Han llevado a cabo un análisis de la sangre detallado de los pacientes, donde evalúan la posible presencia de una respuesta de las defensas del cuerpo –las técnicas son la espectrometría de masas y la citometría de flujo–.

   
   

5. Han utilizado modelos matemáticos para determinar cuáles son las regiones del cerebro específicas, es decir, que solo se activan por este motivo.

¿Qué resultados obtuvieron?

El estudio tiene varios resultados que se derivan, además del mensaje central que se describe al principio.

• Primero, demuestran la existencia del sistema del espacio peri-personal en los seres humanos, como el que existe en los primates. Este sistema, efectivamente, anticipa contactos que son potencialmente peligrosos para las personas. Esto lo determinan utilizando toda una serie de tests para evaluar la reacción de los participantes a las caras.

  
  

• Demuestran también que las áreas cerebrales implicadas en este sistema, que están en una red fronto-parietal, detectan las amenazas con antelación. En otras palabras, existen neuronas en el cerebro capaces de anticipar una posible amenaza infecciosa. Esto lo determinan mediante las técnicas neurofisiológicas para evaluar la función cerebral: el electroencefalograma y la resonancia magnética funcional.

  
  

• Muestran cómo las amenazas modulan la función y activación de células innatas del sistema inmunológico, como los linfocitos y las células NK. Vale la pena añadir aquí un pequeño apunte de inmunología: el sistema inmunológico, a grandes rasgos, se divide en innato y adaptativo. Por un lado, contamos con células y moléculas que tenemos 'por defecto' al nacer (p.ej. neutrófilos, linfocitos y células NK), y por otro, contamos con otras que se desarrollan una vez se ha iniciado una infección (p.ej. las células memoria o los anticuerpos). Todo esto lo analizan en los estudios de la sangre.

  
  

• Determinan qué regiones cerebrales precisas se activan cuando existe una amenaza, en este caso, virtual. Lo hacen mediante el uso de la resonancia magnética funcional. Esta técnica mostró que estas regiones o áreas se corresponden al sistema del entorno peri-personal, y que engloba las regiones de la llamada red de saliencia. Los investigadores utilizaron modelos matemáticos para determinarlas en las imágenes de la resonancia (Fig.1).

Fig 1. Las regiones cerebrales que se activan tras una amenaza infecciosa percibida.

Quizá vale la pena que nos detengamos un poco en esto, porque puesta así puede parecer que todos debamos saber interpretar una imagen de resonancia magnética funcional. Para empezar, vemos tres filas de imágenes. La primera corresponde a la comparación (resta) de la presentación de las caras infecciosas con unas caras neutrales, lo que da un producto que es la zona específica que se activa. En la segunda fila vemos lo contrario, las zonas activadas restando presentación de caras infecciosas a las neutrales, que muestra las zonas específicas que se activan al presentar caras neutrales. Finalmente, en la tercera fila vemos la resta de la primera fila menos la segunda, lo que muestra qué áreas se muestran específicamente por las caras infecciosas, eliminando toda clase de ruido que pueda haber. Este ruido es la parte de activación inespecífica, que es la que no corresponde a que la cara esté infectada, como por ejemplo otros elementos de la cara como la forma, el color, etc.

• Y finalmente, demuestran que los avatares infecciosos activan un eje neuro-immune específico: el eje hipotálamo-pituitario-adrenal. En realidad, la activación de este eje –que por cierto decimos eje porque actúan más o menos una tras otra, en cascada– se traduce en los experimentos en la medición de un grupo de hormonas que intervienen cuando este eje está funcionando. Concretamente, midieron la cantidad de los eicosanoides y otros factores neuroinflamatorios por la técnica de espectroscopía de masas en las muestras de sangre. Esto demuestra que las glándulas de este eje están activas.

¿Qué limitaciones tiene el estudio?

Como indican los investigadores en el artículo, quizá lo más problemático es que todos los participantes son adultos jóvenes, dificultando la extensión a otros rangos de edad. Además, se desconoce si el mismo tipo de respuestas y activaciones puede ser dado por elementos estáticos, sin tener por qué ser caras que se acercan.

Es curioso porque los investigadores indican una limitación teórica: la confusión que puede haber entre amenaza percibida y la emoción del asco. Efectivamente, es difícil separar el efecto del asco en todo esto, porque esta emoción es central en todo el comportamiento humano relativo a la evitación (p.ej., no nos comemos una fresa podrida que podría causarnos una enfermedad porque nos da asco). Esto podría llegar a dar respuestas más grandes o variedad en los resultados –mayor o variada activación de áreas cerebrales en las resonancias, mayor o variado nivel de moléculas en sangre...– porque a algunos participantes les podrían dar más asco las caras infecciosas que las neutrales, o a algunos más que a otros. De todas maneras, los investigadores lo argumentan perfectamente con el hecho de que no se puede separar totalmente el asco de la evitación percibida, e incluso realizan un análisis para determinar el grado de variación en los resultados que puede dar el asco, separando a los participantes en grupos más o menos sensibles al asco.

En conclusión...

Para mí este es un estudio magnífico, multidisciplinar, potente y muy muy completo, que demuestra un precioso mecanismo nunca antes visto en humanos, que es el hecho de que una amenaza infecciosa podría desencadenar una respuesta preparatoria de nuestras defensas. Me ha gustado encontrarlo en Nature Neuroscience este verano, y no quería dejar pasar la oportunidad de compartirlo. Quizá alguna pregunta que me hago yo es: si hay una respuesta anticipada a una posible infección, ¿podemos tener respuestas inmunes si no hay riesgo percibido? Por ejemplo, ¿es posible que una persona tenga miedo de contraer una enfermedad, aunque no tenga evidencia de ello, y que se active una respuesta inflamatoria, e indefinida en el tiempo? 

Quizá, algún día, el tiempo y la ciencia lo dirán.

Para saber más:

Trabanelli, S., Akselrod, M., Fellrath, J., Vanoni, G., Bertoni, T., Serino, S., Papadopoulou, G., Born, M., Girondini, M., Ercolano, G., Ellena, G., Cornu, A., Mastria, G., Ivanisevic, J., Grivaz, P., Paladino, M. P., Jandus, C., & Serino, A. (2025). Neural anticipation of virtual infection triggers an immune response. Nature Neuroscience, 28(9), 1968-1977. https://doi.org/10.1038/s41593-025-02008-y