Apuntes científicos desde el MIT

Apuntes científicos desde el MIT

Este Blog empezó gracias a una beca para periodistas científicos en el Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT) en Boston, donde pasé un año aprendiendo ciencia con el objetivo de contarla después. Ahora continúa desde Nueva York buscando reflexiones científicas en otras instituciones, laboratorios, conferencias, y conversando con cualquier investigador que se preste a compartir su conocimiento.

Las caras de la neurociencia

Por: | 30 de noviembre de 2008

Si se trata de convertirse en un explorador científico, las sesiones de pósters de los congresos científicos son una oportunidad ideal. Centenares de investigadores cuelgan los resúmenes de sus trabajos en un plafón y durante varias horas atienden gustosos a todo aquél que quiera preguntarles algo sobre ellos. La mayoría de estudios todavía no están publicados en revistas de referencia y no han pasado ese proceso de peer review que les acredita como un trabajo relevante. Hasta esa revisión de expertos previa a la publicación, la “verdad” científica no está otorgada y en principio no debes fiarte a ciegas de los resultados que se presenten, pero pasearte entre los más de 10.000 pósters que se expusieron durante el congreso de neurociencia de Washington DC, ir leyendo títulos aleatoriamente, y poder preguntar sobre aquello que más te llame la atención, para el freak científico es como el buffet libre de un hotel de lujo. A comer hasta que el cerebro no de más de sí. En este post recogeré algunas conversaciones y os intentaré transmitir la sensación que puede producir inmiscuirse sin objetivo definido entre tal concentración de conocimiento. La primera parada significativa fue ante un poster asegurando que el amor romántico intenso puede durar toda la vida, no tiene porqué decaer o cambiar a medida que la relación va cumpliendo años. Bianca Acevedo de la State University en New York realizó fMRI de parejas que decían llevar enamoradas más de 20 años, y comprobó que al ver fotografías de sus compañer@s se activaban las mismas áreas cerebrales que otras parejas que acababan de enamorarse. Además, en las relaciones largas se apreciaba mayor actividad en zonas relacionadas con los lazos afectivos, y un descenso en circuitos relacionados con la obsesión. El trabajo de Bianca y Helen Fisher dice ser la primera evidencia fisiológica de que el enamoramiento puede mantenerse intacto mucho más tiempo de lo que se creía. Continuando la expedición me encuentro a Leonardo Tonelli, psiquiatra de la Universidad de Maryland investigando la relación entre las alergias y la ansiedad. “¿cómo un efecto indirecto del malestar?” pregunté grabador de voz en mano. Leo respondió “no, no… es un efecto primario; durante las alergias hay una reacción inflamatoria específica que nosotros pensamos que induce ansiedad. Cuando sufres una infección tu sistema inmunológico secreta citoquinas, moléculas que actúan en el cerebro y producen cambios de estados de ánimo, letargo, malestar… Esto ya está demostrado. La alergia es diferente, pero pensamos que las citoquinas específicas de la alergia actúan en una zona concreta de la corteza prefrontal del cerebro, muy próxima a la inflamación de las vías nasales, y contribuyen a la aparición de ansiedad patológica en personas susceptibles.” Hiuyan Lau diseñó un test para comprobar si una siesta durante el día mejoraba la memoria y la capacidad de relacionar conceptos. Mostró caracteres ortográficos chinos a estudiantes de habla inglesa, y envió a la mitad de ellos a echar una siesta. Los que habían dormido recordaban mejor el significado de los caracteres, pero además, cuando se les mostraban nuevos grafismos formados por la combinación de los caracteres que ya conocían, eran capaces de intuir mucho mejor qué nueva palabra codificaban. Según los resultados de su estudio, una siesta no sólo es efectiva para guardar memorias, sino también para reorganizarlas y extraer conceptos generales a partir de ellas. Mi cerebro pedía estimulantes y fui a tomar un café con el canadiense Simon Overduin, amigo y excompañero del MIT . Ya puestos le pides que te explique de una vez qué intenta descubrir en su laboratorio, y te cuenta que analiza las diferencias de la actividad cerebral de las personas cuando hablan en voz alta con alguien, o cuando hablan para sí mismos sin pronunciar sonido alguno. Quiere ver si sólo hay diferencias en zonas motoras. Su verdadero interés está en el estudio de la conciencia, y en saber qué tiene en común esa voz profunda dentro de su cabeza, con lo que el cerebro planea expresar de manera audible. Todo es lenguaje, pero ¿procesa diferente el cerebro lo que piensa para él, de lo que planea decir a los demás? Victoria Puig se negó a explicarme en sólo 4 frases todas sus técnicas, objetivos y estudios con macacos intentando averiguar cómo se procesan pensamientos complejos a nivel neuronal. Pero a cambio fue quien me sugirió que prestara mucha atención a los temas de manipulación de neuronas con luz óptica y a los circuitos cerebrales. Y para colmo se ofreció a explicarnos más adelante sus investigaciones si le cedemos más espacio. Como no Vicky! Un post entero te está esperando... ☺ Caracterizar circuitos cerebrales es precisamente para lo que quiere utilizar James Marshel la nueva técnica que ha desarrollado en la Universidad de California. Fui a verle atraído por el tumulto de gente que rodeaba su poster. En lugar de machete utilicé mi pase de prensa para abrirme camino entre la selva de científicos. Valió la pena. Me explicño que el cerebro está compuesto de centenares de tipos de neuronas diferentes, y que se conectan entre ellas formando circuitos con patrones de actividad específicos. Él quiere marcar tipos celulares concretos para caracterizar la red neuronal que forman, y ver cómo esta conectividad se relaciona con una función determinada. Para eso utiliza un virus de conejo con el que introduce en las neuronas genes que codifican una proteína fluorescente. Así puede rastrear in vivo el funcionamiento sólo de un tipo celular específico. Confieso que inicialmente presté atención al poster de Hao Huang por la expresión tan sonriente de su cara. Luego quedé noqueado tras leer el título de su trabajo “Bombesin-related neuropeptides excite hypothalamic melanin-concentrating hormone neuronsBombesin-related neuropeptides excite hypothalamic melanin-concentrating hormone neurons”… Uff! Le dije: “Oye, yo no soy científico, ¿qué es la bombessin?”. Cambio de cara, máxima apertura posible de ojos, gotita de sudor por la frente… y explicación. Creí entender que la bombessin era una proteína que primero se descubrió en ranas, y luego se vio que jugaba un papel importante en el metabolismo de mamíferos. Se cree que está implicada en la regulación del impulso hacia la comida. Me explicó su investigación con los receptores de bombessin y los mecanismos por los que actúan en unas neuronas determinadas, pero la gotita empezó a caer por mi frente y no me atrevo a transcribir mucho más… Además, como su trabajo todavía no estaba publicado me pidió que no os explicara los detalles, y que en la foto no saliera el póster, no sea que alguno de vosotros le plagiéis la investigación antes que tenga tiempo de enviarla a una revista científica. A Manuel Castellano lo conocía del interesantísimo tour que me ofreció hace unos meses por su laboratorio en la Rockefeller University de NY, donde estudia cómo las células ciliadas del oído son capaces de transformar un estímulo físico en una señal nerviosa. Es impresionante. Manolo quiere entender porqué si estás en una fiesta ruidosa con alguien que habla muy bajito al principio no te enteras de nada, pero al rato entiendes perfectamente lo que te está diciendo. Eso ocurre porque las neuronas que van del cerebro al oído son capaces de ordenarle a las células ciliadas qué debe oír, y qué no debe oír tu cerebro; "afinan" el oído para percibir la voz de esa persona sin hacerle caso al resto de los sonidos que se producen a su alrededor. Se llama el efecto Cocktail Party. Cuando le pregunté de manera más general por el congreso, también me dijo: “channelrhodopsin y halorhodopsin! ”, y añadió que un congreso así era más provechoso científicamente para alguien como yo que para los propios investigadores. Para ellos, lo fundamental de este evento es el networking y entablar relación directa con las personas que trabajan en tu campo. Susheel Vijayraghavan del NIH me contó algo parecido. “Yo trabajo en el efecto de las monoaminas en el aprendizaje y la memoria, pero esto no es interesante. Disfruta del espíritu festivo de este carnaval de la neurociencia!. El congreso te da una visión holística muy buena de lo que está pasando en el campo. Este año lo que más me ha impresionado son las nuevas herramientas de investigación que permiten activar y desactivar neuronas para seguir sus circuitos. Estos grandes saltos en fisiología cerebral me dan la esperanza de que en el futuro podamos abordar algunas cuestiones por ahora intratables. Oye, te doy un toque el fin de semana, ok?” La canadiense Mayte Parada de la Concordia University en Montreal se dedica a estimular manualmente el clítoris de las ratas (una técnica llamada CLS), y luego matarlas de golpe para extraerles sus cerebros y mirar qué zonas se tiñen por presencia de la proteína FOS, una indicación del área que estaba más activa en sus últimos instantes de vida. Mayte ha observado que cuando aplicaba una estimulación cada 5 segundos durante un minuto, la reacción cerebral era ligeramente diferente a cuando se estimulaban una vez por segundo. Mayte me aseguró que todavía no se entienden bien los mecanismos fisiológicos del placer sexual femenino, y que muchas mujeres que no logran excitarse se frustran cuando quizás existe alguna disfunción física encubierta que podría ser tratada. Y ya fuera de la sesión de pósters me cité con el crack valenciano Jose Carmena, con quien había contactado gracias a un comentario recibido en este post . Hace 5 años, cuando hacía su postdoctorado en Duke, Jose ya consiguió que un mono moviera un brazo robótico a distancia, leyendo e interpretando la actividad de las áreas motoras del cerebro del mono cuando pensaba en mover su propio brazo. Uno de los aspectos que faltan por solucionar de este control mental de neuroprótesis es que los mapas neuronales implicados no son del todo estables y necesitan ajustes diarios. Ahora Jose Carmena dirige su propio laboratorio de Brain-Machine-Interfaces en la Universidad de Berkeley, donde investiga para entender mejor la representación neuronal de los movimientos y encontrar señales que se mantengan estables en el tiempo. En su comunicación del congreso anunció que dos de sus macacos habían consolidado la habilidad prostética motora durante varios días. Oiréis hablar más de sus investigaciones, no sólo en este blog. Conocer a Jose y terminar cenando pescado con él y otros neurocientíficos en "El Sol de España" fue un inmejorable colofón a 5 días inmerso en el apasionante estudio del cerebro. Ahora toca mover nuestras neuronas hacia la exploración de nuevos parajes científicos.

Hay 29 Comentarios

Rata, no rana, mapuche, que no sabes ni leer

Hermano Manolón (29 Mayo 2010, 21:27)… la canadiense Mayte, excita ranas. No sapos. No seas “picota” ni obsceno. Je.. je… por acá hay un restaurante en el cual las ancas de rana son su especialidad. Veré la forma de que el cocinero --sino yo mismo—las excite ante de llevarlas a la mesa. Je… je… "escribiré un post demostrando que una rama excitada es una rama más sabrosa" je.. je...

Estimada Raten2008, bendiciones de luz para ti. Quise leer el articulo citado por ti, del Doctor Rubia Vila, para mejor entender de que trata aquello de “estimular el cerebro” y resolví traer un segmento de aquella entrevista: “Más que un descubrimiento aislado, considero que lo más importante que ha ocurrido en el campo de la neurociencia es la superación del dualismo cerebro-mente – o cuerpo-alma –, lo que ha permitido que con métodos científico-naturales se traten temas que tradicionalmente pertenecían a la teología o filosofía, como la realidad exterior, el yo, la libertad o la espiritualidad. Esta última, es decir el hecho de que la estimulación cerebral produzca experiencias espirituales, religiosas o de trascendencia, es quizá el tema que va a tener un mayor desarrollo futuro. Todas estas cuestiones tienen una enorme importancia, porque van a cambiar la imagen que el ser humano tiene del mundo y de sí mismo. En respuesta a la segunda cuestión hay que decir que el ser humano, gracias a la ciencia, está cada vez más cerca de conocer sus secretos. A diferencia de otras actividades humanas, en la ciencia el conocimiento es cumulativo, de forma que su actividad, que crece cada vez más rápidamente, hace que nos acerquemos más y más al conocimiento del mundo que nos rodea y de nuestro cerebro, que, en parte, es generador de ese mundo”. (sic) **** Estimada raten2008, en mi opinión mucho de esto conduce a desarrollar la psiconeuroinmunología. Felices días…

"añadió que un congreso así era más provechoso científicamente para alguien como yo que para los propios investigadores. Para ellos, lo fundamental de este evento es el networking y entablar relación directa con las personas que trabajan en tu campo." Ya me gustaría entablar una relación directa, frente a frente, con la Mayte Parada esa.

"La canadiense Mayte Parada de la Concordia University en Montreal se dedica a estimular manualmente el clítoris de las ratas (una técnica llamada CLS), y luego matarlas de golpe para extraerles sus cerebros" Que fuerte! Y vaya cara de viciosa que tiene la tía.

Hola, soy Ana editora de www.genaltruista.com y como me interesó mucho tu trabajo quisiera compartirlo con mis lectores. Si deseas dedicarle unos minutitos en la home estan las estadísticas y si estás de acuerdo subo tu blog a mi web.Desde ya te agradezco, sea cual fuere tu consideración. Ana

que tio más feo!! el tal Jose Carmena, menos mal que se dedica a la investigación!!

Simple y lógico, estimado Espoc. Como corresponde a un buen vulcaniano [;)] Tal vez sea hora de aclarar que bajo ese pseudónimo se esconde: El Doctor D. Manuel Fontoira Lombos. Profesión: Licenciado en Medicina y Cirugía (1992) Especialista en Neurofisiología Clínica vía MIR (1997) y Doctor en Medicina por la Facultad de Medicina de Santiago de Compostela (2003). Para quien aún no te conozca, je, je [8D] Un abrazo.

Pues es posible, pero... ¿cómo? ¿cómo la enlaza? ¿Còmo? En mi opinión lo hace mediante lo que conocemos como "emergencia" de la subjetividad. ¿Y en qué consistiría la emergencia de la subjetividad, desde nuestro punto de vista a simple vista y a gran escala (a escala macroscópica confinada), es decir, desde el punto de vista de la experiencia que describimos como la experiencia consciente personal de cada uno como sujeto consciente de la multiplicidad de la realidad percibida como un solo individuo en cada instante presente (instantes, tal vez, de 12,5 ms)? Pues desde este punto de vista a gran escala y a simple vista consiste en un cambio de escala, de tal manera que lo "pequeño" (la actividad neuronal) es percibido como "grande" (la experiencia consciente subjetiva), dando la impresión, la subjetividad, de "emerger". ¿Y en qué consistiría esta emergencia desde el punto de vista de las neuronas (úsese la imaginación como un zoom entre escalas), en qué consistiría este cambio de escala en el cerebro? Pues consistiría en una recreación de un estado cuántico coherente, pues en la naturaleza los objetos se enlazan mediante este mecanismo: la formación de estados cuánticos coherentes. Y la recreación de un estado cuántico coherente consistiría en la entrada transitoria en coherencia entre señales simples (no entre señales complejas, que es lo que estudian por sistema esos estudios sobre, por ejemplo, magnetoencefalografía que mencionas, y que no son suficientemente finos para detectar la actividad que se predice con la hipótesis que propongo, son otra cosa). Mediante esta entrada en coherencia se estaría recreando en corteza una superposición de estados producto, que por razones que explico en detalle aquí: http://neuronalintegration.es.tl/ Y con más detalle aquí: http://www.monografias.com/trabajos57/conciencia-subjetiva/conciencia-subjetiva.shtml Supondría ese cambio de escala necesario para que la actividad neuronal microsócopica, desde una escala macroscópica confinada, fuese lo mismo que la emergencia de la subjetividad. Ese sería el cómo, cómo somos lo que somos. El qué son las neuronas haciendo cosas, pero ¿cómo es que unas celulillas descargando potenciales bioeléctricos somos nosotros, personas conscientes y sentimentales? Hé ahí el cómo. Mi padre me decía con frecuencia: todo está ya escrito, mas no todo leído. La respuesta al enigma de la mente: el binding problem, el correlato de la experiencia consciente subjetiva, cómo somos lo que somos, e incluso qué somos en el fondo (neuronas) está escrito y explicado. Sólo hay que leerlo, y, por supuesto, comprobarlo en el laboratorio. Y no puedo comprobarlo, no dispongo de macacos. Pero ha de haber alguien que lea esto, y lo entienda, y tenga macacos (entre otras cosas). Y que me perdonen los macacos por referirme a ellos en estos términos tan poco sentimentales, pero es que ellos (los macacos) tienen la respuesta, precisamente, a cómo es que tenemos sentimientos, cómo es que los sentimientos son algo objetivamente real para nosotros. Y la respuesta en efecto tenía que ver con lo cuántico, pero no con algún efecto macrocuántico exótico propio del cerebro, ni otra cosa por el estilo, sino con algo mucho más lleno de magia y elegancia: la recreación a gran escala de un efecto cuántico por las neuronas, pues probablemente la subjetividad emerge mediante la recreación de una superposición de estados producto en corteza, pues eso es lo que significa que las neuronas corticales (probablemente) estén entrando transitoriamente en coherencia durante la experiencia subjetiva. Espoc

El cerebro actualiza la información cada 12.5 milisegundos (milésimas de segundo). El estudio con magnetoencefalografía muestra que la oscilación de 40 Hz se genera primero en las regiones corticales frontales (memoria a largo plazo) y luego en las caudales; o sea, las oscilaciones se van desfasando rostrocaudalmente, de tal manera que el cerebro se comporta como si tuviera un sistema de radar, un scanning system que recorre toda la corteza cerebral en dirección rostro-caudal cada 12.5 milésimas de segundo. Este escáner rostrocaudal se genera secuencialmente en circuitos recurrentes entre diferentes áreas de la corteza y los núcleos intralaminares talámicos, de tal manera que enlaza toda la información sensorial en un instante de 12.5 milésimas de segundo. ¿O no?

O sea que 3000 espacios son 3000 golpes de tecla. Entendido. ¡Muchas gracias, Victoria! Hum, procesamiento de pensamientos abstractos... categorización de cosas... je, je, je... si tienes algún fin de semana soso por delante, no te pierdas este "clásico" de la divulgación científica próvida y previsora: http://www.monografias.com/trabajos57/conciencia-subjetiva/conciencia-subjetiva.shtml En varios capítulos se habla precisamente de esas cosas, procesamiento abstracto, categorización, etc. Espoc

Victoria cuando escribas el post puedes por favor explicarlo "para niños" o mejor dicho desde el principio. Por ejemplo ¿se supone hoy en día que las neuronas transmiten información entre ellas sólo mediante algo parecido a las ondas o hay alguna base material (me refiero a sustancias) que expliquen esa transmisión. ¿Cómo se explica por tanto lo que vemos en el PET? ¿Son cambios en las ondas o hay sustratos pordríamos llamar fisiológicos? Gracias

Lo de los 3000 espacios se refiere a el total de caracteres en el escrito, que deben incluir letras y espacios (en word el 'contar' cuenta caracteres con espacios o sin espacios). Aclaramiento: nuestro laboratorio no estudia en concreto el 'binding', que si no me equivoco se refiere especificamente a la integracion del sistema visual, auditivo, etc. Nosotros estudiamos como el cerebro procesa pensamientos abstractos. Por ejemplo, como categorizamos cosas, es decir, como el cerebro procesa el concepto de perro, aunque distintos perros tengan una apariencia fisica muy diferente. El nivel que nosotros estudiamos esta, creo, por encima del binding, mas alla de la identificacion. Respuesta parcial a tus preguntas: nosotros estudiamos la 'conciencia subjetiva' a traves de tareas que requieren que el animal preste atencion a distintas cosas. Creemos que un correlato de la conciencia es cuando prestamos atencion a algo. Por supuesto, para estudiar esto en macacos necesitas muchos controles y es complicado. Muchos grupos han encontrado correlacion entre actividad neuronal y atencion, y tambien coherencia a nivel de distintas areas cerebrales. Puedes leer el articulo que un companyero mio publico en Science el anyo pasado (Buschman and Miller, 2007).

Supermanu, gracias por poner los enlaces. Vaya despiste. Y sí, eran esos. Victoria, lleváis 15 años buscando la respuesta al "binding problem", pues tal vez sea esa hipótesis la respuesta, a mí me lo parece. Como hipótesis tiene sentido, pero necesita el respaldo empírico, y yo no tengo macacos ni electrodos intraneuronales a mano (esto es una insinuación a la gente del MIT, of course). Esa hipótesis responde a varias preguntas: ¿cuál es el mecanismo neuronal que explica el binding problem, cómo es que dicho mecanismo permitiría describir la percepción consciente subjetiva, y cuál es por tanto el correlato neuronal de la conciencia subjetiva? En mi opinión, y por lógica, la hipótesis propuesta es la pieza que falta en ese puzzle (que ya tenía sincronización, reentrada tálamo-cortical y cortico-cortical, y demás piezas). Precisamente hoy, 5 de diciembre, me han dicho desde una revista de neurología que acceden a publicarme esta hipótesis de la que acabo de hablar, pero con la condición de que incluya algo de bibliografía (algo difícil, al ser una hipótesis original), y también me dicen que el texto debe tener como máximo 3000 espacios, y esto no sé qué es. ¿Alguien sabe a qué se refieren con lo de 3000 espacios? Si fuese letras, o palabras, pero ¿espacios? No lo entiendo bien, es poco literal para mí. ¿Alguien me echa un cable? Espoc

Que tal Gregorio, pues estoy en el laboratorio de Earl K. Miller el el Picower Institute en el MIT. Tenemos varias lienas de investigacion: memorizacion de secuencias de objetos, memoria a corto y largo plazo, aprendizaje (mi projecto), categorizacion y atencion. Las tareas que nuestros macacos hacen son muy complejas para ellos y nos llevan entre 2 y 3 anyos de entranamiento. Los macacos son bastante limitados, la verdad. Luego analizamos la actividad neuronal y la coherencia entre distintas areas cerebrales. Pero ya no cuento mas que sino no dire nada en el post.

Esperamos impacientes tu post, Victoria, que el doctor Espoc lleva más de un año "dándonos la brasa" con la coherencia neuronal. Una pregunta previa: ¿qué nivel de pensamientos complejos investigáis? Lo pregunto porque no sé a qué nivel de complejidad pueden llegar los macacos.

Espoc: el problema que planteas se llama 'binding', como el cerebro integra informacion sensorial en zonas cerebrales muy distantes entre si. Nuestro laboratorio en MIT, y muchos otros, llevan 15 anyos intentando contestar esta pregunta. La respuesta, como tu bien dices, es posiblemente la sincronizacion de la actividad neuronal en oscilaciones a distintas frecuencias. Algunas de estas oscilaciones viajan distancias muy grandes dentro del cerebro, algunas, incluso, se expanden por todo el cerebro a velocidades increibles. Mi post va a intentar explicar lo que se sabe sobre este fenomeno. Me encanta ver que hay gente interesada en este tema. Me parece que a Pere le parece muy complicado... Me llevara un tiempo escribir el post, pero creo que los lectores han tenido demasiada neurociencia ultimamente.... Como siempre, Pere, un post fantastico

Espoc. se te ha pasado incluir los enlaces a los que haces referencia. No sé si te referirás a estos, que me tomo la libertad de añadir en tu nombre: http://www.redcientifica.com/cgi-bin/buscar/buscar.pl?tipo=autores&autor=172 http://www.monografias.com/cgi-bin/search.cgi?query=fontoira http://neuronalintegration.es.tl/ Un saludo.

No sé a vosotros, pero al ver la foto de Bianca Acevedo a mí se me ha activado la misma área cerebral que investiga en sus sujetos. Yo tengo una hipótesis sobre la mente y el cerebro, y me pregunto si tiene que ver con lo que investiga Victoria Puig. La hipótesis es ésta: La entrada transitoria en coherencia (mantenimiento de una diferencia de fase constante) entre señales simples neuronales (neurona a neurona) debe existir en corteza cerebral, y debería ser investigado (yo no tengo los medios), pues probablemente sea un mecanismo de integración neuronal de nueva descripción. Lo razono brevemente: Existen diversos mecanismos de integración neuronal conocidos, por ejemplo: la convergencia (sináptica) de dos neuronas A y B sobre una misma neurona C integra en C las señales de A y B; otro ejemplo, una cadena de neuronas A-B-C implica que B es intercalar o internuncial entre A y C, de modo que B integra a A con C; otro ejemplo: dos neuronas A y B unidas por sinapsis recíprocas pueden terminar sincronizándose (sincronización significa coincidencia de fase) con lo cual a ciertos efectos actuarían como una sola neurona (actuarían integradas) por ejemplo, al efecto de activar a la vez un músculo para que se contraiga como un solo músculo. Estos son tres ejemplos de mecanismos de integración (suma) morfofuncional de las señales neuronales, con diversos resultados morfofuncionales. Y hay más mecanismos de integración neuronal aparte de estos. De modo que los mecanismos de integración neuronal son importantes desde el punto de vista morfofuncional. Véase, por ejemplo, que recibimos en el cerebro señales visuales de dos ojos a la vez, y sin embargo percibimos una sola imagen de nuestro entorno mentalmente, es decir, en el cerebro la información de los dos ojos, dos imágenes visuales, se integra en una sola imagen visual. Clásicamente, desde la época de Sherrington, se ha supuesto, con lógica, que las imágenes de los dos ojos se integran en una coincidiendo en el tiempo, ocurriendo a la vez, de modo que al ser iguales, si se superponen en el tiempo no se distinguirá una de otra y parecerá una. De modo que la "concurrencia temporal" de la señal visual parece importante para la integración de la percepción como fenómeno efectivo desde el punto de vista subjetivo, para no hacernos un lío durante nuestra percepción subjetiva de las imágenes visuales acerca de la realidad circundante. Resulta que la concurrencia temporal que clásicamente se conoce en el cerebro es, otra vez, la sincronización, la coincidencia de fase de señales simples (señales simples, las descargas bioeléctricas de una neurona sola). Así que se pensaba (y se sigue pensando, menos en mi caso), que la sincronización debe de estar detrás de la integración de ciertas cosas en el cerebro, por ejemplo, de la imagen sensorial visual única que consitituye nuestra percepción visual a pesar de tratarse de dos imágenes (una de cada ojo). El problema con la sincronización como explicación de la concurrencia temporal es que al ser coincidencia de fase implica necesariamente la homogeneización de la señal neuronal (en función del tiempo), y sin embargo lo que percibimos es único pero heterogéneo, por ejemplo, si contemplamos una manzana percibimos A LA VEZ su forma y su color, a la vez dos características distintas, heterogéneas, a pesar de tratase de una sola manzana lo que percibimos. Y si percibimos heterogeneidad, y forma y color están codificadas en forma de patrones de descarga de señales simples, pues por pura lógica la sincronización no puede ser el mecanismo de integración de señales simples en correlación con la percepción subjetiva, porque la sincronización lleva a la homogeneización (coincidencia de fase). Por tanto, debe tratarse de otro mecanismo de integración, mecanismo que no he encontrado descrito, ni escrito, ni predicho, así que había que predecirlo y describirlo por primera vez, de ahí la originalidad y oportunidad de esta propuesta. El mecanismo consiste en lo siguiente: Las señales de, por ejemplo, forma y color de una manzana que tenemos delante, deben concurrir temporalmente, pero no pueden hacerlo mediante sincronización, así que debe tratarse de otro mecanismo de concurrencia temporal, y por tanto, un nuevo mecanismo de integración neuronal por descubrir experimentalmente. Tras largas cavilaciones llegué, por razones difíciles de explicar aquí resumidamente (pero que se pueden leer con calma en los enlaces que he puesto) a la conclusión siguiente: ese nuevo mecanismo de integración neuronal capaz de explicar la concurrencia temporal de las señales neuronales en correlación con la percepción subjetiva, para permitir la heterogeneidad de nuestra percepción, debía basarse en la entrada transitoria en coherencia entre señales neuronales simples corticales (la coherencia consiste en el mantenimiento de una diferencia de fase constante entre señales simples, un nuevo tipo de patrón neuronal descrito de manera hipotética y original aquí y pendiente de demostración experimental; no hay que confundir sincronización con coherencia). Las repercusiones de esta idea son prometedoras, y parecen importantes, y están expuestas con algún detalle en otro sitio. La búsqueda experimental de pruebas para esta hipótesis están más allá de mis posibilidades. Carezco de medios para ello. Pero el tipo de experimento necesario para demostrarla podría consistir en algo tan simple como la detección de actividad coherente transitoria entre señales simples de corteza cerebral durante el proceso de percepción subjetiva; por ejemplo, se podría colocar electrodos intraneuronales en las áreas V1 y V2 de corteza occipital (supuestamente procesadoras, precisamente, de forma y color) de un mono despierto mientras se le sitúa delante de una imagen de algo con forma y color que se supone que ha de estar percibiendo ante él. La intención sería acabar detectando la entrada en coherencia entre señales simples de V1 y V2, es decir, que transitoriamente algunas de estas señales mantendrían una diferencia de fase constante entre ellas (el éxito dependerá de dar justo con las zonas de V1 y V2 que estén en conexión compatible durante la percepción de un objeto dado, pero con algo de suerte, este tipo de integración de señales, este nuevo mecanismo de integración neuronal, debería encontrar su lugar en la Neurociencia, dado lo lógico que parece pensar así). Además, este mecanismo supondría también nada menos que una explicación, nada esotérica, de esa vinculación que diversos autores creen ver entre lo cuántico y lo mental, que quedaría resuelta con este simple (aparentemente) mecanismo neuronal de nuevo cuño (como se explica en detalle y se razona en los enlaces puestos más arriba). Y esta sería también parte de la originalidad de esta idea.

Desde luego para un observador que haya asistido, a la divulgación de la ciencia y los congresos científicos, se queda uno pasmado de como ha evolucionado todo este mundillo a lo largo de los últimos digamos, 40 años, que son los que yo los he vivido en ese ambiente. Al principio se daban conferencias al estilo de clase magistral; posteriormente se fueron introduciendo comunicaciones a la conferencia principal o ponencia, para después aparecer comunicaciones libres y demás. Los posters aparecieron posteriormente. Al comienzo muy toscamente; los gráficos y pictogramas se hacían a escuadra, cartabón y compás jeje que tiempos. A lo que iba para no alargar el tema que esto de los congresos ha cambiado una barbaridad, para mejor por supuesto, recordemos: cuando aparecieron los ordenadores y los programas informáticos, los proyectores de diapositivas y los retroproyectores de transparencias para seguir con los cañones informatizados y a todo esto los posters fueron evolucionando en igual medida, hasta conseguir autenticas obras de arte. Aparte el contenido científico claro está.

En otro orden de cosas, sobre "la estimulación cerebral produzca experiencias espirituales, religiosas o de trascendencia, es quizá el tema que va a tener un mayor desarrollo futuro" habría que decir que no es tan extraño cuando se considera la consciencia como "contexto de experiencias". Eso significa, básicamente, que las experiencias serían vistas como "contenidos u objetos" de consciencia, no como consciencia. Y bueno, producir "contenidos" de consciencia que están disponibles tampoco es que parezca un descubrimiento espectacular ni fundamental para entender la naturaleza inherentemente subjetiva de la conciencia. Por muchas 'formas' que se recreen, el 'fondo' quedará alejado del escrutinio y de la 'producción'. Esta visión no contempla algo parecido a una "producción de conciencia" sino más bien a una "producción de contenidos" que, en algunos casos son inconscientes (p.e. durante el sueño) y en otros pueden 'transitar por el campo de la conciencia' mientras somos conscientes de ellos. Seguro que hay alguna información ahí de interés que no sale en un artículo tan corto, porque a simple vista no parece tan sorprendente.

raten2008, en el contexto de la investigación del correlato neurobiológico de la consciencia te transcribo un pasaje del libro En busca de la memoria de Eric Kandel. La conciencia [humana] «Para contar con nociones productivas acerca de la conciencia, había que establecer primero una definición operativa de la conciencia en tanto estado de discernimiento perceptual o de atención selectiva en sentido lato. En última instancia, la conciencia humana consiste en percatarse del yo, reparar en el hecho de estar conscientes. Así, el vocablo conciencia no se refiere exclusivamente a nuestra aptitud para experimentar placer o dolor, sino también a la capacidad de prestar atención a estas experiencias y reflexionar sobre ellas, y de hacerlo en el contexto instantáneo de la vida y en el de la historia personal. La atención consciente nos permite sustraernos a las experiencias superfluas y concentrarnos en el acontecimiento crítico que debemos confrontar, sea éste placentero o doloroso, se trate del azul del cielo, de la fría luz septentrional de una pintura de Vermeer o de la belleza y la serenidad que experimentamos a orillas del mar. Comprender la conciencia es, sin duda, la empresa más ardua que se le plantea a la ciencia. Es posible apreciar cuán verdadera es esta afirmación estudiando la carrera de Francis Crick, quien fue tal vez el biólogo más inspirado y de mayor influencia de la segunda mitad del siglo XX. Cuando dio sus primeros pasos en la biología, terminada apenas la Segunda Guerra Mundial, se pensaba que la ciencia no estaba en condiciones de responder dos grandes interrogantes, el primero: ¿qué distingue el mundo viviente del que no lo es? El segundo, ¿cuál es la naturaleza biológica de la conciencia? Crick decidió abordar primero la cuestión más sencilla, cómo distinguir la materia inanimada de la viviente, y se puso a investigar la estructura del gen. En 1953, después de dos años de trabajo en colaboración con Jim Watson, hizo un enorme aporte para resolver el misterio. Según palabras de Watson en su libro, La doble hélice, “[…] a la hora de comer, Francis se precipitó al Eagle [un bar] para decir a todos cuantos pudieron oírlo que habíamos descubierto el secreto de la vida”. En el curso de las dos décadas siguientes, Crick contribuyó a desentrañar el código genético, es decir, a averiguar cómo se transcribe el ADN en ARN y cómo se traduce el ARN gen una proteína. En 1976, a la edad de 60 años, Crick se consagró al otro misterio, la índole biológica de la conciencia. Se dedicó a esa cuestión durante el resto de su vida, en colaboración con Christof Koch, joven especializado en neurociencia computacional. Crick puso su inteligencia y su optimismo característicos al servicio de la nueva investigación; es más, consiguió que toda la comunidad científica se interesara por el tema de la conciencia, que hasta entonces había dejado de lado. No obstante, pese a treinta años de esfuerzos ininterrumpidos, sus avances fueron muy modestos. De hecho, algunos científicos y filósofos de la mente continúan viendo la conciencia como algo tan inescrutable que nunca podrá ser explicado en términos físicos. ¿Cómo puede ser que un sistema biológico, una máquina biológica, sienta algo?, se preguntan. Peor aun: ¿cómo puede ser que reflexione sobre sí misma?» «Hoy en día, la mayoría de los filósofos de la mente están de acuerdo en que lo que llamamos conciencia proviene del cerebro físico, aunque algunos discrepan con Crick sobre la posibilidad de que sea accesible a la ciencia. Algunos, como Colin McGinn, por ejemplo, creen lisa y llanamente que es imposible estudiar la conciencia porque la arquitectura del cerebro impone limitaciones a la capacidad cognitiva humana. En su opinión, es posible que la mente humana sea simplemente incapaz de abordar ciertos problemas. En el otro extremo del espectro, filósofos como Daniel Dennett, ni siquiera reconocen la existencia de tal problema. Con argumentos que son un eco de los que el neurólogo John Hughlings Jackson sostuvo hace un siglo, Dennett sostiene que la conciencia no es una operación distinta de las otras en el cerebro: por el contrario, para él, es el resultado de combinar las aptitudes computacionales de las regiones superiores del cerebro, que se ocupan de las últimas etapas del procesamiento de información. Por último, filósofos como John Searle y Thomas Nagel adoptan una posición intermedia y sostienen que la conciencia es un conjunto discreto de procesos biológicos. Si bien esos procesos son sensibles al análisis, hemos avanzado muy poco en el camino de entenderlos porque son muy complejos y representan más que la suma de sus partes. Por consiguiente, para ellos, la conciencia es mucho más compleja que cualquiera de las propiedades cerebrales comprendidas hasta ahora. Searle y Nagel atribuyen a la conciencia dos características: la unidad y la subjetividad. Cuando hablan de la naturaleza unitaria de la conciencia se refieren al hecho de que las experiencias se nos presentan como un todo unitario: la totalidad de las diversas modalidades sensibles se fusionan en una experiencia única, coherente y consciente. Así, como me acerco a un rosal en el jardín botánico de Wave Hill, próximo a mi casa de Riverdale, huelo la exquisita fragancia de los pimpollos al mismo tiempo que veo su hermoso color rojo, y también percibo el rosal contra el fondo del río Hudson y más lejos las escarpadas paredes de los montes Palisade. Más aun, mi percepción no es una totalidad sólo en el momento en que la experimento; continúa siendo una unidad dos semanas más tarde cuando evoco mentalmente ese momento. Pese al hecho de que existen órganos diferentes para el olfato y la visión, y pese a que cada uno de esos sentidos discurre por vías separadas, todo converge en el cerebro de manera tal que mis percepciones forman una unidad. La índole unitaria de la conciencia plantea un problema difícil, aunque tal vez no insuperable pues es posible desglosarla, descomponerla. En un paciente cuyos dos hemisferios cerebrales se han separado quirúrgicamente, hay dos mentes conscientes, cada una de ellas con su percepto unitario. La segunda característica de la conciencia, la subjetividad, es un obstáculo formidable para la ciencia. El mundo de nuestras sensaciones privadas y exclusivas es mucho más real para cada uno de nosotros que las experiencias de otros. Experimentamos directamente nuestras ideas, nuestros humores y nuestras sensaciones, mientras que sólo podemos apreciar la experiencia de otra persona indirectamente, a través de la observación o de lo que nos cuenta. Por consiguiente, cabe preguntar: ¿acaso tu respuesta al azul que ves y al perfume de jazmín que hueles es idéntica a mi respuesta al azul que veo y al jazmín que huelo?, ¿acaso el significado que tiene para ti esas percepciones es idéntico al significado que tienen para mí las mías? No se trata aquí de la percepción per se. No se trata de saber si cada uno de nosotros ve el mismo matiz de azul o uno muy similar. Eso es muy fácil de determinar tomando registros de células nerviosas individuales en el sistema visual de diferentes sujetos. El cerebro reconstruye nuestra percepción del objeto, pero el objeto percibido –el color azul o el do central- parece corresponder a las propiedades físicas de cierta longitud de onda de la luz reflejada a cierta frecuencia de un sonido emitido. Lo que no comprendemos es cómo la actividad eléctrica de las neuronas da origen al sentido que atribuimos a ese color o a ese sonido. El hecho de que la experiencia consciente sea exclusiva de cada individuo plantea la cuestión de si es posible determinar objetivamente cualquier característica de la conciencia que sea común a todos. Siguiendo la misma línea de argumentación, si los sentidos generan en última instancia experiencias totalmente subjetivas, no podemos alcanzar una definición general a partir de la experiencia individual. Nagel y Searle ilustran esta dificultad para explicar la índole objetiva de la conciencia en términos físicos de la siguiente manera: supongamos que conseguimos registrar la actividad eléctrica de las neuronas de una región cerebral, cuya importancia para la conciencia conocemos, mientras la misma persona observada realiza alguna tarea que exige atención consciente. Por ejemplo, supongamos que identificamos las células que se disparan cuando miro y tomo conciencia de la roja imagen de unos pimpollos en un rosal de Wave Hill. Habremos dado así el primer paso hacia el estudio de la conciencia, a saber, habremos encontrado lo que Crick y Koch llamaban el correlato neural de la conciencia para ese único perecepto. Para la mayoría de nosotros, se trataría de un gran avance porque justificaría el material concomitante de la percepción consciente. De ahí en adelante, podríamos proseguir los experimentos para determinar si esos diversos correlatos se fusionan en un todo coherente, es decir, se unen al fondo del río Hudson y a la imagen de los Montes Palisade. No obstante, para Nagel y Searle éste es sólo el aspecto sencillo del problema de la conciencia. El problema realmente difícil es el segundo misterio, el de la experiencia subjetiva. ¿Cómo se genera mi respuesta a la roja imagen de los pimpollos con el sentimiento propio y exclusivo que yo tengo? Daré otro ejemplo: ¿qué fundamentos tenemos para creer que cuando una madre contempla a su hijo el disparo de células localizadas en la región del córtex que se ocupa del reconocimiento facial explica las emociones que siente y su capacidad de evocar el recuerdo de esas emociones y la imagen del niño? Hasta ahora, ignoramos totalmente cómo el disparo de determinadas neuronas produce el componente subjetivo de la percepción consciente, ni siquiera en el caso más simple. En efecto, según Nagel y Searle, carecemos de una teoría conveniente para explicar cómo un fenómeno objetivo, cómo las señales eléctricas del cerebro, puede causar una experiencia subjetiva, como el dolor. Como consecuencia, puesto que la ciencia tal como la practicamos entraña una visión reduccionista y analítica de sucesos complejos, mientras que la conciencia es irreductiblemente subjetiva, una teoría semejante está fuera de nuestro alcance por ahora. Según Nagel, la ciencia no puede abordar la conciencia a menos que modifique radicalmente su metodología mediante un cambio que permita identificar y analizar los elementos de la experiencia subjetiva. Es probable que esos elementos sean componentes fundamentales de la función cerebral, como los átomos y las moléculas son componentes fundamentales de la materia, pero su existencia misma tendría una forma que no podemos ahora siquiera imaginar. Nagel sostiene que el reduccionismo rutinario de la ciencia no es problemático. Por ejemplo, las ciencias biológicas pueden explicar fácilmente cómo surgen las propiedades de un tipo determinado de materia a partir de las propiedades de las moléculas que la componen. Pero la ciencia carece de reglas para explicar como surgen las propiedades subjetivas (la conciencia) a partir de las propiedades de ciertos objetos (las células nerviosas interconectadas). Nagel prosigue diciendo que nuestra carencia total de instrumentos para abordar los elementos de la experiencia subjetiva no debe impedirnos descubrir los correlatos neurales de la conciencia y las formas que vinculan los fenómenos conscientes con los procesos celulares del cerebro. En efecto, sólo acumulando ese tipo de información estaremos en condiciones de pensar la reducción de algo subjetivo en algo físico y objetivo. Sin embargo, para idear una teoría que sustente esa reducción, tendremos que descubrir primero los elementos que constituyen la conciencia subjetiva. Siempre según Nagel, será un descubrimiento de enorme magnitud que exigirá una revolución en la biología y, muy probablemente, una transformación radical del pensamiento científico.»

hola raten, creo que uno de los primeros que escribió sobre cómo la estimulación de ciertas áreas cerebrales inducía sensaciones espirituales y religiosas fue ramachandran en su "phantoms in the brain". cuando se observó este fenómeno, hace ya bastantes años, se escribió mucho sobre el tema: http://www.wired.com/wired/archive/7.11/persinger.html http://www.newsweek.com/id/79341 también hay un libro llamado "why God won't go away" seguro que hay artículos más nuevos, pero no me suenan ahora mismo. no he laído este libro de Francisco Rubia, pero sí "el cerebro nos engaña" y está muy bien. saludos, p e r e

Me llamo la atención tu post y los diferentes estudios que nos distes a conocer. ¿Que te parece lo publicado por Francisco J. Rubia Vila ( Catedrático de la Facultad de Medicina de la Universidad Complutense de Madrid) sobre el sustrato neurobiológico de la consciencia.? El menciona en un articulo que " la estimulación cerebral produzca experiencias espirituales, religiosas o de trascendencia, es quizá el tema que va a tener un mayor desarrollo futuro" (http://www.webislam.com/?idt=10588) ¿Has sabido de otros cientificos que esten investigando este tema? Un saludo, muy bueno tu post

Desde mi ignorancia, siempre pensé que un cientifico para la divulgación y el hacerce entender por personas de profesion diferente a las ciencias, podria estudiar comunicación social. Pues no es igual interpretar y explicar un texto cientifico por un experto; que querer hacer lo mismo por un profesional de un campo distinto. Sus articulos Señor Estupinya son muy interezantes.

Los comentarios de esta entrada están cerrados.

TrackBack

URL del Trackback para esta entrada:
https://www.typepad.com/services/trackback/6a00d8341bfb1653ef0162fef67d69970d

Listed below are links to weblogs that reference Las caras de la neurociencia:

Sobre el autor

Pere Estupinya

. Soy químico, bioquímico, y un omnívoro de la ciencia, que ya lleva cierto tiempo contándola como excusa para poder aprenderla.
Sígueme en Facebook o a través de mi web pereestupinya.com.

Libros

S=EX2 S=EX2
En esta nueva aventura científica que recorre desde laboratorios y congresos de medicina sexual hasta clubs de sadomasoquismo o de swingers, Pere Estupinyà nos ofrece la obra más original y completa que ningún autor hispanohablante haya escrito nunca sobre la ciencia de la sexualidad humana.

El ladrón de cerebros La ciencia es la aventura más apasionante que puedas emprender.
En El Ladrón de Cerebros, Pere Estupinyà se infiltra en los principales laboratorios y centros de investigación del mundo con el objetivo de robar el conocimiento de los verdaderos héroes del siglo XXI —los científicos— y compartirlo con sus lectores. El Ladrón de Cerebros

Facebook

El País

EDICIONES EL PAIS, S.L. - Miguel Yuste 40 – 28037 – Madrid [España] | Aviso Legal