viernes, 29 de mayo de 2009

La conciencia humana se genera en la parte posterior del córtex cerebral

La conciencia humana se genera en la parte posterior del córtex cerebral

Descubiertos los mecanismos neuronales que permiten al cerebro darse cuenta del entorno y de los procesos subjetivos

El córtex es la región del cerebro que genera la conciencia del entorno y de uno mismo, según una investigación que describe por vez primera los mecanismos neuronales del psiquismo humano. Aunque la investigación sobre la formación de la conciencia está aún en un estado primitivo, sus autores consideran que las facultades de nuestro cerebro pueden explicarse totalmente por la interacción de las células nerviosas. Por Eduardo Martínez.

La conciencia humana se genera en la parte posterior del córtex cerebral

La conciencia humana y la percepción de la individualidad se generan en un determinado espacio del cerebro situada en la parte posterior del córtex, lo que convierte estos fenómenos en meros episodios de las reacciones bioquímicas del cerebro, según una investigación realizada por el Premio Nobel Francis Crick, uno de los descubridores de la estructura del ADN, que publica la revista Nature Neuroscience.

La investigación pretendía determinar la relación neuronal de la conciencia (neural correlate of consciousness o NCC) o, lo que es lo mismo, las bases neurobiológicas de esta facultad superior del psiquismo humano.

El córtex emerge como la región del cerebro donde se generan los procesos de la conciencia. Es una sofisticada e interconectada red neuronal que sustenta la percepción a través de nodos que expresan cada uno de ellos un aspecto de la percepción.

Un nodo por sí mismo no es capaz de generar conciencia ni de sostener la noción de individualidad, pero los nodos se activan y desactivan en función de una serie de coaliciones de neuronas que son las que amplían la capacidad cerebral y generan la conciencia de los procesos subjetivos y del entorno.

Estado primitivo de investigación

Aún reconociendo que las investigaciones sobre el papel de las neuronas en la formación de la conciencia están en un estado primitivo, Francis Crick considera que el comportamiento de nuestro cerebro puede explicarse totalmente por la interacción de las células nerviosas, lo que ha verificado mediante la investigación que hace pública ahora, en el 50 aniversario del descubrimiento de la doble hélice del ADN.

La investigación de Francis Crick, realizada conjuntamente con Christof Koch, se basa en años de experimentación, incluidos estudios con pacientes que sufrían lesiones cerebrales, pruebas con animales e investigaciones psicológicas.

Algunos de los datos de mayor valor provienen de estudios realizados con pacientes epilépticos, en cuyo cerebro se colocaron diminutas sondas para evaluar sus ataques.

El estudio describe cómo distintas partes del cerebro se interrelacionan para producir la conciencia. Por primera vez disponemos de un esquema coherente sobre las correlaciones neuronales de la conciencia en términos filosóficos, psicológicos y neuronales, señala el estudio.

Mecanismo natural

La conciencia en sí podría ser la expresión de un reducido número de neuronas, en particular de las que se proyectan desde la parte posterior del córtex hasta el córtex frontal, añaden los investigadores.

Desde 1976, Francis Crick, autor del conocido libro La búsqueda científica del alma, se ha dedicado a estudiar el cerebro humano y a buscar las bases científicas de un objeto tan intangible como es la conciencia.

Según explica en el artículo de Nature Neuroscience , se produce un mecanismo natural en el que distintas partes del cerebro humano se funden unas con otras para crear un sentimiento de conciencia.

La conciencia ha sido considerada durante mucho tiempo como un tema tabú y ha permanecido excluida del ámbito científico hasta hace muy poco tiempo, cuando algunos científicos y premios Nobel, entre ellos Francis Crick, la convirtieron en objeto de investigación.

Controversia sobre la conciencia

En la actualidad, un millar de científicos investigan esta peculiar función del psiquismo humano, particularmente en Estados Unidos y Europa del Norte, que encontrarán en la investigación de Crick un nuevo impulso a sus trabajos.

Como muchos de los otros aspectos investigados que son particularmente sutiles, la misma definición de conciencia es objeto de controversia entre estos científicos.

Las aproximaciones al concepto de conciencia van desde la metafísica a la neurobiología, pasando por la física teórica. El estudio de la conciencia se aborda por un lado como fenómeno trascendente o metafísico, y por otro como estado de vigilia en el que se desarrollan los diferentes procesos de la conciencia, particularmente la percepción, la visión y la atención.

Dos grandes corrientes estructuran las investigaciones sobre la conciencia. De un lado, la procedente de la neurobiología y la sicología cognitiva. De otro, la que postula que la conciencia es una propiedad de la materia a nivel cuántico.

Intencionalidad de la conciencia

Aunque la mayoría de los investigadores se mueven en la hipótesis del materialismo científico, también son numerosos los que consideran que nuestra especie posee a nivel psíquico funciones específicas que escapan a los procesos psico-químicos.

En la actualidad, los científicos tienden a converger en una definición de conciencia que consiste en un proceso que da sentido a las percepciones, lo que introduce en el concepto la noción de intencionalidad mediante la cual atribuimos a la conciencia una finalidad.

De esta forma, la conciencia se convierte en un apelativo de las percepciones y los pensamientos, lo que permite hablar de conciencia visual o sensorial.

Contemplada como proceso, la conciencia es una actividad autónoma que puede tener en cuenta o no los estímulos. En estas condiciones, un cerebro aislado y mantenido vivo debería permanecer consciente.

Derivación hacia la IA

El proceso también podría ser activado (estado de vigilia) o desactivado (estado de coma), si bien algunas experiencias en neurobiología parecen contradecir esta hipótesis.

Las aproximaciones a la noción, funcionamiento y mecanismos de la conciencia, aparte de su interés filosófico y neurobiológico, tienen el atractivo de perfilar investigaciones en otro terreno no menos importante, como el de la inteligencia artificial, que desde 1955 intenta replicar informáticamente las funciones superiores del psiquismo humano.

El Instituto Riken de Japón es paradigmático en los proyectos de réplica del cerebro humano, ya que trabaja en [tres programas diferentes]article: que pretenden por un lado comprender el cerebro, por otro protegerlo y finalmente recrearlo artificialmente, con todas sus facultades superiores, incluidas la conciencia, el pensamiento, la memoria y la intuición.

El trabajo de Crick se enmarca en este contexto y promete impulsar tanto las investigaciones para una mejor comprensión de la conciencia humana y sobre los procesos cerebrales que la soportan, como los trabajos tendentes a replicar en máquinas los mecanismos que caracterizan a la mente y el psiquismo humanos.

En la práctica, el cerebro funciona como un sofisticadísimo superordenador. Sólo pesa unos 1.300 gramos, pero contiene alrededor de 100.000 millones de células conocidas con el nombre de "neuronas" que constituyen las unidades básicas del sistema nervioso.

En un solo segundo, estas células son capaces de procesar hasta 200.000 millones de bits de información. Para ello se valen de sus casi 100 trillones de interconexiones.

La inteligencia artificial pretende replicar y superar esta capacidad del cerebro en sofisticadas y complejas máquinas adecuadamente programadas.


Eduardo Martínez

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Los sueños son en parte una actividad de la memoria

Los sueños son en parte una actividad de la memoria

Soñamos con los recuerdos que viajan de una región a otra del cerebro antes de quedar almacenados

Los sueños se producen como resultado de un complicado proceso que implica a los recuerdos y al hipocampo, una región del cerebro asociada a la memoria, según ha podido determinar una investigación de científicos canadienses. Esta investigación ha podido establecer asimismo que los recuerdos con los que soñamos pueden tener una antigüedad de hasta una semana, lo que ha desvelado el funcionamiento hasta ahora oculto de la memoria: nuestros recuerdos pasan de una región del cerebro a otra antes de ser almacenados y soñamos con ellos durante ese intervalo.

Por Marta Morales.


Nuestra vida cotidiana es el semillero de nuestros sueños. Las experiencias que tenemos a lo largo del día suelen ser el origen de las imágenes oníricas que generamos mientras dormimos. Pero, ¿cuáles son los mecanismos que nos permiten construir dichas imágenes? Y, ¿tienen alguna relación las imágenes con la formación de nuestra memoria?

Ambos son misterios muy difíciles de resolver, ya que los sueños son un campo de estudio muy complicado. No pueden analizarse directamente, sino siempre a través del soñador: a cada minuto que pasa, olvida más y más detalles de lo que ha soñado. Sin embargo, especialistas como el doctor Tore Nielsen, del Dream and Nightmare Laboratory, de Montreal, intentan desvelarlos.

Durante años, se ha discutido mucho sobre este tema. Los recuerdos de gente, lugares, actividades que hacemos o de las emociones que sentimos, se reflejan en nuestros sueños, pero suele ser de manera tan fragmentaria que no podemos predecir cómo aparecerán.

La investigación realizada por Nielsen revela que la producción de los sueños está asociada a los recuerdos y a la región del hipocampo, localizado debajo de la corteza cerebral y que desempeña un importante papel en la memoria.

El mecanismo de la memoria en los sueños

Una de las características de los sueños es que rara vez, excepto en casos de problemas postraumáticos, reflejan una experiencia completa. Una idea, un objeto, una textura que hemos percibido durante el día, es lo que en realidad aparece mayormente en nuestros sueños.

Además, los bautizados por Freud como “residuos diurnos”, esto es, los recuerdos que se nos quedan prendidos en la memoria durante el día, pueden aparecer 5 ó 7 días más tarde en nuestros sueños, según ha descubierto Nielsen, quien ha denominado estos recuerdos tardíos como “el efecto del intervalo de los sueños”.

Freud pensaba que estos residuos aparecían en los sueños la misma noche o la siguiente a haberlos vivido, pero las investigaciones realizadas por Tore Nielsen y su equipo han demostrado que los recuerdos cotidianos pueden perdurar activos más tiempo, tal como explican en un artículo publicado recientemente en la revista Nature.

Ellos piensan que este efecto del intervalo de los sueños refleja el funcionamiento hasta ahora oculto de la memoria: la reaparición de los recuerdos en nuestros sueños ocurre durante el proceso de almacenaje, cuando los recuerdos se trasladan de una región cerebral a otra antes de ser archivados permanentemente.

La memoria funciona por asociación de ideas, generalmente. Cuanto más esté relacionado un elemento con otros, más fácil será de recordar para nosotros. Las relaciones entre elementos que generan los sueños parecen absurdas desde el punto de vista de la vigilia. Pero la creatividad onírica las crea continuamente, y parece que de algún modo sean significativas.


Consideración del papel del hipocampo

El estudio de los sueños comienza por tanto a aparecer como uno de los métodos más prometedores en el conocimiento de los mecanismos de la memoria: las relaciones entre elementos durante el sueño puede dar muchas claves.

Debido a la dificultad en la observación de los sueños, los investigadores suelen utilizar métodos de estimulación antes del sueño, con películas o entornos virtuales; o la estimulación sensorial (con olores o colores), con el fin de “medir” de alguna manera el reflejo de dichas estimulaciones en los sueños: se ha podido comprobar que los sueños responden y se relacionan con ellas.

Parece entonces que entre los teóricos emerge cada vez más la convicción de que los cambios o las alteraciones en el hipocampo de nuestro cerebro contribuyen a formar el contenido de los sueños. Imágenes tomadas de la actividad cerebral durante el sueño apoyan esta especulación: la actividad del hipocampo aumenta durante la llamada fase REM (de movimiento ocular rápido) del sueño.

En esta fase del sueño se suceden los sueños más intensos. Existen muchas evidencias, derivadas del estudio de estas imágenes, que señalan el aumento de la actividad del hipocampo durante la fase REM del sueño. Sin embargo, esta actividad no se ha relacionado aún específicamente con la organización de la memoria mientras dormimos.

Diversas teorías

Existen varias teorías acerca de por qué dormimos. Algunos científicos afirman que los sueños responden al azar, y que no tienen una significación. Son debidos a la estructura del cerebro. Para Nielsen y su equipo, sin embargo, dicha estructura es importante, pero eso no implica que los sueños carezcan de sentido.

Según ellos, no son un producto inútil, únicamente derivado de nuestra actividad cerebral, sino que tienen que ver con la expresión de nuestro subconsciente. Esto se difiere del hecho de que los sueños parecen tener lugar en lugares espacialmente coherentes, en entornos en los que los soñadores interactúan perceptivamente, por ejemplo, orientándose, o buscando y asimilando información, tal y como hacemos despiertos. No parecen aleatorios. Asimismo, el individuo suele hallar información significativa y tener una sensación de reconocimiento dentro del entorno onírico.

La investigación en la fase del sueño de nuestra conciencia pudiera dar respuesta, no sólo a las razones sobre su origen, sino también a la forma en que los recuerdos autobiográficos se consolidan a lo largo del tiempo en nuestras mentes.


Marta Morales

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El presente es inalcanzable para el cerebro

El presente es inalcanzable para el cerebro
El tiempo de nuestra percepción está atrasado medio segundo respecto al tiempo real de los acontecimientos

El cerebro no tiene ninguna posibilidad de alcanzar la velocidad de los acontecimientos, ni por tanto de atrapar el tiempo que transcurre, ya que el tiempo de nuestras percepciones está retrasado alrededor de medio segundo respecto al tiempo real. Así lo explica el neurólogo de California Benjamín Libet en su nuevo libro “Mind Time: The Temporal Factor in Consciousness”, que suscita nuevos interrogantes sobre los mecanismos de la conciencia. Libet ha constatado que para que un acontecimiento pase el umbral de la conciencia y sea registrado por una persona, el tiempo desempeña un papel fundamental, ya que si el acontecimiento ocurrido no dura más de medio segundo, el consciente humano sencillamente lo ignora. Por Eduardo Martínez.


El presente es inalcanzable para el cerebro
Nuestro cerebro necesita medio segundo de tiempo para que un estímulo pase del inconsciente al consciente, según ha descubierto el neurólogo de la Universidad de California Benjamín Libet. Según sus investigaciones, adquirimos conciencia de la realidad con cierto retraso respecto a la velocidad de los acontecimientos, tan sólo una vez que ha transcurrido medio segundo.

Para Benjamín Libet, por ello no tenemos ninguna posibilidad de alcanzar la velocidad de los acontecimientos, ni por tanto de atrapar el tiempo que transcurre. Lo explica en su nuevo libro Mind Time: The Temporal Factor in Consciousness, del que Stephen M. Kosslyn ha realizado un interesante extracto. La obra constituye una presentación de los últimos trabajos de Libet sobre los mecanismos de la conciencia.

En uno de sus experimentos, Libet puso electrodos sobre el córtex somatosensitivo de pacientes despiertos. El córtex somatosensitivo es la región del cerebro sobre las que circulan las informaciones sensoriales registradas a lo largo del cuerpo. Puede consultarse al respecto el trabajo de Kulisevsky La organización del movimiento: estructura y función de los ganglios basales.

Con la ayuda de una débil corriente eléctrica, Libet provocó sensaciones en la superficie de la piel de los pacientes cuya duración temporal variaba deliberadamente. Comprobó que si disminuía la duración de los impulsos eléctricos, los pacientes percibían cada vez menos esta agresión y que por debajo de las 500 milésimas de segundo, no se enteraban de nada de lo que ocurría sobre su piel.

No hay conciencia sin tiempo

Su conclusión es que para que un acontecimiento pase el umbral de la conciencia y sea registrado por un sujeto, el tiempo desempeña un papel fundamental, ya que si el acontecimiento ocurrido sobre la piel no dura más de medio segundo, el consciente humano sencillamente lo ignora.

No es la primera vez que Benjamin Libet sorprende con sus descubrimientos sobre la conciencia. Anteriormente había demostrado también que nuestro cerebro toma las decisiones casi un segundo antes de que las asumamos conscientemente. Esta constatación ha llevado a algunos científicos, como Wolf Singer, a dudar de la real existencia del libre albedrío.

Para obtener este resultado, Libet utilizó pacientes que se mantuvieron despiertos cuando eran sometidos a un episodio de cirugía cerebral. Les pidió que movieran uno de sus dedos mientras observaba electrónicamente su actividad cerebral. De esta forma pudo comprobar que hay un cuarto de segundo de retraso entre la decisión de mover el dedo y el momento presente.

Roger Penrose, en su obra La Nueva Mente del Emperador (1989), ya describía dos experimentos que tienen que ver con el tiempo que necesita la conciencia para actuar y ser activada. El primero de estos se refería al papel activo de la consciencia y el segundo a su papel pasivo.

La decisión necesita un segundo

El primero de los experimentos descrito por Penrose fue realizado por Kornhuber en 1976. Unos voluntarios permitieron que se registrasen las señales eléctricas en un punto de sus cabezas (electroencefalogramas), y se les pedía que flexionaran varias veces, y repentinamente, el dedo índice de sus manos derechas a su capricho.

La experiencia descubrió algo curioso: hay un aumento gradual del potencial eléctrico registrado por el cerebro durante un segundo entero, y hasta un segundo y medio, antes de que el dedo sea flexionado. Esto parece indicar que el proceso de decisión consciente necesita un segundo para actuar.

El segundo experimento al que se refiere Penrose es al de Benjamin Libet, según el cual cuando se aplica un estímulo sobre la piel de los pacientes, transcurre aproximadamente medio segundo antes de que sean conscientes de dicho estímulo.

Para Penrose, de ambos experimentos se desprende que el tiempo de nuestras "percepciones" está atrasado alrededor de medio segundo respecto al tiempo real de los acontecimientos. Es decir, aparentemente, el reloj interno de cada uno de nosotros está arasado medio segundo respecto a la velocidad real de los acontecimientos.

El presente es inalcanzable para el cerebro
Cuestión de amígdalas o de neocorteza

Para Penrose, la conclusión de estos dos experimentos considerados en conjunto es que la conciencia no puede reaccionar a una agresión externa si la respuesta tiene que tener lugar en menos de dos segundos.

Hay una posible explicación de esta manera de proceder de la conciencia, ya que cuando el cerebro recibe un estímulo, a través de cualquiera de los cinco sentidos, lo registra en dos lugares: uno es en la amígdala y el otro es en la neocorteza.

La amígdala es el área con forma de almendra que se encuentra en el cerebro. Es la encargada de recibir las señales de peligro potencial y la que desencadena una reacción capaz de salvar la vida. La amígdala es por tanto la primera región del cerebro en recibir un mensaje. Es muy rápida y en un instante indica si debemos atacar, huir o detenernos.

La neocorteza, capa cerebral externa en la que se llevan a cabo funciones superiores como la planificación, el razonamiento y el lenguaje, está más lejos que la amígdala y recibe los mensajes sensoriales más tarde, pero, a diferencia de la amígdala, tiene mayores poderes de evaluación, y se detiene a considerar más cosas. Además, la neocorteza se comunica con la amígdala para ver qué opina antes de reaccionar.

El presente sólo dura tres segundos

Dado que el 95 por ciento de los estímulos que recibimos llegan directamente a la neocorteza y sólo un cinco por ciento van directos a la amígdala, el retraso que experimenta la conciencia en registrar las sensaciones corporales y en reaccionar puede estar relacionada con la fase de evaluación que necesita la amígdala.

En cualquier caso, los trabajos de Libet consolidan las investigaciones sobre los mecanismos de la conciencia y el papel que desempeña el factor tiempo en los procesos cerebrales.

Otras investigaciones, realizadas tanto con europeos como con indios yanomanis y bochimanos, han establecido a su vez una constatación universal: que el presente dura tres segundos para todas las personas.

Tres segundos es el lapso de tiempo que necesitamos para distinguir sucesivos impactos sonoros o lumínicos, para guiñar un ojo o para cualquier movimiento corporal. Todo lo demás que añadimos, bien que una experiencia cualquiera se nos hace larga o corta, son sólo sensaciones que no tienen que ver con nuestra conciencia del presente.

Para la mayoría de las personas, en menos de tres segundos es imposible percibir nada y a partir de ese período de tiempo, el mundo cobra realismo para la conciencia humana. Un ingrediente más a tener en cuenta a la hora de valorar los experimentos de Libet.




Eduardo Martínez
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El cerebro humano prefiere predecir antes que reaccionar

El cerebro humano prefiere predecir antes que reaccionar

Una investigación europea descubre por qué algunos deportistas juegan con ventaja

El cerebro humano reacciona a determinados movimientos externos antes de que se produzcan, según han comprobado neurólogos europeos. Estudiando el comportamiento de 22 voluntarios, han comprobado que la onda cerebral que rige los movimientos, conocida como potencial de preparación, se registra antes de que el movimiento sea observado, lo que explica las ventajas que en ocasiones algunos deportistas muestran sobre sus adversarios. Aunque la predicción no ha sido considerada como una forma de conocimiento, después de este experimento la cuestión queda planteada.

Por Eduardo Martínez.

El cerebro prefiere predecir antes que reaccionar a los movimientos de otro, según los resultados de una investigación de neurólogos europeos que acaba de publicar la revista Nature Neuroscience

La investigación se desarrolló en el Instituto de Ciencias Cognitivas de Lyon (Francia) y contó con la participación de 22 voluntarios que a lo largo de 2003 se prestaron a un curioso experimento.

En el experimento, los voluntarios veían dos vídeos. En uno de los vídeos, una mano aparecía situada cerca de un objeto verde dispuesta a tomar el objeto. En el otro vídeo, otra mano aparecía situada cerca de un objeto rojo y no se movía.

Los voluntarios tenían bajo observación, mediante electroencefalograma, su actividad cerebral y muscular. En la primera parte del experimento, el voluntario ve la misma escena en los dos vídeos: una mano inmóvil. Pero está preparado para observar cualquier movimiento.

Cuando el objeto del vídeo es verde y el voluntario espera un movimiento, su sistema motor se activa, sin que él se dé cuenta. El voluntario es inconsciente del mecanismo cerebral que prepara una reacción motriz.

Potencial de preparación

Los investigadores midieron en esa fase del experimento una onda cerebral específica, llamada “readiness potential” o “potencial de preparación”. Las dos principales regiones donde se registra este potencial de preparación motriz (PPM) son el vertex y una zona que corresponde al área cerebral motriz que controla los movimientos de la mano derecha.

El PPM es un pico de actividad cerebral que se desencadena habitualmente cuando se realiza un movimiento voluntario e incluso cuando un movimiento es sólo observado.

En el experimento, este potencial de preparación se registró antes de que el movimiento fuera observado. Eso pico de actividad se produjo únicamente a partir de los indicios de que ese movimiento iba a ocurrir porque el color del objeto era verde.

Lo que revela el experimento es que el cerebro desencadena la actividad neuronal en función de la expectativa de un movimiento, y no en función del movimiento en sí mismo.

En el vídeo, un objeto pasa del azul al violeta y el voluntario anticipa estos cambios de color, pero ninguna zona motriz cerebral queda registrada. Para los investigadores, esta reacción pone de manifiesto que el sistema neuronal es esencialmente predictivo, más que reactivo.

Ventaja deportiva

Este descubrimiento explica por ejemplo comportamientos deportivos. Muchas veces, durante una competición, un jugador es capaz de anticipar sus reacciones al movimiento del contrario, antes de que se produzca realmente, obteniendo así una ventaja capital sobre su adversario.

Muchas personas asimismo utilizan esta capacidad predicitiva del cerebro para anticipar sus propios movimientos antes de haberlos iniciado. Por lo general se le denomina a este proceso imaginería motriz, una técnica de simulación mental que muchos deportistas utilizan en sus entrenamientos.

Tal como explicamos en un anterior artículo, la imaginería motriz es una técnica que consiste en representar mentalmente los movimientos físicos necesarios para un buen ejercicio, que ha demostrado su eficacia para la recuperación de determinadas lesiones.

Las consecuencias de este descubrimiento no se conocen todavía, pero se espera poder determinar si este sistema motor figura asimismo en los recién nacidos, para comprobar si su sistema neuronal está conectado a edades tan tempranas.

La predicción se entiende como un proceso mental capaz de prever hechos que todavía no han ocurrido, pero hasta ahora no ha sido considerada como una forma de conocimiento. Después del experimento de Lyon, la cuestión queda planteada.

Eduardo Martínez

Fuente:
http://www.tendencias21.net