domingo, 29 de julio de 2012


¿Son unas células del cerebro las que nos dan la conciencia?



Referencia: NewScientist.com ,
Autora: Caroline Williams, 23 de julio 2012

Los criaturas más inteligentes comparten un secreto, un extraño tipo de célula cerebral involucrada en las emociones y la empatía, que posiblemente sean las responsables de que seamos conscientes.

El origen de la conciencia viene a ser uno de los más grandes misterios de todos los tiempos, y ha ocupado a filósofos y científicos durante generaciones. Por lo tanto, es extraño pensar que un neurocientífico tan poco conocido llamadoConstantin von Economo pudo haber descubierto una pista importante desde hace casi 90 años.

Cuando miró a través de la lente de su microscopio en 1926, von Economo vio un puñado de células cerebrales largas, delgadas y mucho más grandes que las demás que las rodeaban. De hecho, parecía tan fuera de lugar que al principio pensó que eran un signo de algún tipo de enfermedad. Sin embargo, conforme miraba en más cerebros, más encontraba estas peculiares células, y siempre en las dos mismas pequeñas áreas que han evolucionado para procesar los olores y los sabores.

Von Economo reflexionó brevemente sobre lo que podrían estar haciendo estas "células de varilla y espirales", como él las llamaba, pero sin la tecnología necesaria para profundizar mucho más pronto trasladó su atención a líneas más prometedoras de investigación.

Poco más se dijo sobre estas neuronas hasta casi 80 años más tarde, cuando Esther Nimchinsky yPatrick Hof en la Universidad del Monte Sinaí en Nueva York, también tropezaron con estas agrupaciones de neuronas de extraño aspecto. Ahora, después de más de una década de neuroimagen funcional y estudios post-mortem, estamos empezando a reconstruir su historia. Ciertas líneas evidencian que pueden ayudar a construir la rica vida interior que llamamos conciencia, incluyendo las emociones, nuestro sentido del yo, la empatía y nuestra capacidad para navegar por las relaciones sociales.

Muchos otros animales sociales de grandes cerebros también parecen compartir estas células, en los mismos sitios que en el cerebro humano. Por tanto, una mayor comprensión de la forma en que estos caminos convergen, podría decirnos mucho sobre la evolución de la mente.

Es cierto que, para el ojo inexperto, estas células cerebrales gigantes, conocidas ahora como neuronas von Economo (VEN), no parecen particularmente emocionantes. Sin embargo, para un neurocientífico destacan de gran manera. Por un lado, las VEN son cuando menos el 50 por ciento más grandes que las típicas neuronas humanas, y en ocasiones hasta el 200 por ciento. Y mientras que la mayoría de las neuronas tienen un cuerpo en forma de pirámide, con un árbol delicadamente ramificado de conexiones llamadas dendritas en cada extremo de la célula, las VEN tienen un cuerpo más largo y delgado con una única proyección en cada extremo y muy poco ramificado (ver diagrama). Tal vez se han escapado durante tanto tiempo de la atención debido a que son tan raras, ya que representan sólo el 1 por ciento de las neuronas en dos pequeñas áreas del cerebro humano: la corteza cingulada anterior (ACC) y la corteza fronto-insular (FI) .

Su ubicación en estas regiones sugiere que las VEN pueden ser una parte central de nuestra maquinaria mental, ya que la ACC y la FI están fuertemente involucradas en muchos de los aspectos más avanzados de nuestra vida interior. Ambas zonas entran en acción cuando vemos señales de relevancia social, ya sea un ceño fruncido, una mueca de dolor o, simplemente, la voz de alguien a quien amamos. Cuando una madre escucha el llanto de su bebé, ambas regiones responden intensamente. También se iluminan cuando experimentamos emociones como el amor, la lujuria, la ira y la aflicción. Para John Allman, neuroanatomista en el Institute of Technology en Pasadena, California, esto equivale a una especie de "red de vigilancia social" que realiza un seguimiento de las señales sociales y nos permite modificar nuestro comportamiento de acuerdo con ellas (Annals of the New York Academy of Sciences, vol 1225, p 59).

Las dos áreas del cerebro también parecen jugar un papel clave en esta "prominente" red, la cual se encarga subconscientemente de lo que está pasando alrededor de nosotros y dirige nuestra atención a los acontecimientos más urgentes, así como a vigilar las sensaciones del cuerpo para detectar cualquier tipo de cambio (Brain Structure and Function, DOI: 10.1007/s00429-012-0382-9).

Es más, ambas regiones se activan cuando una persona reconoce su reflejo en el espejo, lo que sugiere que en estas áreas cerebrales subyace nuestro sentido del yo, el componente clave de la conciencia. "Es el sentido de uno mismo en todos los niveles posibles, el sentido de identidad, de lo que trata de mí y de los demás, y de cómo entender a los demás. Algo que se corresponde con el concepto de la empatía y la teoría de la mente", decía Hof .

Para Bud Craig, un neuroanatomista del Instituto Neurológico Barrow en Phoenix, Arizona, todo se reduce a un sentido permanentemente actualizado de "cómo me siento ahora": la ACC y la FI reciben las señales del cuerpo y las relacionan con las señas sociales, pensamientos y emociones que alteran de forma rápida y eficiente nuestro comportamiento (Nature Reviews Neuroscience, vol 10, p 59).

Este panorama constantemente cambiante de cómo nos sentimos puede contribuir a la forma en que percibimos el paso del tiempo. Cuando algo importante está pasando emocionalmente, propone Craig, existe más información para procesar, y debido a esto, el tiempo parece acelerarse. Por el contrario, cuando hay menos información de lo que está pasando, actualizamos con menos frecuencia nuestra visión del mundo, por lo que el tiempo parece transcurrir más lentamente.

Las VEN son, probablemente, muy importantes en todo este proceso, a pesar de que sólo podemos inferir su función a través de pruebas circunstanciales. Y esto se debe a que la localización de estas células y la medición de su actividad en un cerebro vivo aún no ha sido posible. Pero su apariencia tan inusual es una pista de que, probablemente, no están ahí sin hacer nada. "Destacan anatómicamente", apunta Allman, "Una proposición general sería que, cualquier cosa de apariencia tan distintiva debe tener una función distinta."

Pensamiento rápido

En el cerebro, más grande significa en general más rápido, así pues, Allman sugiere que las VEN podrían estar actuando como un sistema de transmisión rápida, una especie de autopista social, permitiendo a lo esencial de la situación poder moverse rápidamente a través del cerebro, haciéndonos posible reaccionar intuitivamente en el acto, una habilidad de supervivencia crucial en una especie tan social como la nuestra. "Eso es en lo que se basa toda civilización que se precie: nuestra capacidad para comunicarnos socialmente de manera eficiente", añade Craig.

Una forma particularmente preocupante de la demencia, que puede afectar a la gente a partir de los 30 años, apoya esta idea. Las gente que desarrolla demencia fronto-temporal pierde pierde un gran número de VEN de la ACC y la FI desde principios de la enfermedad, siendo el principal síntoma la pérdida completa de conciencia social, empatía y autocontrol. "Ellos no tienen las normales respuestas empáticas a situaciones que normalmente disgustan o entristecen", explica Hof. "Le puedes mostrar imágenes horribles de un accidente y ni tan siquiera parpadean. Ellos dicen “Ah, sí, es un accidente”.

Los exámenes post-mortem de los cerebros de personas con autismo también refuerzan la idea de que las VEN están en el centro de nuestras emociones y la empatía. Según un reciente estudio, las personas con autismo pueden clasificarse en dos grupos: algunos tienen muy pocas VEN, lo que puede significar que no tienen el cableado necesario para procesar las señales sociales, mientras que otros tienen demasiadas (Acta Neuropathologica, vol 118, p 673). Este último grupo parece encajar con la reciente teoría del autismo, que propone que los síntomas puede surgir de un cableado excesivo del cerebro. Tal vez tener demasiadas VEN hace que se activen los sistemas emocionales con demasiada intensidad, causando que las personas con autismo puedan sentirse abrumadas, como muchos dicen que les  pasa.

Otro estudio reciente, descubrió que las personas con esquizofrenia que se suicidaban, tenían un número significativamente mayor de VEN en la ACC que los esquizofrénicos que murieron por otras causas. Los investigadores sugieren que una sobre-abundancia de VEN podría crear un sistema de hiperactividad emocional que los incline a la autoevaluación negativa y a sentimientos de culpa y desesperanza (PLoS One, Vol. 6, p e20936).

Las VEN en otros animales también proporcionan algunas pistas. Cuando estas neuronas fueron identificadas por primera vez, hubo un rayo de esperanza de que podríamos haber encontrado uno de los principales cambios evolutivos, únicos para la humanidad, y que podrían explicar nuestra inteligencia social. Sin embargo, los primeros estudios que pusieron atención a este tipo de ideas, no siguieron cuando vieron que las VEN aparecieron en los chimpancés y los gorilas. En los últimos años, también se han encontrado en los elefantes y algunas ballenas y delfines.

Al igual que nosotros, muchas de estas especies viven en grandes grupos sociales, y muestran signos de la misma clase de comportamiento avanzado asociado con las VEN en las personas. Los elefantes, por ejemplo, muestran algo que se parece mucho a la empatía: ellos trabajan juntos y ayudan a otros elefantes heridos, perdidos o atrapados los. Incluso parecen mostrar signos de dolor en los "cementerios" de elefantes (Biology Letters, vol 2, p 26). Es más, muchas de estas especies pueden reconocerse a sí mismos en el espejo, lo cual suele tomarse como una medida rudimentaria de conciencia. Cuando los investigadores embadurnan con pintura la cara de un elefante, éste notará las marca en el espejo y tratará de ubicarse con su cuerpo. Esto condujo a Allman y a otros, a especular que las neuronas von Economo podrían ser una adaptación vital de los cerebros de gran tamaño para conseguir el seguimiento de las situaciones sociales, y que el sentido del sí mismo puede ser una consecuencia de esta capacidad.

Sin embargo, las VEN también aparecen en los manatíes, los hipopótamos y las jirafas, que no se caracterizan por sus vidas sociales. Estas células también se han detectado en macacos, que no pasan la prueba del espejo, aunque son animales sociales. Aunque esto parece echar abajo el trabajo de aquellos que afirman que dichas células son cruciales para el conocimiento avanzado, bien podría ser que estas criaturas están mostrando los precursores de unas células finamente sintonizadas que se encuentran en las especies altamente sociales. "Creo que hay homólogos de las VEN en todos los mamíferos", agregó Allman. "Eso no quiere decir que estén configuradas de la misma manera, sino se hallan en un sitio análogo de la corteza y que están expresando los mismos genes."

No tendría sentido, después de todo, que las ballenas y primates hayan reciclado y refinado esa antigua maquinaria, presente en un antepasado común, en lugar evolucionar de forma independiente el mismo mecanismo. Se necesita mucha más investigación, es obvio, para resolver las diferencias anatómicas y las funciones de estas células en los diferentes animales.

Ese trabajo puede incluso ayudarnos a entender cómo se desarrollaron estas neuronas en primera instancia. Allman ya tiene algunas ideas acerca de dónde provienen. Nuestras VEN residen en una región del cerebro que ha evolucionado para integrar el sabor y el olor, y esto sugiere que, muchos de los rasgos ahora asociados con el FI, evolucionaron desde el simple acto de decidir si la comida es buena para comer o existe la posibilidad de caer enfermo. Cuando se llega a tal decisión, dice, cuanto más rápida sea la reacción del intestino antes lo sabremos. Y si podemos detectar este proceso en los demás, tanto mejor.

"Una de las funciones importantes que parece residir en el FI, tiene que ver con la empatía", continuó. "Mi opinión sobre esto es que, la empatía surgió en un contexto donde la comida era compartida (es muy importante observar si los miembros del grupo social están cayendo enfermos como resultado de comer algo)". Los circuitos de la alimentación básica, incluyen a las rudimentarias VEN, luego, pudo existir la elección de alguna especie de forzar otras situaciones que implicaran una decisión, como determinar si una persona es confiable o que debe ser evitado. "Así que, cuando tenemos un sentimiento, ya sea acerca de un producto alimenticio o sobre una situación o acerca de otra persona, creo que se activa el circuito de la corteza fronto-insular, y las VEN prometen una de las salidas de ese circuito."

El trabajo genético de Allman, sugiere que puede ser el camino. Su equipo descubrió las VEN en una parte de la FI que están expresando los genes de las hormonas que regulan el apetito. También hay muchos estudios que muestran vínculos entre el olfato y el gusto y los sentimientos emocionales fuertes. Nuestra reacción física a algo que encontramos moralmente repugnante, por ejemplo, es más o menos idéntica a la nuestra reacción ante un sabor amargo, lo que sugiere que pueden compartir el cableado común del cerebro (Science, vol 323, p 1222). Otros trabajos han demostrado que, al juzgar un acto moralmente cuestionable, como un robo, mientras se huele algo desagradable conduce a juicios morales más duros (Personality and Social Psychology Bulletin, vol 34, p 1096). Es más, Allman señala que nuestro lenguaje está repleto de analogías, podemos encontrar una experiencia "deliciosa", p. ej., o a una persona "nauseabunda". Esto no es meramente casual, dice.

Pista falsa

Sin embargo, solamente en los animales muy sociales las VEN viven exclusivamente en las regiones del olor y el sabor. En los otros, como en las jirafas y los hipopótamos, las VEN parecen estar salpicadas por todo el cerebro. Allman, no obstante, señala que estos hallazgos pueden ser una pista falsa, ya que si no comprendemos los genes que expresan, o su función, ni siquiera podremos estar seguros de cuán estrechamente se relacionan estas células con las VEN humanas. Incluso pueden ser un tipo diferente de células de tan sólo apariencia similar.

Basándose en la evidencia hasta el momento, Hof piensa que las VEN ancestrales habrían sido más generalizadas, tal como se ve en el cerebro del hipopótamo, y que en el transcurso de la evolución que emigraran luego a la CAC y la FI en algunos animales, pero no en otros, aunque admite no tener ni idea de por qué pudo ser así. Él sospecha que las presiones que dieron forma al cerebro de los primates debieron haber sido muy distintas a aquellas que condujeron la evolución de las ballenas y los delfines.

Craig ha dado con una de las posibilidades que propugnan un modelo universal para estos animales de cerebros grandes. Y apunta que cuanto más grande sea el cerebro, más energía necesita para funcionar, así que resulta esencial que funcione lo más eficientemente posible. Un sistema que vigila continuamente el medio ambiente, las personas y animales estaría siempre en activo, permitiendo adaptarse rápidamente a una situación de ahorro de energía, tanto como fuese posible. "La evolución ha producido un sistema de cálculo de energía que incorpora, no sólo los estímulos sensoriales del cuerpo, sino las mismas entradas sensoriales del cerebro", subraya Craig. Y el hecho de que estemos constantemente actualizando esta imagen de "cómo me siento ahora" tiene una interesante y muy útil consecuencia: tenemos este concepto de existencia de un "yo" para inducir este sentimiento. "La evolución produjo un muy eficiente cálculo, momento a momento, de utilización de la energía que tenía un epifenómeno, un subproducto que proporciona una representación subjetiva de mis sentimientos."

Si tiene razón, y hay un largo camino por recorrer antes de estar seguros, se plantea una posibilidad muy humillante: que lejos de ser el pináculo de la evolución cerebral, la conciencia pudo haber sido, simplemente un grande y fortuito accidente, por cierto, muy exitoso.


- Imagen de autor desconocido.
- Diagrama, crédito de NewScientist.com. 
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2 comentarios:

Reinhardt dijo...

Me llama la atención la estructura de las neuronas de von Economo, poseen un cuerpo grande como las neuronas motores, lo que significa que poseen gran capacidad de procesamiento, sin embargo no son ramificadas (axones) lo que significa que esa gran capacidad no es para enviar múltiples señales como lo hacen las motoras; más bien, pareciera que es para poder hacer interconexiones múltiples, como en las neuronas inter; pero extrañamente, no a otras neuronas, ya que, son pocos los axones; entonces, ¿Interconexciones a qué o para qué? Posiblemente para crear vínculos internos de conocimiento cognitivo o de conciencia como lo señala en artículo.

Reinhardt dijo...

Me llama la atención la estructura de las neuronas de von Economo, poseen un cuerpo grande como las neuronas motores, lo que significa que poseen gran capacidad de procesamiento, sin embargo no son ramificadas (axones) lo que significa que esa gran capacidad no es para enviar múltiples señales como lo hacen las motoras; más bien, pareciera que es para poder hacer interconexiones múltiples, como en las neuronas inter; pero extrañamente, no a otras neuronas, ya que, son pocos los axones; entonces, ¿Interconexciones a qué o para qué? Posiblemente para crear vínculos internos de conocimiento cognitivo o de conciencia como lo señala en artículo.