Cerebros sin fronteras

07/08/2018 2 comentarios
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Las neuronas, un conjunto de cables que llevan a otros cables, juntándose a demás cables y separándose en grupos de cables que acaban en más cables, formando nuevos cables que terminan en una red de cables. Así de sencillo.

Una excelente imagen de Dmitry Ligay ...Nuestro afán de localizar funciones en la maquina del cuerpo se debe en parte a la revolución tecnológica e industrial, que nos desveló la posibilidad de generar procesos y movimientos a través de artilugios y mecanismos diseñados a medida. Desde el monstruo de Frankenstein hasta los androides de la ciencia ficción, siempre hemos dado por hecho que un montaje de piezas sueltas puede generar algo parecido a la vida, si es que cada pieza cumple dignamente con su función. Después de la revolución industrial han llegado la revolución electrónica y luego la revolución informática, y hemos aprendido a amontonar microscópicas piezas de plásticos y metales para generar capacidad de cálculo o almacenes de memorias. A cada pieza una función, y todas juntas generan un sistema que hace cosas, reproduciendo o simulando lo que hace un ser vivo (andar, agarrar, mirar, contestar, analizar ...). Queda claro que todas las partes de un autómata son importantes, pero para una criatura que se ha auto-etiquetado como ser sapiente e intenta crear a su imagen y semejanza, el cerebro es la pieza clave, el reto final, la gran pregunta que esconde la gran respuesta. Siempre se ha interpretado como el ordenador que calcula, decide y manda, y no acaso se merece el podio geográfico de la cabeza, el punto más alto del individuo, cumbre física del cuerpo. Los bípedos, al erguirnos, hemos puesto el cerebro en su lugar, ahí arriba, ápice y corona del individuo, nido elevado de sus rasgos más personales. El monstruo de Frankenstein, triunfo medico y biológico en lo que atañe a la generación de la vida, falla precisamente en esta única pieza, e incluso el Golem judío, aunque no tiene órganos localizados porque está hecho de barro, puede ser activado o detenido solamente alterando el programa encriptado - mira tú por dónde - en su frente.

No sabemos si nuestro cerebro es como un ordenador, o si, por el contrario, estamos diseñando nuestros ordenadores siguiendo el mismo esquema de nuestros cerebros, pero la comparación ahí está siempre, firme y dada por sentada, sin demora y sin debate. El cerebro es nuestra computadora, es algo que se da por hecho, algo asumido como cultura general y sin duda alguna. En realidad a estas alturas hay muchas evidencias que sugieren que el cerebro es un elemento fundamental de nuestras capacidades cognitivas, pero no el único componente. El cuerpo mismo se encarga de muchos aspectos asociados a la cognición, y otras muchas cosas se delegan a unidades externas, la tecnología, que extiende fuera del cuerpo nuestros elementos de cálculo, de memoria, de análisis, de movimiento o sensoriales. Aun así, la analogía con el ordenador sigue en pié, porque estos elementos extra-cerebrales son piezas que de todas formas se enlazan con el procesador central a través de «puertos» como los ojos o las manos, las principales interfaces entre sistema interno y sistema externo.

En fin, sea como sea, el cerebro como ordenador, así es como lo vemos. Y en los siglos pasados los exploradores de la anatomía se pusieron en marcha, sondeando, examinando, etiquetando sus surcos y sus valles, sus regiones y sus funciones, para entender el diseño de la maquina cerebral, y sobre todo para intentar localizar sus distintas piezas elementales, siendo esto el requisito necesario para cualquier tipo de estudio biológico. La corteza cerebral se dividió convencionalmente en «lóbulos», regiones generales definidas por su posición en el cráneo y correspondencia con sus huesos (lóbulo frontal, parietal, occipital, temporal). Es una nomenclatura útil pero engañosa, porque estos «lóbulos» no son verdaderas unidades funcionales, o evolutivas, o de desarrollo. Solo son regiones convencionales para localizar lo que está adelante y lo que está atrás, sin verdaderas fronteras y sin una real identidad anatómica. Pero sabemos que los humanos pensamos por cuadriculas, y en cuanto nos han dado una clasificación por lóbulos hemos empezado a pensar y diseñar la neurociencia por lóbulos, aunque fuesen distritos anatómicos absolutamente convencionales, heterogéneos, y formados por elementos implicados en cosas distintas y en contextos diferentes.

También se intentó situar unidades y funciones más localizadas, como por ejemplo a nivel de surcos y giros de la corteza cerebral. La frenología de hace un siglo postulaba que la forma del cerebro y de la cabeza podían delatar capacidades y limitaciones de las personas, en función de las regiones que tenías más o menos desarrolladas. Matemática, ética o música, todo tenía que tener su pliegue, información suficiente para saber si ostentabas o carecías de una habilidad u otra. Pero no se llegó a mucho, porque los patrones de surcos y giros son muy variables de un individuo a otro, sus correspondencias e implicaciones con ciertas funciones o capacidades no son muy precisas, y además hay tantos factores implicados que la anatomía al final es lo de menos. Dicho de paso, todavía hoy en día no conocemos bien los patrones de surcos y giros de nuestro propio cerebro y no sabemos bien como se forman y con qué mecanismos, con lo cual tampoco se puede especular mucho sobre rasgos de los que no tenemos mucha información (otro ejemplo de investigación de base, crucial y barata, que no se desarrolla por no ser tan sexy y por no menear una gran cantidad de dinero).

Luego se amplió la lupa, y se vio que había pequeñas «áreas» del cerebro que presentaban cierta homogeneidad a nivel de células y de tejidos, y entonces se empezó a mapear posición y extensión de estas áreas, elaborándose una cartografía cerebral que iba añadiendo siempre más piezas al puzle. Y cada vez más pequeñas. Aun así, la cosa no iba a ser tan sencilla. La correspondencia anatómica y evolutiva de estas áreas entre especies diferentes no siempre queda tan clara, ni siquiera entre nosotros y nuestros primos carnales, los grandes simios. Las áreas, definidas según ciertos caracteres biológicos, no siempre presentan fronteras objetivas, y además cada vez que uno hurga en un área descubre que está formada por más áreas, más pequeñas. Además, la definición de un área depende de lo que estás mapeando, y en función de los criterios (por ejemplo tipo de células, organización de las capas de neuronas, su bioquímica o sus conexiones) cambia el mapa y la definición de sus elementos. Y esta inconsistencia no ayuda, porque si razonamos por áreas en la anatomía del cerebro, acabamos razonando por áreas no solo a nivel de funciones cerebrales, sino también de evolución. Por ejemplo, nos preguntamos si cierta área cerebral que tenemos nosotros la tienen también otros primates, o si en cambio se trata de un área que hemos evolucionado solo los humanos, o si la tienen también los otros primates pero tal vez en nuestra especie haya cambiado de función, o de posición. La cartografía cerebral ha sondeado todas estas posibilidades, proporcionando informaciones cruciales, pero todavía sigue empapada de incertidumbres y especulaciones. Hoy en día seguimos razonando por «áreas», pero hay que decir que muchas veces este principio no encaja bien con las evidencias que luego te encuentras en los patrones de variación anatómica.

Al mismo tiempo aumentan las indicaciones que sugieren que el número de neuronas es la variable esencial para muchas funciones cerebrales: cuantos más elementos de computación, cuanta más capacidad para una u otra funciones. Esto no quiere decir que el número de neuronas sea lo único que cuenta, pero sí que es un factor fundamental. Y sencillo. Tampoco entendemos bien lo que comporta esta información. Un caso extremo es el cerebelo, que con su diminuto tamaño contiene cuatro veces más neuronas que el cerebro, y todavía no sabemos bien para que sirve, por más que sea fundamental en funciones que incluyen el movimiento o las emociones.

Entonces hay quien se pregunta si esto de dividir el cerebro en elementos discretos tiene realmente una utilidad, o si solo nos está confundiendo las ideas. Ya sabemos que el cerebro funciona como un sistema único, los lóbulos están todos conectados, y las áreas están todas interrelacionadas, no sirven para nada de forma aislada. Nuestras funciones cerebrales se desarrollan contando con redes de áreas y de conexiones, y lo que funciona es todo el sistema, no sus componentes individuales. Pero, además de esto, unos cuantos proponen que quizás no existen áreas definidas, sino una continuidad de cables que se enlazan a partir de pocos centros básicos, generalmente asociados a los sentidos o a las capacidades motoras. Las regiones sensoriales y motoras se lanzan fibras que se cruzan, según «gradientes» que dependen del grado de interconexión entre regiones. Gradientes genéticos y bioquímicos que generan gradientes celulares y funcionales. Gradientes distintos que se cruzan, generando en cada punto de la corteza propiedades distintas. El resultado final es un puzle de combinaciones, que nos parece hecho de «piezas» (las áreas cerebrales) aunque en realidad sea un tejido gradual y sin fronteras. Si fuese así, entonces, esto de las «áreas corticales» nos ha venido bien para hacernos una idea, pero ya sería hora de dejarlo a un lado, para que no nos confunda en lugar de ayudarnos. La complejidad de las funciones cerebrales entonces no dependería de áreas específicas, sino del grado y del patrón en que las regiones sensoriales (visión, tacto, oído, cuerpo) se mezclan y se enlazan. Claro está que en esta situación ya no tendría sentido hablar de nuevas áreas cerebrales en evolución, sino solo de nuevos patrones de integración entre las capacidades motoras y sensoriales de nuestro cuerpo. Un cuerpo que, como vamos sospechando desde hace tiempo, adquiere importancia en nuestros procesos cognitivos.

Ahora, si la clave está en este fractal de cables que se cruzan a diferentes niveles, tampoco hay que pensar que sea importante la materia de que están hechas estas conexiones. Ni su ubicación. Si lo que cuenta es el sistema de nudos y enlaces que genera y regula el flujo de información entre sensación y reacción, da igual que el cable sea una neurona, un hilo eléctrico o un algoritmo. Da igual que el cable esté en el cuerpo o en un ordenador, que comunique señales con la bioquímica o a través de un campo electromagnético. Si lo que cuenta es el proceso, aunque el cerebro sea un elemento fundamental de nuestras capacidades cognitivas, no es el único elemento involucrado. Y una vez más tenemos que considerar que la mente, con toda probabilidad, no acaba en las fronteras de un cráneo.

 

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Un artículo muy claro y completo sobre este tema:
Huntenburg J.M., Bazin P.L., Margulies D.S. 2017. Large-scale gradients in human cortical organization. Trends in Cognitive Sciences 22: 21-31. [link]