Tendencias 21. Ciencia, tecnología, sociedad y cultura




Descubren que el córtex aloja una región densamente cableada de neuronas

Podría estar relacionada con la percepción, el lenguaje, la atención, el pensamiento y la conciencia


Un equipo internacional de científicos ha identificado en el córtex cerebral una región densamente cableada de neuronas, estimándose que esta concentración de redes neuronales está relacionada con las funciones cerebrales más especializadas, como la memoria, la atención, la percepción, el pensamiento, el lenguaje y la conciencia. El descubrimiento fue posible gracias al primer mapa en alta resolución de las conexiones neuronales de la corteza cerebral conseguido por el mismo equipo. Este mapa es el primer paso para generar modelos computacionales del cerebro humano a gran escala, ya que ayudará a comprender los procesos cerebrales más difíciles de observar, como los estadios de algunas enfermedades como el autismo o la esquizofrenia, que se cree estarían relacionadas con algún defecto o problema en las conexiones neuronales. Por Yaiza Martínez.


Yaiza Martínez
Escritora, periodista, y Directora de Tendencias21. Saber más del autor



El núcleo central aparece rodeado en rojo. Fuente: Universidad de Indiana.
El núcleo central aparece rodeado en rojo. Fuente: Universidad de Indiana.
Un equipo internacional de investigadores ha conseguido, por primera vez, producir un mapa completo en alta resolución de las interconexiones entre los millones de neuronas de la corteza o cortex cerebral, la región del cerebro que juega un papel fundamental en la memoria, la atención, la percepción, el pensamiento, el lenguaje y la conciencia.

Según los investigadores, gracias a este mapa se ha podido identificar algo sorprendente: una trama fibrosa densamente conectada, una especie de núcleo de red, que actúa como una especie de regulador del tráfico neuronal. El núcleo está alojado en el interior de la corteza parietal y central posterior del córtex, por lo que se cree que esta concentración de redes está relacionada con las funciones cerebrales más especializadas.

En declaraciones a la revista Science, el neurólogo de la Universidad de Washington, Marcus Raichle, explicó el hallazgo diciendo de este equipo de científicos que “encontraron en el cerebro lo que parece un mapa de nodos del sistema de aerolíneas de los Estados Unidos”.

Los investigadores descubrieron además que este núcleo se activa cuando el cerebro descansa y que reduce su actividad cuando el cerebro está activo, bien procesando información visual o realizando un razonamiento.

Tecnología utilizada

Los investigadores, que provienen de la Universidad estadounidense de Indiana, de la Universidad de Lausanne y de la Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne (en Suiza), así como de la Harvard Medical School, explicaron en un artículo aparecido en la revista PloS Biology, que las regiones estructuralmente separadas y funcionalmente especializadas de la corteza cerebral de los humanos están interconectadas unas con otras a través de una densa red de rutas axonales corticocorticales.

Utilizando un método de imágenes de espectro de difusión (una variante muy sensible de la tecnología de imágenes de resonancia magnética por difusión), consiguieron elaborar un mapa de estas rutas dentro y a través de los hemisferios corticales de los cerebros de cinco individuos.

Hasta ahora, los científicos habían usado principalmente escáneres que medían la actividad cerebral en función de la cantidad de sangre que el cerebro usa durante la percepción o la cognición.

En este nuevo estudio, en cambio, los investigadores se centraron en trazar las fibras que se extienden entre las células cerebrales registrando sus interferencias en la difusión de las moléculas de agua presentes en los tejidos del cerebro. El estudio aplicó esta técnica a toda la corteza cerebral, dando lugar a un mapa de millones de fibras neurales.

Análisis computacional

Posteriormente, los investigadores realizaron un análisis computacional para identificar las regiones que tenían un papel central en la conectividad interneuronal, descubriendo así que existía un núcleo estructural en el interior de la corteza parietal y central posterior de todos los participantes.

Las áreas cerebrales situadas dentro de este núcleo estructural constituirían un centro conector vinculado a todos los nódulos estructurales principales del cerebro. Según los científicos, la posición central espacial y topológica de dicho núcleo de la corteza sugiere que éste juega un importante papel en la integración funcional de las diversas áreas del cerebro.

Uno de los autores de la investigación, el profesor Olaf Sporns, de la Universidad de Indiana, declaró en un comunicado de dicha universidad, que este núcleo central era desconocido hasta ahora, al menos como tal.

Los científicos se habían interesado anteriormente por esa misma región del cerebro, pero por diferentes motivos. Por ejemplo, porque, cuando descansamos, esa área consume mucha energía metabólica sin que hasta ahora se haya podido averiguar el por qué.

Nueva ciencia

Esta área nuclear del cerebro se ha podido descubrir gracias a una novedosa técnica no invasiva que permitirá a los científicos seguir “mapeando” los trillones de conexiones neuronales del cerebro, con una alta resolución. Esta actividad se está convirtiendo en un nuevo campo científico que ha sido bautizado como “conectómica”.

En esta dirección, el equipo de Olaf Sporns no es el único que trabaja. Recientemente, la revista Technology Review publicaba un artículo en el que se hablaba de los trabajos del profesor Jeff Lichtman, neurocientífico de la universidad de Harvard, que también elabora diagramas que intentan describir físicamente el embrollo de los circuitos neuronales cuando éstos recogen, procesan y archivan la información en el sistema nervioso. Con Lichtman trabaja Sebastian Seung, del MIT, quien señaló comentando estos trabajos que “el cerebro es, esencialmente, un ordenador que se auto-conecta durante el desarrollo y que puede reinstalarse a sí mismo”.

Para todos estos investigadores, poseer un diagrama de ese “cableado” de las conexiones neuronales ayudaría a comprender mejor como funciona el cerebro y, también, los procesos de algunas enfermedades, como el autismo o la esquizofrenia, que se cree estarían relacionadas con algún defecto o problema en dicho “cableado”.

El equipo de investigadores que ha conseguido el primer mapa en alta resolución de las conexiones neuronales espera usar la información obtenida con este sistema para fabricar modelos biológicamente realistas en ordenador, que ayuden a comprender los procesos que son difíciles de observar, como los estadios de las enfermedades cerebrales o los procesos de recuperación de las lesiones. Asimismo, planean en el futuro analizar más cerebros para elaborar mapas de la conectividad neuronal de éstos ha medida que envejece el cerebro.

Por el momento, gracias a este mapa ya es posible medir la relación entre la anatomía del cerebro y las dinámicas cerebrales, lo que significa que si sabemos cómo está conectado el cerebro, se puede predecir lo que el cerebro podrá hacer.


Sábado, 5 de Julio 2008
Artículo leído 13941 veces



Nota



Comente este artículo

1.Publicado por Rivero San José el 06/07/2008 20:45
De mi padre siempre escuché que: "los golpes en la cabeza deben evitarse siempre".
Los capones tan de moda en clase para "señalar" la torpeza, actúan como elemento propiciador de "cortocircuito" cerebral.
Cualquier golpe o deformación cerebral, salvo en fases muy incipientes del crecimiento del bebé, serán decisivos para su proyección personal. Son tantos los factores que pueden condicionar la calidad intelectual del individuo que, un somero análisis bastará para comprender y aplicar la virtud de: la caridad humana.
Cada cual es resultado de un cúmulo de circunstancias de tal magnitud que escapa a la capacidad humana. El mismo Creador que puso límites al conocimiento humano, "controla" las condiciones particulares de cada ser y que venimos en llamar: dones.
La atrofia de cualquiera de los cinco sentidos libera elementos correctores que, sin lograr sustituir la atrofia, minimiza sus efectos compensando con la "excitación" de los restantes sentidos.
Sentados estos principios sobrenaturales y ciñéndome al artículo, sugiero la hipótesis siguiente para los casos de enfermedad degenerativa.
Los componentes sanguinieos que riegan el cerebro son básicos para el funcionamiento del mismo. La calidad y calidez de la sangre ha de intervenir a corto, medio y largo plazo, en el funcionamiento de una "maquinaria tan compleja". La hemoglofina y su componente férrica debe influir decisivamente en la propagación de las frecuencias resonantes. Al no disponer de musculatura el cerebro pierde la capacidad de mantener un volúmen constante por lo que, la merma, presupone espaciarse de la corteza cerebral con la consiguiente pérdida de enlaces neuronales: envejecimiento, senilidad.
Cualquier circunstancia externa: tabaco, alcohol, estupefaientes, golpes y situaciones traumáticas prolongadas, van a desencadenar alteraciones en las corrientes cerebrales que colapsarán circuitos, anularán enlaces y distorsionaran señales. Todo ello en claro perjuicio del sujeto que, dependiendo de la fase vital en que acontezcan, condicionarán definitivamente el resto de sus días, en este mundo.
El cuidado exquisito de este órgano debe ser una exigencia en todos los programas de salud. Sin embargo, salvo para el caso de acidentes de moto, no existe publicidad del tema. ¿Donde quedaron aquellas "chichoneras" de nuestros abuelos?.
Trabajemos por una mejor salud cerebral y publicitemos ejercicios, dietas, controles y fórmulas correctoras que aseguren la operación y mantenimiento de esta máquina vital, decisiva en nuestra calidad de vida.
Gracias, Fernando Rivero

2.Publicado por Di Marco Rodriguez el 07/07/2008 03:02
Sin despreciar otras explicaciones, pienso que el funcionamiento del cerebro humano puede asemejarse – solo a modo de parábola o metáfora explicativa de una de las varias funciones del cerebro - al funcionamiento de un sintonizador de radio o de TV, con la diferencia de que en lugar de producir sonidos o imágenes, en este caso se producen ideas, abstracciones, conciencia, conocimientos y consciencia. Empleando entonces esta semejanza en forma similar a como el término metafórico “Big-Bang” pudo expresar con tanto éxito (aunque solo sea una ligera aproximación ) la explosión primigenia de nuestro universo.

La idea o metáfora de pensar el cerebro como una máquina no es nueva ya que es empleada consciente o inconscientemente por la inmensa mayoría de los científicos que trabajan en las neurociencias y la medicina en general, lo que sí puede tener cierto sentido de novedad es la idea de asimilar el funcionamiento del sistema sensitivo/operativo de un cerebro – en tanto detector/elaborador de la “realidad” - a la función de una máquina especifica: un sintonizador y solo he encontrado una sola referencia similar a esta figura o metáfora, en el caso del ya extinto y conocido químico suizo, el Dr Albert Hofmann, inventor del injustamente maltratado ácido lisérgico (LSD), que en su libro: ”Mundo interior, mundo exterior”, páginas 33 a 44 (Humanics New Age; 1989, ) nos habla del cerebro actuando como un sintonizador de la realidad, que produce conciencia y consciencia…, marcando y remarcando una diferencia que no es menor: el cerebro es un organo vivo que nace, crece, declina y muere en cada individuo según las pautas evolutivas de cada especie y que puede ser modificado en su morfología, capacidades y otras características propias, por su propio funcionamiento.

En los últimos años otros intelectuales o pensadores de la consciencia han arriesgado explicaciones o metáforas cercanas al sintonizador, como es el caso del arquitecto sueco Jan Holmgren (The Detector Aproach, http://home.swipnet.se/) o el profesor de filosofía en la Universidad de Oulu, Finlandia, Timo Jarvilehto, quienes, entre otros, en el interesante: “Kart Jaspers Forum” (http://www.kjf.ca/22-R5HOL.htm), han presentado diferentes aproximaciones similares a esta metáfora que ellos denominan detector o detectismo.

Parafraseando el léxico jurídico, podríamos decir que trataré de usar en la defensa de estas metáforas y en la justificación de cada concepto empleado, aquellos argumentos o explicaciones que constituyen: las “evidencias fácticas”, “pruebas” o “indicios” mas consensuados entre los investigadores científicos actuales y con la no menos importante consideración o aclaración que todo este conjunto de opiniones son coincidentes en que nuestros conocimientos científicos de hoy día están lejos de constituir una certeza en términos absolutos y seguramente serán modificados, ampliados y quizá mejorados en los tiempos por venir.

Memes, ideas y conceptos acendrados como el tiempo y el espacio, tan íntimos y naturales a nuestros pensamientos y experiencia diaria, han sufrido tanto el embate de nuevos razonamientos y teorías, que poco queda ya de la certeza del sentido común primario, fruto de la dimensionalidad (macrocotidianidad) en que pasamos normalmente nuestra existencia y a la cual nos hemos acostumbrado, aunque no resignado.

Encontramos así que explicaciones relativamente recientes – no mucho mas de una centuria - sobre la estructura del átomo como algo similar a un pequeño sistema planetario en miniatura según nos enseñaban pocas décadas atrás, o sobre los orígenes y destino de nuestro universo, como el “Big Bang” y el Big Crunch”, están siendo cuestionadas dramáticamente, planteando insospechadas consecuencias.

Pretendo entonces resaltar los fundamentos argumentales tanto de la prototeoría del “Todo”, como la metáfora del “sintonizador”, empleando la menor fraseología y formulación técnica posible, a fin de lograr el objetivo mayor de acercar los contraintuitivos y casi escandalosos conceptos relativistas y cuánticos a la población instruida en general, aún sin una formación fisico/matemática en particular.

No se me escapa que un razonamiento como el que presento puede ser tildado de “reduccionista” por quienes están mas cerca de filosofías dualistas o animistas del tipo “Deux in machina”, al interpretar que quiero explicar el comportamiento humano o la formación de su consciencia, “solo” en base al accionar de las fuerzas elementales de la naturaleza que mejor conocen las ciencias duras.

Me adelanto entonces, y lo reitero después en el desarrollo del ensayo, que la metáfora del cerebro como un “sintonizador” o detector/creador de “realidad” es solo eso: una metáfora o analogía que busca explicar con un ejemplo electromecánico bastante simple, conocido e ilustrativo, la relación o interacción, descripta a nivel cuántico, entre el mundo o medio ambiente que nos rodea y nuestro Sistema Nervioso Central - en particular nuestros diferentes sentidos - conformando o “emergiendo” entonces una sola representación mental (en un primer paso la conciencia animal básica que compartimos, con diferentes matices, con todos los demás seres vivos y en una segunda etapa la consciencia, prácticamente exclusiva de los humanos) o “realidad” de cada individuo en su particular universo, entre las muchas – ¿infinitas? - posibles que costituyen el “Todo”, logrando con otros sectores y mecanismos del cerebro el procesamiento posterior de la información así captada, para la reconfiguración de su propia estructura y entre otras cosas elaboración de acciones/comportamientos eferentes, creación de memorias, nuevas perspectivas/expectativas, etc.
La extremada complejidad del ser humano (recomiendo enfáticamente la lectura de D. R. Hofstadter, en su maravillosa obra: “Escher, Godel y Bach, un grácil y eterno bucle”) impide llevar la metáfora mas allá de esos primeros pasos o interacciones propuestas y menos suponer que el complejo comportamiento humano pueda explicarse solo por esos primeros niveles de interacción elemental. Cerca de quince mil millones de años - por solo mencionar el período conocido o pretendidamente conocido de la evolución de nuestro universo – ponen su sello en cada versión genética que nos toca en suerte y las posteriores e infinitas interacciones con el medio ambiente, con su acopio permanente y constante de nuevas “propiedades emergentes” a cada nivel de interacción, vuelven ilusoria esa pretensión.

Conviene distinguir entonces diferentes mecanismos o etapas – metáforas al fin - que actúan en los procesos que permiten al ser humano adulto, sano, despierto y atento comportarse como tal:

1 – Interacción medio ambiente con el sistema sensorial que permite ingresar información al organismo (cerebro/sintonizador; 1º etapa).

2 - Transmisión de la información a diferentes centros de procesamiento, mediante diferencias de potencial electroquímicos en conductos biológicos (nervios, neuronas, sinapsis, etc.) con diferentes aperturas y cierres de distintos tipos de circuitos: en serie, en paralelo y hasta holográficos (cerebro/sintonizador; 2ª etepa)

3 - Procesamiento de la nueva información ingresante en diferentes centros u órganos (amígdalas, hipocampo, cortex, etc, etc.) que configura y reconfigura la estructura neural original (hardware y software) de los propios órganos del cerebro, generando distintos compuestos (neurotransmisores, hormonas, enzimas, etc.) que dan lugar a memorias, expectativas, acciones eferentes y otras manifestaciones como la conciencia en todos los animales. Siguiendo con la metáfora fisicomecánica, esta tercer etapa correspondería a lo que podemos considerar la transducción o transformación de las señales codificadas (información) captada y transmitida por el cerebro/sintonizador mediante potenciales eléctricos y químicos, en nuevos elementos o estructuras electroquímicas (los neurotransmisores, hormonas, etc.) con información equivalente pero expresada en una forma diferente (emergente). (cerebro/sintonizador; 3ª etapa, que se solapa con funciones de otro tipo de mecanismo fisicomecáníco o metáfora como es el caso de los procesadores, computadores, o UPC).

4 - Parte de la información que forma así la conciencia animal (o conocimiento inconsciente), es enviada o se transmite en cuestión de milisegundos (200/250/350 ms) a diferentes partes del cuerpo, regulando distintas funciones orgánicas como por ejemplo el equilibrio térmico, la preparación para el esfuerzo, la salivación, el ritmo cardíaco, la atracción sexual, acciones motoras, etc, etc. y también entre otros destinos se comunica con sectores de los lóbulos frontales del cerebro (especìficamente en la zona que indica el articulo que comento), dando lugar a lo que conocemos como consciencia y quizá el libre albedrío, atributos reconocidos como casi exclusivamente humanos, según se puede apreciar en interesantes páginas como: www.colmed5.org.ar/Noticias/albedrio.htm y también en: melendi23.spaces.live.com/blog/cns!3085CA4CEA6D044A!1862.entry, donde se muestran los experimentos que realizaron científicos de primera línea como el director del instituto alemán Max Plank para la investigación cerebral, Dr. Wolf Singer (1943, ) o el fisiólogo norteamericano Benjamín Libet (1916, ), midiendo estos tiempos de interconexión cerebral.

Queda claro entonces que no pretendo explicar el comportamiento humano como exclusivo producto de las interacciones entre partículas subatómicas conocidas, sino en todo caso observar y destacar que este nivel de relaciones es el mas elemental que permiten los conocimientos actuales de la humanidad y que dejan abierta la sospecha de:

a) la existencia de una “realidad” mas profunda de la naturaleza, a la cual aún no hemos accedido, y

b) una creciente complejidad evolutiva en las interacciones nivel por nivel (átomos, moléculas, células, etc, etc.) con propiedades novedosas (emergentes) en cada uno de ellos, e imprevisibles según los datos y conocimientos disponibles en el nivel anterior.

En síntesis, espero aportar un mecanismo de explicación metafórica de cómo surge la conciencia y el conocimiento en los seres vivos, así como finalmente también la consciencia en los humanos, producto de interacciones que se presentan en este, nuestro universo, como parte de una naturaleza mayor – el “Todo” - a la que vamos conociendo a medida que evolutivamente interactuamos con ella.

No aventuro juicios sobre finalidades o teleologías desconocidas y menos sobre comportamientos de individuos tan complejos como somos los seres humanos, solo pretendo llamar la atención sobre el hecho irrefutable de que el actual alcance de nuestros conocimientos, no presentan otros mecanismos ontológicos que justifiquen fanatismos de ninguna clase y sí, en cambio, una mayor humildad.

Creo firmemente y así lo expongo en mi ensayo: 'Borges, Teorìa cuàntica y Universos Paralelos', que muy difícilmente la ciencia nos dé todas las respuestas sobre la naturaleza de las cosas, la “realidad” y nuestra relación con ella, pero tengo la esperanza que la evolución nos lleve por ese interesante camino, en tanto mantenga el valor de la duda como elemento generador de impensadas y justificadas emergencias y evite el paralizante estigma del dogma.

3.Publicado por Doroteo Arango el 07/07/2008 18:13
Si aceptamos el hecho de que existe el ALMA, asi como todas las funciones, celulas y organos que intervienen para vivir y evolucionar, entonces...

Se puede transmitir o heredar el alma?
La conciencia se desarrolla, pero tambien se hereda?

4.Publicado por Pepe el 14/07/2008 01:59
Hola Di Marco,

Le doy la enhorabuena por escribir una nota tan larga y a la vez tan sugerente que llegas a leerla hasta el final.

Nos dejas con la miel en los labios en el punto a).
Dinos o inventate que realidad es esa que todavía no hemos accedido. Esa realidad de la que hablas es intemporal, siempre sucede y su limite, si lo tiene, no lo conocemos. De ahí quizás la famosa frase que mi pápa me ha dicho hoy: "sólo sé que no se nada".

Por otro lado, las nuevas perpectivas de la neurociencias, que no dudo que ya está en marcha de forma práctica, abren nuevos caminos a estos temas metafóricos de intentar comprender, lo que se duda por realidad -algo de esquizofrenico si que tiene-, porque si hubiese otra realidades serían sin duda una ampliacion o mejora de los conocimientos que se tienen.

Hace poco leí, ya no se donde seguro que tendencias21, la teoria del pensamiento metafórico, por obvia la aceptamos porque está claro que está en muchas cosas que hacemos; en el lenguaje, en el amor, en la comunicación, etc. Pero seguro que también hay otros procesos que se concluyen con cálculos exactos sobre la percepciones que llegan, etcétera.


5.Publicado por Pepe el 14/07/2008 02:06
Sobre el bigbang al parecer, según recuerdo, los cuerpos celestes se están separando entre sí como si en una nube se asemejara. Lo que sugiere que hubo un lugar donde se inició. En cualquier caso esa "hipotesis de realidad" es un acercamiento válido ahora sobre el cual se puede formar otras hipotesis más avazadas o extravagantes y que acerquen a una comprensión, de lo que pudo suceder, por falta de precision o conocimiento.

6.Publicado por Salcido el 28/08/2008 07:46
La herramienta demuestra el pensamiento filosófico verdadero o falso, resumiendo tarde o temprano palabras en hechos. Demasiadas palabras fatigan la verdad.

7.Publicado por hugo luchetti el 30/05/2012 16:58


EUROZONA ES NEUROZONA:

El propio cableado electroacústico sirve "para aprender sin pensar" ya que nada es más específico y real que el adentrofuera, dado que surgimos del ambiente y lo que "más hablamos" es lo que se está produciendo en muchos lugares. Existe una resonancia multifuncional que delata los rebotes y combinaciones del cableado neuronal...

Nuevo comentario:
Twitter

Los comentarios tienen la finalidad de difundir las opiniones que le merecen a nuestros lectores los contenidos que publicamos. Sin embargo, no está permitido verter comentarios contrarios a las leyes españolas o internacionales, así como tampoco insultos y descalificaciones de otras opiniones. Tendencias21 se reserva el derecho a eliminar los comentarios que considere no se ajustan al tema de cada artículo o que no respeten las normas de uso. Los comentarios a los artículos publicados son responsabilidad exclusiva de sus autores. Tendencias21 no asume ninguna responsabilidad sobre ellos. Los comentarios no se publican inmediatamente, sino que son editados por nuestra Redacción. Tendencias21 podrá hacer uso de los comentarios vertidos por sus lectores para ampliar debates en otros foros de discusión y otras publicaciones.

Otros artículos de esta misma sección
< >