Patricio Valdés Marín
El cerebro es una estructura fisiológica no homogénea compuesta por células, vasos sanguíneos y neurotransmisores. Desde el punto de sus funciones psíquicas, sus unidades discretas fundamentales son las neuronas. Éstas están interconectadas densamente y convergen en zonas particulares de estructuración, conformando un sistema extraordinariamente complejo y diferenciado e integrando algunas escalas incluyentes. En el cerebro, se registra la memoria a partir de las experiencias y se verifica la afectividad y la efectividad. Allí también se representa la realidad mediante percepciones, imágenes e ideas a partir de la información proveniente de sus terminales sensitivos. Por último, en el cerebro surge y se controla la acción instintiva e intencional del animal y el humano.
El cerebro
Cerebro y analogías
El conocimiento de la estructura y la fuerza del cerebro y, por lo tanto, de su funcionamiento es una empresa que está siendo recientemente emprendida por la ciencia con renovado vigor. A medida que se profundiza en esta investigación, se percibe una extraordinaria complejidad, a la vez que se va explicando lenta y vacilantemente el maravilloso funcionamiento de este órgano capital, centro de la actividad cognitiva, afectiva y efectiva del individuo.
En el curso de la historia, no fue fácil concluir que tanto las emociones y los sentimientos, la imaginación, el pensamiento y el raciocinio como la volición y la decisión son funciones del cerebro, aquel montón de jalea grisácea sin ordenamiento ni organización aparente. Aristóteles (384 a . C. – 322 a . C.) no pudo más que identificar el corazón con el órgano del pensamiento, músculo que palpita vida, relegando el cerebro a un desmerecido papel de radiador para enfriar la sangre. Solamente con Hipócrates (460 a . C. – 370 a . de C.), hace 2400 años, se ha localizado el lugar del intelecto, la afectividad y la intencionalidad dentro del cráneo. Posteriormente, los excelentes estudios y experimentos del sistema nervioso realizados por Galeno (130-200), en el siglo II d. C., tuvieron vigencia en los 1400 años siguientes, hasta un nuevo impulso dado por Andrés Vesalio (1514-1564), en el siglo XVI. El conocimiento del cerebro y el sistema nervioso ha adquirido actualmente un creciente desarrollo debido al trabajo de legiones de neurólogos, psicólogos y fisiólogos.
En general, la característica de la facultad cognitiva se ha relacionado con las ideas en boga o con las tecnologías prevalecientes. Hasta la Edad Moderna se creyó que esta facultad es espiritual. Esta creencia fue reforzada durante la Edad Media por la filosofía neoplatónica que, más interesada en la religión que en la filosofía misma y con una fuerte dosis de maniqueísmo, suponía que el alma es cosa de Dios, y el cuerpo, cosa del Demonio, y que sólo el alma puede conocer la verdad divina. Ya en la Edad Moderna , Renato Descartes (1596-1650), aunque mecanicista en relación con el funcionamiento del cuerpo, fue un dualista aún más drástico. Separó del funcionamiento del cuerpo las sensaciones, percepciones, sentimientos, emociones, voluntad y pensamientos, asignando todas estas funciones o propiedades a una mente espiritual. Para su época de poleas, palancas y engranajes, era inconcebible que tales funciones psíquicas pudieran ser semejantes a los mecanismos conocidos y que explicaban, por otra parte, el funcionamiento del esqueleto y los músculos. Pero al efectuar tal distinción, Descartes había puesto en sendas esferas separadas y hasta estancas al sujeto del pensamiento y el objeto del conocimiento.
La distinción cartesiana entre res cogitans y res extensa aún sigue penando en la ciencia cuando se habla de pensamiento abstracto y razón lógica y se hace la distinción entre mente espiritual y cerebro físico. A esta tradición pertenecen aún no pocos psicólogos y psiquiatras. Por el contrario, en lo referente a la mente en general y el pensamiento abstracto y lógico en particular la res cogitans es parte de la res extensa, es decir, que tal distinción es errónea y que no existe en la realidad. Tal como en la Edad Moderna , que por influencia del mecanicismo el cerebro fue imaginado por algunos como un conjunto de mecanismos hidráulicos, ruedas, poleas y engranajes, a modo de un sofisticado reloj mecánico, a fines del siglo XIX lo fue relacionado con cables eléctricos, a modo de una central telefónica. En la actualidad, se tiende a comparar este órgano con una computadora muy compleja, que además de electrónica es química.
El cerebro es efectivamente una maquinaria neurológica extraordinariamente compleja y posee una estructura y un modo de funcionar tan propio como sofisticado que las analogías con aparatos y mecanismos físicos hechos por el hombre son verdaderamente absurdas. Poco se puede avanzar en este afán descriptivo relacionando el cerebro con el hardware de una moderna computadora. Peor aún, algunos suponen que el genoma humano, que es la suma total de los genes de los cromosomas, puede especificar no sólo la estructura completa del cerebro, sino también hasta imágenes y pensamientos abstractos. Seguramente no han calculado que la cantidad de sinapsis es tres veces superior a la cantidad de genes. La dotación genética hereditaria construye sin duda las características estructurales del cerebro, pero no se le puede atribuir a ella los productos de sus funciones, como pensamientos, sentimientos e intenciones.
Verdaderamente, el cerebro es una máquina fisiológica que confecciona notables productos intelectuales, afectivos y efectivos. No solamente es un aparato que reacciona pasivamente ante estímulos externos, sino que tiene un carácter eminentemente activo. No solamente está determinado por la experiencia pasada, sino que también por los planes, programas y proyectos que formula. No solamente es capaz de crear modelos de futuro, sino que también de subordinar su conducta a éstos. El cerebro tiene estas capacidades porque en él se efectúan tanto las funciones coordinadoras y reguladoras como las cognitivas, afectivas y efectivas de un individuo. Así, pues, este órgano es la central receptora de las sensaciones, enorme flujo de información que proviene desde los cinco sentidos, es el lugar formador de percepciones, es el taller creador de imágenes, es la unidad sintetizadora de ideas, es el centro lógico de raciocinios, es el almacén de memorias que se guardan por décadas y que se recuerdan cuando es necesario, es el cuartel arbitrador de deseos, es el eje de otros muy variados procesos psicológicos, como el pensamiento instintivo, lógico y abstracto, el lenguaje y la comunicación, es el albergue de emociones y sentimientos, es el origen de las acciones intencionales e instintivas, y también es el centro controlador de cientos de músculos que funcionan simultáneamente para llevar a la acción los deseos que formula.
Cerebro y capacidades
El cerebro es un órgano que funciona tan silenciosa y fluidamente que nos da la impresión de que se trata de algo inmaterial. Produce y almacena tal cúmulo infinito de representaciones que lo suponemos espiritual. Importa destacar que todas estas funciones mentales o psicológicas se efectúan en esta estructura exuberantemente organizada e interconectada de un modo unitario, no homogénea. Este órgano fisiológico no sólo posee una excepcional estructuración dentro de una misma escala, sino que su estructuración comprende varias escalas incluyentemente jerarquizadas, que están construidas en forma interdependiente, y todo ello culmina en la conciencia. En comparación con esta masa de jalea, una computadora es una máquina muy simple, cuya estructura propiamente inteligente se encuentra en una sola escala, que es el chip y sus vericuetos de múltiples transistores y condensadores microscópicos, para realizar el solo tipo de función de procesamiento lógico de datos.
En el ascenso evolutivo, desde el punto de vista neurológico, el sistema nervioso central llegó a estructurarse, pasando por sucesivas escalas, en cerebro. En su desarrollo filogenético, éste, además de perfeccionar, magnificar y adicionar la estructuración dentro de una misma escala, se fue estructurando en escalas mayores. El desarrollo y el perfeccionamiento estructural de este blando "hardware" fueron posibilitando una mayor diversidad de funciones, lo cual ha permitido a los individuos cerebrados responder con éxito creciente a las diferentes presiones ambientales. Por otra parte, desde el punto de vista de la estructuración ontogenética, del cerebro se estructura siguiendo la información codificada del programa genético heredado, obedeciendo a normas filogenéticas rígidas. Pero a esta dotación genética se suma evidentemente la influencia de los factores ambientales, de aprendizaje y de comportamiento del individuo, que permiten estructurar diversas conexiones y memorias particulares, pues esta estructuración ontogenética de conexiones se produce por la estimulación reiterada a causa de las experiencias individuales.
El ser humano se distingue fisiológicamente de todo el resto de los animales principalmente por la magnitud y complejidad de su cerebro. El volumen de su cerebro en relación con el tamaño de su cuerpo es una característica propia suya. Además, la superficie que cubre su cerebro y el número de conexiones neuronales que contiene ha ido adquiriendo un aumento que desde el punto de vista fisiológico esté quizá próximo de un límite inviable, pero ciertamente muy lejos del chimpancé, el animal que lo sigue en la escala de estas relaciones. El cerebro humano tiene cuatro veces más neuronas corticales que el de los monos más evolucionados.
Sin embargo, se podría dudar que el cerebro humano sea la estructura más funcionalmente compleja del universo en proporción a su masa. Tal mérito se le podría atribuir posiblemente al cerebro de un pájaro, ya que tal estructura no puede ser por una parte muy pesado y masivo para no afectar su vuelo, pero por la otra, debe desempeñar un sinnúmero de funciones, como ser capaz de controlar con facilidad un vuelo muy rápido y preciso en medio de muchos obstáculos potencialmente fatales, defender su territorio, celebrar complejos ritos de apareamiento, construir complicados nidos, empollar y criar con dedicación a la prole. Esta sumamente exitosa funcionalidad para una masa de un par de gramos y hasta menos puede observarse en ciertos loros a los que se les ha enseñado a asociar imágenes de objetos con palabras habladas, a asociar más de dos imágenes y a dar respuestas habladas a lo que se les pregunta. También los insectos poseen una estructura cerebral muy compleja en relación a su masa. Por ejemplo, un zancudo tiene un sistema nervioso central que tiene un peso equivalente de una fracción de un miligramo y, sin embargo, puede realizar proezas en su afán de picar un ser de sangre caliente y salirse con la suya.
El hombre moderno, surgido hace unos 100.000 mil años, tiene una capacidad craneana similar, si acaso no menor, a la del hombre de Neandertal (1450 cc vs. 1550 cc respectivamente, en promedio), siendo que éste tenía supuestamente una capacidad intelectual mucho menor. Al parecer, la necesidad de organizar el limitado espacio disponible dentro de la caja craneana ha hecho disminuir estructuras cuyas funciones pierden ciertamente su importancia debido a la preponderancia adquirida por la zona cortical, como es el caso con el olfato. También el cerebro humano se ha tornado más complejo a través de estructuras más eficientes en cuanto a mejor irrigación sanguínea, más y mejores conexiones, especialización de funciones, etc. Una mayor complejidad del cerebro es directamente proporcional, primero, a una gran plasticidad, o capacidad para acomodarse a las distintas circunstancias ambientales, y, segundo, a una enorme potencialidad, o capacidad para asumir tareas específicas difícilmente previsibles. En estas dos capacidades el cerebro humano supera lejos al del resto de los animales.
Suponiendo una misma densidad en la interconexión de neuronas en el cerebro de un ser humano y en el cerebro de un chimpancé, dos más parecen ser las características más relevantes que hacen que el primero sea funcionalmente muy superior al segundo, y que incluso si un cerebro de chimpancé creciera tanto como para ocupar un cráneo humano, tres veces mayor, este cerebro seguiría siendo de simio: 1º la cantidad de conectores, que son las neuronas piramidales, que conectan una cantidad muy grande de neuronas como si fueran carreteras de mucho tráfico, y 2º estos conectores que poseen muchas salidas y entradas para numerosas zonas del cerebro, como si fueran barrios de una gran ciudad. Estas dos características posibilitan el pensamiento abstracto y racional tan propiamente humano.
Cerebro y mente
Sin duda, nuestro cerebro es comparativamente grande y complejo, pero no hay que olvidar, por otra parte, que la fabulosa funcionalidad de nuestra capacidad cognitiva, afectiva y efectiva con relación a su aparentemente reducido tamaño ha hecho suponer, hasta recientemente, que dentro del cráneo existe el cerebro y la mente como dos entidades apartes, siendo la segunda inmaterial, y a la que se le atribuyen las funciones intelectuales más propiamente humanas. Esta suposición, heredada de Descartes, ha minimizado, desde luego, aquellas funciones que compartimos con los demás animales, puesto que el funcionamiento de las facultades propiamente intelectivas no podía ser siquiera imaginado que pudiera ser efectuado por una cosa tan carnal como el cerebro, bueno para un delicioso budín, al menos no de aquéllos provenientes de seres humanos. Ahora estamos en condiciones para identificar la mente no con una entidad, sino que con las funciones psíquicas del cerebro.
Para alcanzar a comprender la enorme funcionalidad del cerebro es conveniente compararla con otras maravillas de la naturaleza. Así, por ejemplo, el ADN del genoma, que está contenido en los microscópicos cromosomas de cualquier pequeñísima célula, posee una cantidad de información tan verdaderamente prodigiosa que provee el código para dirigir y controlar la estructuración y desarrollo de seres tan complejos como un pimiento o un caballo. Si comparamos la capacidad de esta minúscula estructura biológica y que combina únicamente cuatro nucleótidos para conformarla, con la relativamente gigantesca masa encefálica con su apiñada interconexión de millones de neuronas estructuradas en escalas múltiples e incluyentes, es posible comprender que la naturaleza de una organización netamente biológica haga posible la extraordinaria y misteriosa funcionalidad del sistema nervioso central.
Las funciones mentales o psicológicas del cerebro generan productos psíquicos. Las funciones son cognitiva, afectiva y efectiva y se resumen en regular, coordinar y controlar la actividad neuromotriz según la demanda sensorial. Los productos más importantes, de al menos el cerebro de todo animal superior, son percibir y sintetizar las sensaciones en percepciones e imágenes representativas del mundo exterior; registrar representaciones de acontecimientos significativos y relacionarlas con otras análogas; representar acontecimientos exteriores y simular programas de acción; actualizar los programas de acción que están contenidos en el sistema en función de estímulos.
El pensar abstracto y el razonar lógico son las dos funciones cerebrales netamente humanas y distinguen a los seres humanos del resto de los animales. Estas funciones están radicadas en el neocortex, que es la parte externa del cerebro humano y donde existe un desarrollo muy grande de las neuronas de asociación, las cuales permiten el procesamiento de la información hasta la escala de la abstracción. La estructuración del cerebro para funcionar a esta escala comenzó a desarrollarse con rapidez en los homínidos a partir de hace unos 2,5 millones de años, cuando la capacidad craneana de esta rama de los primates apenas alcanzaba los 600 cc.
Todas las funciones del cerebro no pertenecen evidentemente a la misma escala. Esto que estamos expresando tan simplemente es fuente de las enormes dificultades que tanto científicos como filósofos tienen para comprender las funciones cerebrales. El problema subyacente es doble y recíproco. Por una parte, los científicos se empeñan por localizar la parte del cerebro que pueda desempeñar alguna función específica. Por la otra, al parecer, desconocen que si las estructuras están ordenadas en escalas incluyentes, las funciones están del mismo modo ordenadas. La noción de la funcionalidad mental multiescala incluyente del cerebro debiera aclarar en cierta medida la gran confusión vigente de la psicología y la epistemología y también entre ambas.
El sistema nervioso
Imbuidos en analizar el cerebro, no debemos olvidar que éste es una de las unidades discretas del sistema nervioso. Éste consiste en tres unidades discretas básicas: el cerebro o sistema nervioso central, la red nerviosa aferente o sensorial cognitiva-afectiva y la red nerviosa eferente o motora. Gracias a estas dos redes, el cerebro se relaciona con el medio externo tanto para ser afectado como para afectarlo. Sin éstas, aquél no sólo sería un órgano inoperante, sino que no se podría haber desarrollado, pues no se comprende la existencia de este órgano aislado de su entorno.
El circuito de la red aferente comienza en los órganos sensoriales, estando particularmente el del tacto ubicado en todo el cuerpo. Los nervios, que son largas neuronas interconectadas, se dirigen desde las muy especializadas neuronas receptoras a la médula espinal, y de allí al cerebro a través del tallo cerebral. En el cerebro los conductos nerviosos pasan por la formación reticular, el tálamo, el hipotálamo y las estructuras límbicas, hasta llegar a las capas corticales. La red eferente sigue paralelamente el camino inverso a partir de varias capas motoras y núcleos subcorticales motores. Por su parte, las señales para el sistema nervioso autónomo o visceral surgen de las regiones evolutivamente más antiguas: la amígdala, la corteza cingular, el hipotálamo y el tronco encefálico.
El tálamo funciona como estación receptora-transmisora de las vías aferente y eferente en relación con el córtex. Las redes se aúnan en troncos que llegan y salen del cerebro. La columna vertebral contiene la médula espinal, que es un importante tronco de las ramificaciones nerviosas que conecta al cerebro con el tronco y las extremidades del organismo. Mientras la red aferente conduce al cerebro las sensaciones que los órganos o núcleos de sensación captan del ambiente, llegando hasta las áreas sensitivas del córtex, la red eferente, cuyos troncos salen de las áreas motrices del córtex, pone al sistema nervioso central en contacto con los músculos del cuerpo y con parte del sistema endocrino. Usualmente las fibras de neuronas de ambas redes van protegidas dentro de vainas de mielina.
El sistema muscular-esquelético, o aparato motor, es el único medio que tiene un organismo para relacionarse activamente con el medio externo. De este modo, el cerebro imparte órdenes a los músculos para contraerse según los requerimientos, y éstos actúan en los brazos de palanca de la estructura óseo-cartilaginosa articulada y en los mismos tejidos. Puesto que los músculos ejercen fuerza sólo cuando se contraen, en las articulaciones existen pares de músculos, uno a un lado y el otro al lado opuesto, de modo que un músculo fuerza el movimiento de la articulación en un sentido y su par lo devuelve posteriormente a la posición original. También la red eferente llega a algunas glándulas, las que liberan hormonas según los dictámenes del cerebro.
Mientras la vía aferente permite al cerebro conocer y la vía eferente le permite actuar, el cerebro mismo, sobre la base de la información que recibe del medio externo, dirige, regula y coordina la acción del organismo para obtener el máximo provecho posible de la interacción con dicho medio según las dos funciones orgánicas de supervivencia y reproducción. El organismo, enfrentado al ambiente ambivalente de ser tanto providente como destructor a la vez, responde o en forma agresiva y de búsqueda, o en forma defensiva o de huida. En forma similar, responde o en forma interesado o indiferente ante un individuo del sexo contrario cuando se muestra receptivo o no para un acoplamiento, no sin antes realizar los ritos del cortejo propios de cada especie.
Así, pues, el sistema nervioso posee un circuito de señales nerviosas, las que desde los sentidos, que son estimulados por la causalidad del ambiente, se dirigen al cerebro, el que procesa la información que les remite y que luego ordena mediante nuevas señales nerviosas la reacción del organismo a través de sus componentes motores. Pero este circuito unidireccional no sólo tiene por función enviar al cerebro la información recibida del ambiente y viceversa, sino que también enviar desde el cerebro a los sistemas musculares para que afecten el medio.
Es fundamental destacar que se caracteriza también porque el cerebro está retroalimentado. En efecto, la red aferente reporta también la acción que es ejecutada por las señales que el cerebro envía a través de la red eferente. La información de retroalimentación puede provenir tanto de la cosa misma que es actuada por el aparato motor del organismo vía los órganos sensoriales como de las manifestaciones táctiles de los músculos al ser accionados. Este sistema de retroalimentación permite al cerebro conocer el efecto de su decisión y corregir instantáneamente su accionar.
Las neuronas
La ciencia persigue establecer el mapa estructural del cerebro para sus distintas funciones, pero también busca analizar los mecanismos y procesos cerebrales fundamentales para descifrar cómo éste funciona. Los neurofisiólogos han descubierto que las unidades discretas básicas de toda estructura del sistema nervioso central están constituidas únicamente por dos tipos de células: las glías y las neuronas, en una proporción de 10 a 1. Conexiones neuronales más densas requieren una mayor cantidad de glía, las que dan una coloración oscura, llamada materia gris. Las glías se cree que sirven principalmente de tejido de relleno o de soporte para las segundas, y controlan la composición iónica, los niveles de neurotransmisores y el suministro de citiquinas. Además, las glías tienen una función particular en el sistema autónomo, ya que están conectadas tanto a la acción muscular como a los sentidos de percepción. Se ha observado que las glías llamadas astrocitos reaccionan a la electricidad, por lo que podrían modular el comportamiento de las neuronas.
Por su parte, las neuronas tienen propiamente las funciones de comunicación y almacenaje de información. Ellas son las unidades discretas básicas del sistema nervioso, incluyendo especialmente el cerebro, por lo cual constituyen también las unidades discretas de toda estructura informacional. Su función es transmitir o no señales o datos de información. Las neuronas cerebrales de la memoria poseen una segunda función: almacenar estas señales o datos. En tercer lugar, las neuronas se conectan con otras neuronas de manera determinada, de modo que entre una neurona de entrada de información y una de salida existen neuronas intermedias que modulan, evalúan y procesan la información. Por estas tres funciones de su comportamiento estos conjuntos de neuronas, o túbulos, funcionan de modo semejante a las computadoras, lo que ha llevado a ingenieros cibernéticos a intentar reproducir la inteligencia biológica en forma artificial y a suponer que algún día se podrá fabricar un cerebro humano.
Existen tres tipos de neuronas en el sistema nervioso. En primer lugar están las sensitivas o aferentes que transmiten directamente la información desde los núcleos sensitivos o receptores hasta el tálamo, vía ascendente. En segundo lugar están, en el sistema nervioso central, las neuronas de asociación, aquellas propias del cerebro y que relacionan unidades discretas de diferentes escalas de contenidos de conciencia, o las sintetizan en escalas mayores. Por último están las neuronas motoras o eferentes, las cuales parten de la corteza motora y se dirigen vía descendente a lo largo de la médula espinal para llegar a cada músculo del cuerpo, de modo que casi todas las funciones motoras del organismo son controladas directamente por el sistema nervioso central. Tanto las neuronas aferentes como las eferentes son células largas que se aúnan en fibras nerviosas en los ramales y troncos del sistema nervioso.
La principal característica de las neuronas es la excitabilidad eléctrica de su membrana plasmática, estando especializadas en la recepción de estímulos y la conducción del impulso nervioso entre ellas o con otro tipo de células, como la unión neuromuscular entre una neurona y una fibra celular muscular. Las neuronas son células nerviosas y están compuestas morfológicamente de tres partes: un núcleo central o cuerpo llamado soma, manojos de largos filamentos que reciben información, llamados dendritas, que se proyectan de éste, y una extensa prolongación denominada axón y que conduce los impulsos desde el soma hacia otra neurona. El cerebro humano contiene unos cien mil millones de células de este tipo que se ligan entre sí, dendritas con axones, formando unos mil billones de conexiones que conforman una estructura general, o red neural, de interconexiones muy densas. Las conexiones se llaman sinapsis. En conjunto las neuronas disparan diez mil billones de veces por segundo, mientras gastan menos energía que una ampolleta. La funcionalidad cerebral es directamente proporcional a la cantidad de conexiones. Las distintas aptitudes de un individuo implican determinadas conexiones. Probablemente, Mozart poseía un cerebro con conexiones neuronales peculiares; su genética y, además, su actividad musical, que fue estimulada desde su tierna infancia, contribuyeron a producir su genio, lamentablemente conocido por muy pocos en la actualidad.
Comunicaciones
Una de las funciones principales de las neuronas es conducir y transmitir señales, desde las dendritas hasta el axón. Una neurona puede llegar a medir hasta unos 30 centímetros . A su interior, las señales transitan como impulsos eléctricos. Estos recorren la longitud de la célula sin ninguna pérdida de intensidad, a pesar de la mala conductividad eléctrica que posee cualquier tejido biológico. Ello es posible gracias a que la velocidad del impulso nervioso dista mucho de llegar a la de la electricidad conducida, por ejemplo, por alambres de cobre. Aquélla alcanza a un máximo de tan sólo 100 metros por segundo cuando la fibra se encuentra dentro de una vaina de mielina, y únicamente a 0,5 metros por segundo en los impulsos más lentos, en tanto que la velocidad de los electrones en un conductor eléctrico es cercana a la de la luz: 298.000 kilómetros por segundo. Debido a las relativamente lentas velocidades del impulso nervioso, existen concentraciones nerviosas en el organismo más cerca de la acción que sirven para responder en forma más expedita a las demandas externas, en lo que se denomina acto reflejo. Así, mucho antes de que el cerebro registre el dolor e imparta una orden, un individuo ya ha retirado su mano del fuego.
A diferencia de cables eléctricos, la neurona no transporta propiamente energía, sino que señales eléctricas. La energía requerida para conducir las señales la aporta la misma neurona, y una vez enviada ésta, recupera aquélla. Esta característica representa una ventaja, pues permite a la neurona entrar repetidamente en actividad, y al cerebro no recalentarse cuando está en plena actividad.
El mecanismo de transmisión del impulso nervioso funciona de una manera muy peculiar. En primer lugar, la membrana plasmática, que mantiene dentro el contenido celular como la de cualquier célula, está polarizada. Cuando la célula está en reposo, la superficie externa tiene carga positiva, y se establece un potencial de 70 milivoltios entre ambos lados de la membrana (potencial de reposo). En segundo lugar, la membrana es permeable dependiendo del tamaño de los iones: los grandes aniones protoplasmáticos del interior no pueden atravesarla y el pequeño ión positivo de potasio se difunde con relativa facilidad en ambos sentidos; en cambio, la permeabilidad para el ión positivo de sodio, más grande que la de potasio, es mucho menor y el protoplasma tiene la propiedad de expulsarlo activamente. En tercer lugar, la concentración de sodio en el líquido extracelular es de 10 a 15 veces superior al intracelular.
El impulso nervioso en una neurona se desencadena por un estímulo localizado que afecta la permeabilidad de la membrana, que aumenta súbitamente, abriéndose un canal iónico que permite la entrada de iones de sodio impulsados por el gradiente de concentración. Cuando nuevos iones de sodio del medio externo son atraídos y penetran en la membrana, el potencial de reposo disminuye hasta un valor crítico tras el cual el potencial se invierte. Cuando el potencial positivo llega a 100 milivoltios en el interior de la membrana, el fenómeno se hace explosivo y dispara. La onda de excitación se va extendiendo por toda la fibra en rapidísima sucesión. De este modo, el impulso nervioso recorre la longitud de la célula hasta llegar al axón.
En la sinapsis el impulso eléctrico modifica la estructura de un neurotransmisor, sustancia química que lo sigue conduciendo por medios químicos hasta otra neurona, trasponiendo la estrecha distancia sináptica que media entre un axón de una neurona con la dendrita de otra célula, e induciendo o estimulando la recepción en la dendrita, y la señal continúa su curso en la otra célula como impulso eléctrico, y así sucesivamente a través del sistema nervioso. Una sinapsis no es simplemente una conexión, sino que es también un signo de tránsito unidireccional.
En la neurona en cuestión su membrana recupera, inmediatamente después, la impermeabilidad para el sodio. De la fibra escapa un ión potasio, impulsado por el gradiente de concentración, y de nuevo el interior se hace electronegativo, repolarizándose. El estado original no se recupera hasta que los iones sodio, que han entrado, y los iones potasio, que han salido, no vuelven a sus sitios respectivos. Todos estos cambios, tan lenta y laboriosamente descritos, ocurren no obstante en milisegundos y sin dificultad.
Podemos advertir cuatro características importantes en el mecanismo descrito de la conducción de un impulso nervioso dentro de una neurona. Primero, es un proceso de sí o no, o de todo o nada. Si el ataque químico inicial logra reducir la permeabilidad de la membrana celular y un ión positivo logra ingresar dentro de la célula, el impulso nervioso comienza a transmitirse por la célula; de lo contrario no ocurre nada. Segundo, el impulso recorre toda la distancia dentro de la célula sin pérdida alguna de tensión. Tercero, la célula no aceptará otra señal hasta que no haya restablecido su propio equilibrio eléctrico, cosa que no tarda en ocurrir con el ingreso de un nuevo electrón apenas el impulso nervioso deja la célula si aún quedan señales que transmitir. Cuarto, las señales poderosas se transmiten con una frecuencia mayor que las señales más débiles, aunque todas tengan la misma intensidad y la misma velocidad de transmisión, siendo la frecuencia máxima de doscientos impulsos por segundo, ya que la recarga después de disparar demora cerca de dos centésimas de segundo; también la intensidad del impulso depende de la calidad de la sinapsis.
Dos neuronas adyacentes no están pegadas en la sinapsis. Entre el axón de una neurona y la dendrita de otra media una muy pequeña distancia. En las conexiones o sinapsis entre dos neuronas, la barrera es traspuesta por neurotransmisores, de los que más de 50 tipos diferentes han sido identificados. Un mensaje, que recorre una neurona como impulso eléctrico, pasa como reacción química por la sinapsis, a través del neurotransmisor, desde el terminal bulboso del axón hasta una dendrita filamentosa de una segunda célula, donde se convierte en un nuevo impulso eléctrico. En la sinapsis existe una determinada capacidad de afectarse a causa de las proteínas específicas que conforman los terminales de la neurona y la sustancia química particular del neurotransmisor. De ese modo, un sencillo mensaje alcanza a recorrer largas distancias a gran velocidad y a involucrar miles de neuronas.
Los principales neurotransmisores del cerebro son seis. La acetilcolina regula la capacidad para retener una información, almacenarla y recuperarla en el momento necesario. La dopamina fomenta la búsqueda del placer y de las emociones así como al estado de alerta. La noradrenalina promueve la atención, el aprendizaje, la sociabilidad, la sensibilidad frente a las señales emocionales y el deseo sexual. La serotonina juega un papel importante en la coagulación de la sangre, la aparición del sueño y la sensibilidad a las migrañas, y es utilizada para fabricar la melatonina. El ácido gamma-aminobutírico o GABA es el neurotransmisor más extendido en el cerebro y está implicado en ciertas etapas de la memorización siendo un neurotransmisor inhibidor, permitiendo mantener los sistemas bajo control y favoreciendo la relajación. La adrenalina permite reaccionar en las situaciones de estrés, siendo una tasa elevada causante de fatiga, falta de atención, insomnio, ansiedad y depresión.
En el caso de las neuronas asociativas, cuyos manojos de dendritas y sus axones únicos están conectados respectivamente con axones y dendritas de muchas otras neuronas, un mismo impulso nervioso suele retornar repetidamente, activando el mismo conjunto por un prolongado tiempo. Esta característica permite mantener contenidos de conciencia presentes en una memoria de corto y mediano plazo, de naturaleza electroquímica, y posibilita la creación de una memoria de largo plazo mediante la síntesis de proteínas en las sinapsis. También esta característica es fundamental para lograr un estado de conciencia.
No podemos concluir esta sección sin indicar que si las unidades discretas fundamentales del cerebro son las neuronas, éstas se distinguen entre sí por su especialización. Además, su estructuración general admite varias escalas distintas, desde grupos de neuronas específicas y especializadas que intervienen en las funciones de las escalas más simples, pasando por sistemas que incluyen diversos agrupaciones específicas y agrupaciones de agrupaciones, hasta la estructura que se identifica con el cerebro mismo, como veremos más adelante.
La memoria
Además de conducir y transmitir señales, algunas neuronas y grupos de neuronas tienen la capacidad para almacenarlas. Esta función es especialmente importante para todos los procesos cognitivos, desde las mismas percepciones hasta los racionamientos más abstractos. En efecto, la memoria es una de las unidades discretas de la conciencia, aquella que le permite trascender el tiempo y vincularse con el pasado. Dependiendo de la escala de estructuración, grupos de neuronas memorizan desde sensaciones, percepciones e imágenes hasta ideas abstractas y juicios. La memoria provee el contenido significativo en cada instancia del procesamiento psíquico. Los procesos cognitivos van desde relacionar sensaciones para estructurarlas en percepciones hasta relacionar ideas en estructuras lógicas. La estructura general de estas múltiples unidades y modalidades de almacenamiento constituye la memoria.
La memoria no es una parte del cerebro, sino que es una de sus funciones. Más propiamente, ella es una función de la interconexionalidad de las neuronas estructuradas en escalas sucesivamente incluyentes de la densa red neuronal que conforma el cerebro. No está en un lugar específico del sistema nervioso central, como sí lo está en una computadora, cuyas funciones de memoria y procesador lógico ocupan lugares distintos. La memoria biológica ocupa la misma red que procesa la información, y que posee además todas las otras funciones psicológicas conocidas del cerebro. Así, mientras la memoria artificial es capaz de almacenar bits o datos de información, esto es, símbolos con un código adjunto para su recuperación y uso, la del cerebro almacena conjuntos completos cuyas unidades se relacionan entre sí. Además, los bits de la memoria artificial están referidos a la misma escala, en tanto que la memoria biológica comprende tantas escalas incluyentes como la estructuración que posee el sistema de red del cerebro. Si alguien quisiera construir una memoria artificial que imitara la memoria biológica, debiera tener en cuenta lo dicho.
Las unidades discretas de la estructura básica de la memoria son las sinapsis modificadas permanentemente por unidades de experiencias que llegan a estructurar macromoléculas proteicas sintetizadas a fuerza de repetición de estímulos. Las sinapsis de memoria almacenan básicamente bits de información sensorial. Un conjunto estructurado de sinapsis, probablemente un túbulo, almacena contenidos de conciencia más complejos, como una sensación. Una colectividad de conjuntos estructurados en una red, o en un núcleo, pertenecería a una escala superior y almacenaría un contenido de conciencia de una escala equivalente, como, por ejemplo, una percepción. Podríamos suponer que una red neuronal destinada a memorizar contenidos de conciencia de escalas aún mayores requeriría redes estructuradas que contengan estructuras neuronales incluyentes, como sus unidades discretas, hasta llegar a la escala requerida. Así, cuando una zona, o sistema, es activado por alguna señal, se produce el recuerdo estructurado en dicha zona o en dicho sistema. La conciencia evoca estas memorias y las relaciona, elaborándolas y estructurando contenidos más complejos. Estas serían activadas por la conciencia en su actividad por producir una respuesta adecuada a la estimulación del ambiente. De esta manera la memoria provee información a la conciencia para que elabore sus contenidos en todas las escalas que le son permitidas.
La función de la memoria es doble: adquirir y retener información, y evocar la información retenida. Su mecanismo es en la actualidad muy poco conocido, pero se saben algunos hechos. Todo el material que se recuerda proviene en último término del mundo externo. Así, la materia prima para las elaboraciones psíquicas proviene tanto de la experiencia del mundo externo como de los contenidos de conciencia almacenados en la memoria y que se hacen directamente presentes al ser evocados. En el proceso de transformación de la experiencia en memoria, es decir, de objeto percibido por los sentidos en imagen o figura representada, hasta almacenar ideas abstractas y razonamientos, intervienen las señales eléctricas, el establecimiento de nuevas conexiones sinápticas y la formación de complejas moléculas proteicas en las neuronas. En la actividad de aprendizaje, se estimulan la formación de macromoléculas proteicas en las conexiones sinápticas involucradas, aquellas que han sido activadas eléctricamente por la experiencia, para justamente almacenarla.
Etapas de memoria
Algunos neurocientíficos distinguen tres etapas de memoria. En primer término está la de plazo inmediato y dura segundos antes de desaparecer o pasar a la etapa siguiente. Su utilidad es manifiesta en aquellas acciones como marcar un número telefónico después de haberlo leído un rato antes en el guía, o saltar una zanja en el camino unos instantes después de haberla visto.
En segundo lugar está la de corto plazo y dura horas; también es olvidada si no pasa a la etapa posterior. Entre otras cosas, ésta nos sirve para ubicarnos en el tiempo y el espacio cuando estamos en acción, lo que no deja de ser decisiva en nuestras actividades de supervivencia. Se cree que el estado de estos dos tipos de memoria es solamente eléctrico, no logrando estructurarse necesariamente de un modo permanente ni completo. En el caso de la memoria de corto plazo es posible que resulte, además, por el establecimiento temporal en la red nerviosa de nuevas vías y conexiones neurológicas excitadas por la estimulación de la experiencia y mantenidas por la tensión eléctrica generada.
Por último está la memoria de largo plazo. Ésta demora en registrarse y exige a menudo repeticiones de las experiencias. Por ello, el aprendizaje requiere repetición de la acción. Además, es más fácil que una relación causal, que nos indica el modo de funcionamiento de un fenómeno, o una relación ontológica que nos entrega el concepto de algo, queden más firmemente asentado en nuestra memoria que un acontecimiento aislado. Usualmente, un acontecimiento particular se graba fácil e indeleblemente cuando está asociado con una fuerte emoción. Pareciera que una de las funciones de las emociones es permitir la constitución de la memoria de largo plazo con mayor facilidad y de manera más permanente. La experiencia tras meter la mano al fuego no se borra nunca más.
Mientras la memoria de corto plazo se origina en la corteza prefrontal, la memoria de largo plazo se genera cuando la primera pasa por el hipocampo. Este fenómeno ha llegado a ser conocido, ya que las personas que han sufrido la extirpación selectiva del hipocampo no logran desarrollar memoria de largo plazo, resultándoles novedosa toda experiencia.
Algunos neurólogos suponen que las estructuras que contienen las unidades discretas de memoria de largo plazo son conjuntos de neuronas que se interconectan específicamente a causa de la síntesis de macromoléculas proteicas determinadas que se forman a nivel de la sinapsis. Las proteínas tardan un tiempo (horas) en sintetizarse en las respectivas sinapsis. Se supone asimismo que existen muchas variedades de proteínas y muy distintas entre sí. Las sinapsis que se alteran de esta manera quedan establecidas en forma permanente. Las señales que transitan por estas sinapsis determinan una cierta especificidad en la información.
Así, las experiencias se asientan permanentemente en las sinapsis modificadas por las proteínas que han sido sintetizadas. Completando lo anterior, otros neurólogos sostienen que es probable también que la memoria de largo plazo se establezca a fuerza de repetición de estímulos, los cuales fortalecerían nuevas conexiones sinápticas de carácter más permanente. Ciertamente, la posibilidad de evocar una información particular desaparece definitivamente apenas se rompe la conexión sináptica.
Las personas de edad avanzada tienen deficiencias metabólicas y posiblemente por ello no consiguen sintetizar fácilmente estas macromoléculas para establecer nuevas conexiones sinápticas, lo que explicaría sus dificultades para memorizar nuevas experiencias, aunque no, por cierto, para recordar experiencias del pasado más lejano. Además, la menor actividad metabólica, a consecuencia del envejecimiento, retarda la actividad cerebral en sus otras funciones, especialmente en la memoria inmediata, pues hay menor energía disponible a causa de una menor oxigenación de la sangre y de un contenido menor de sustancias energéticas.
La memoria, que se identifica con el recuerdo, es distinta de la capacidad para recordar. Todos sabemos que resulta más fácil reconocer el recuerdo que evocarlo, como si su posibilidad de actualización se perdiera en la maraña de los circuitos neuronales establecidos, sin encontrar el interruptor, clave para efectuar la conexión de acceso del circuito en cuestión. Un breve reconocimiento es como encontrarse con el interruptor y recordar lo que se ha experimentado o se conoce. Pero dar con el interruptor resulta muchas veces en un agotador esfuerzo que muchas veces resulta vano, aunque el recuerdo esté en la “punta de la lengua”. De ahí la necesidad de contar con ayuda memorias, las cuales facilitan el evocar lo que se sabe.
La creencia de que aquello que recordamos son formas inmateriales inalterables de entes no se compadece con el mecanismo del aprendizaje. Por aquella creencia, se estima que la veracidad de un testimonio depende únicamente de la intención del sujeto, ignorándose la fragilidad inherente de la memoria que logra retener tan sólo residuos de percepciones, las cuales están lejos de evocar imágenes y acontecimientos veraces. Además es posible suponer a veces que ciertos recuerdos que se llegan a evocar han sido efectivamente experimentados, cuando lo que ha ocurrido es una mezcla de imágenes inducida por la acción hipnótica o por sueños.
El cerebro estructura
Las investigaciones recientes indican que el cerebro posee una clase de organización estructural que echa por la borda el esquema propiciado por el anatomista y fisiólogo alemán Franz Joseph Gall (1758-1828), hace doscientos años atrás, de un mosaico donde cada función psíquica se ubica en un lugar específico del cerebro, y que derivó en la nefasta frenología, pseudociencia del siglo XIX y comienzos del XX. Se sabe ahora, a través de numerosos ensayos e investigaciones del cerebro que utilizan la observación mediante exámenes por los diferentes tipos de scanners (la imagen por resonancia magnética y la tomografía por emisión de positrones), la técnica de experimentos electrofisiológicos mediante electrodos, el análisis de la conducta humana patológica, las autopsias y la experimentación con animales, que muchas funciones particulares están distribuidas por todo el cerebro, y también que sus distintas regiones se especializan en diferentes funciones.
En principio, la estructura del cerebro es la de un tejido fisiológico compuesto por neuronas, glía y vasos sanguíneos. Pero su enorme complejidad estructural radica precisamente en la arquitectura y organización del tejido. Y el tejido es complejo debido no sólo a las posibilidades que tienen las neuronas, las unidades discretas fundamentales, para interconectarse entre sí, sino también para conformar redes sucesivamente incluyentes.
En primer lugar, las neuronas se organizan en circuitos locales que forman una unidad compleja denominada túbulo. Los túbulos se integran en capas y núcleos (agregaciones en colecciones no estratificadas) corticales. Las zonas corticales y nucleares se interconectan para formar regiones corticales. Las regiones se estructuran en sistemas. Los sistemas se agrupan en sistemas de sistemas. En fin, los sistemas de sistemas terminan por estructurarse en el supersistema que es el cerebro o sistema nervioso central. Puesto que este supersistema es una estructura que aúna la totalidad de las estructuras de escalas inferiores, el cerebro es una unidad.
No obstante, es imposible entender el funcionamiento del cerebro si persistimos en concebirlo como estratificado en niveles y capas, y no como estructurado en escalas sucesivamente incluyentes, donde las unidades discretas fundamentales, las neuronas, convergen en escalas cada vez mayores de integración e inclusión, siendo la escala mayor la que contiene al sistema nervioso como tal y siendo su función la conciencia, que es la función psíquica de escala superior y que incluye a todas las restantes funciones psíquicas de menores escalas, desde el pensamiento racional y abstracto hasta las puras sensaciones. La neurología debiera tener el principio de la estructuración incluyente en distintas escalas para que pueda avanzar en su investigación del cerebro.
Vimos que la memoria no está localizada en una región determinada, sino que en tanto función multiescala está distribuida, como conviene, en toda la corteza y también en estructuras subyacentes. En realidad, la memoria constituye prácticamente el conjunto de millones de neuronas cerebrales que no tienen una especialización mayor. Este conjunto conforma una estructura reticular altamente organizada, constituida por conjuntos de sistemas que trabajan concertadamente, pero tan sensible que, excitando química o eléctricamente una o más de ellas, se activa un cierto número de otras, produciendo toda la complejidad de una percepción, de una imagen o incluso de un pensamiento. En el sueño la imaginación crea una relación inédita, uniendo conjuntos de imágenes, productos de pasadas experiencias, según las preocupaciones actuales.
Además de la memoria es posible distinguir determinadas funciones que se explican por la participación necesaria de gran parte la actividad cerebral. Una de ellas es la que regula el tono de la actividad cerebral y que corrientemente se denomina vigilia. Ésta se lleva a cabo mediante la modulación del sistema nervioso. Su estructura está ubicada en el subcórtex, y su morfología consiste en una extensa y continua red nerviosa de formación reticular organizada verticalmente para enlazarse con la extensión del córtex.
Existe una compleja función que consiste en la programación, regulación y verificación de la actividad cerebral. Por medio de ella se verifica la ejecución y se regula la conducta para que la acción se efectúe de acuerdo al programa. También se comparan los efectos de la acción con las intenciones originales para corregir cualquier error cometido. Esta compleja función se localiza en las amplias regiones anteriores de los hemisferios antepuestos al giro precentral, siendo su canal de salida el córtex motor. Su estructura incluye las capas superiores del córtex y la materia gris extracelular, la cual está compuesta de elementos de dendritas y glía. Puesto que esta estructura se desarrolla a partir de los 4-7 años, no es funcional en niños menores. Tal vez, la posibilidad de su desarrollo incompleto pueda explicar ciertas patologías.
Otra función de carácter general consiste en la de recibir, analizar y almacenar la información que continuamente llega del mundo exterior. La estructura de esta compleja función está constituida por los millones de neuronas individuales que están ubicadas en las regiones laterales del neocórtex, en la superficie convexa de los hemisferios en las regiones posteriores, incluyendo las regiones occipital (visual), temporal (auditiva), y parietal (sensorial general). A diferencia de la anterior función, estas neuronas trabajan de acuerdo a la ley del todo o nada, recibiendo impulsos discretos y reexpidiéndolos a otros grupos de neuronas.
Por lo anterior, no es posible localizar los procesos psicológicos complejos en zonas limitadas del córtex. Tales procesos corresponden a funciones provenientes de la estructuración participativa de muchas y diversas subestructuras ubicadas, a veces, a considerable distancia entre ellas. Las funciones complejas son posibles debido a la concertación de los aportes de las diversas subestructuras. El sistema funcional de gran escala puede verse alterado a causa de lesiones en subestructuras o en localizaciones particulares, o por un funcionamiento electroquímico deficiente.
En una escala aún mayor las neuronas de los sectores de corteza son coordinadas como en una inmensa orquesta por conjuntos de neuronas más especializados. Existe por ejemplo un pequeño conglomerado de neuronas cuyos axones provienen del ganglio basal. Estas neuronas alcanzan a todas las zonas del cerebro que controlan el movimiento de los sentidos y el procesamiento de información, y emiten un neurotransmisor relacionado con el conjunto de sensaciones.
Especializaciones
La enorme colección de neuronas tiene un orden orgánico que se viene analizando desde hace más de sesenta años. Así, la corteza cerebral, o córtex, zona que cubre la parte superior del cerebro y que tiene un espesor entre 1,5 y 4,5 mm , está estructurada en capas que se distinguen morfológicamente por el tipo de neuronas. Se han descubierto seis capas o estratos en las cuales predominan uno u otro tipo, alternándose capas granulares con capas piramidales. Las neuronas del tipo granular son terminaciones de fibras cortiaferentes, en tanto que las neuronas de tipo piramidal son comienzos de fibras eferentes. Como se ha hecho evidente para algunos investigadores en inteligencia artificial, es necesario que entre las neuronas de entrada y las de salida existan estratos de neuronas intermedias, pues si las primeras estuvieran directamente conectadas con las segundas, habría una correspondencia sencilla, directa, determinada e invariable entre la información que llega y la que sale, sin poder ser modulada, evaluada, controlada o procesada.
La especialización abarca incluso sectores de la corteza, dividiéndose en tres áreas: motora, sensitiva y de asociación. La estimulación eléctrica provoca en la corteza sensitiva la correspondiente sensación, o desencadena en la corteza motora contracciones en los grupos musculares correspondientes, pero no produce reacción alguna en la corteza de asociación. Las cortezas sensitiva y motora están subordinadas a la corteza de asociación, la que tiene por función la coordinación e integración de la información. En consecuencia, al estructurarse por convergencia e interconexión en una escala superior, los diversos tipos de neuronas sincronizan su funcionamiento, y la estructura superior se torna específicamente funcional.
Puede servir de ejemplo lo que algunos investigadores han encontrado últimamente en regiones particulares del cerebro que han sido debidamente estimuladas y su reacción registrada. De este modo, cierta región específica tiene una función que distingue adelante de atrás, y así otras más distinguen arriba de abajo, derecha de izquierda, movimiento de quietud. Además han encontrado que estas regiones deben ser estimuladas para que puedan activarse y conectarse, para conformar finalmente estructuras que tienen funciones espaciales, necesarias para los centros de percepción.
La especialización de las neuronas se puede observar también en aquéllas de los campos receptores del órgano de la visión. Existen neuronas que son sensibles, cada una de forma especializada, a la forma, la luz y el color de un estímulo visual. Las distintas informaciones transmitidas son reagrupadas en el córtex visual, generando una representación unificada y detallada, dotada de múltiples formas, luces y colores.
Los lóbulos frontales están conectados con los lóbulos parietales. En éstos existe actividad cuando la persona se concentra en imágenes visuales y sonoras, lo que implica que esta parte del cerebro monitorea las señales del mundo exterior, e indica a los lóbulos frontales poner atención y vigilancia frente a esas señales. Una región del córtex posee la facultad para reconocer el significado de las expresiones faciales; esto implica que una habilidad para evaluar la intención de otro e indicar a otro sus propias intenciones solamente por la expresión facial fue una ventaja evolutiva y fue responsable de este desarrollo particular del cerebro.
Lo que demuestra nuevamente que la estructuración última del cerebro es incluyente de muchas estructuras de escalas sucesivamente inferiores es que distintos sistemas regionales del córtex convergen, relacionándose en una escala superior, en estructuras muy funcionales. Así, por ejemplo, la capacidad para procesar el lenguaje es una estructura que tiene subestructuras, como la conocida área de Broca, localizada en una región del lóbulo temporal del hemisferio izquierdo; posee funciones muy relacionadas entre sí para el lenguaje; conecta las memorias almacenadas; coordina los órganos del habla, y reconoce los sonidos que forman las palabras. Una subestructura muy cercana, conocida como el área de Wernicke, puede comprender el lenguaje escuchado.
En los seres humanos, los dos hemisferios cerebrales poseen además determinadas especializaciones funcionales generales. En el hemisferio derecho se centran las funciones viso-espaciales no verbales, las capacidades artística y de comprensión, y apreciación de la música; allí las distintas unidades discretas del pensamiento se sintetizan en un instante, y su contenido se transmite como un todo integrado. Este mecanismo de estructuración se adapta al tipo de respuesta inmediata requerida por los procesos visuales y de orientación espacio-temporal. En cambio, el hemisferio izquierdo es el centro del pensamiento analítico y lógico. Allí las imágenes, ideas y conceptos, unidades discretas del pensamiento lógico y abstracto, se estructuran por medio del lenguaje de modo secuencial y lineal para terminar por conformar proposiciones y juicios. En resumen, el hemisferio derecho es bueno para los problemas geométricos, en tanto el izquierdo lo es para los problemas matemáticos. Así, pues, mientras el hemisferio izquierdo es el frío, gris, monótono, calculador centro hacia donde concluye el pensamiento abstracto y racional que procesa partes conceptuales de modo ontológico y lógico, concluyendo en el lenguaje, el hemisferio derecho es el centro creador que da origen a la diversidad poética, musical, llena de color y perspectiva que humaniza tanto la realidad como los sueños sobre del sujeto que conoce, siente y se expresa.
Estructura evolutiva
Es importante destacar que la estructuración del cerebro tiene un origen evolutivo. En dicha estructuración se distinguen al menos cuatro partes que forman capas superpuestas, siendo la más antigua, evolutivamente hablando, la más interna, y siendo la más reciente, la más externa. La parte más antigua, correspondiente a los reptiles, es el paleo encéfalo que incluye el hipotálamo y el tallo cerebral. Viene enseguida el mesocéfalo con el hipocampo, que correspondió a los antiguos mamíferos. Posteriormente sigue el córtex con dos hemisferios, propio de los mamíferos actuales. Por último, con el ser humano, surgió el neocórtex. Ninguna de estas partes es funcional sin el funcionamiento adecuado de las partes más antiguas.
Las partes más profundas, como la amígdala, los núcleos del septo, los núcleos talámicos anteriores y el hipotálamo, están rodeadas por el sistema límbico. Éste, a su vez, está constituido por un conjunto de estructuras complejas que incluyen el hipocampo, el giro hipocámpico y el giro del cíngulo, y funcionalmente están relacionadas tanto con las emociones del placer, sexuales, agresivas, de miedo, como con las sensaciones más primitivas, como el olfato, el hambre, la sed. Se sabe por las experimentaciones realizadas que el hipocampo juega un papel crucial en el aprendizaje, pero no es el lugar donde se almacenan los recuerdos.
En general, la corteza está especializada en el procesamiento de la información, y el subcórtex, en transmitirla. La habilidad espacial se localiza en la primera, y las emociones se ubican en ciertas estructuras del sistema límbico. Desde el punto de vista de la evolución biológica, la parte interior y más antigua (filogenéticamente hablando) del cerebro contiene los sistemas de control esenciales para el mantenimiento de la vida, y la exterior, de más reciente desarrollo, es la principal responsable de la memoria, las emociones y los refinamientos del pensamiento. La relación del sistema nervioso central con el importante sistema endocrino, que interviene en la conducta del organismo mediante la producción de distintas hormonas, se produce de diversas maneras y a distintos niveles, siendo el principal el conformado por el diencéfalo y la hipófisis. Las hormonas, producto de las glándulas endocrinas, son mensajeros químicos que intervienen en la regulación de los diversos sistemas del organismo.
En los primates superiores y particularmente en los seres humanos el córtex constituye una estructura con un desarrollo mucho mayor y que recientemente, en los últimos millones de años, ha venido evolucionando con rapidez en el género homo. Esta estructura incluye la mayor parte de los lóbulos frontales y de toda la corteza no dedicada ni a la sensación del mundo exterior ni al sistema motor. Su estructura está, en general, constituida enteramente por células asociativas, las cuales tienen una conformación morfológica granular.
Los lóbulos frontales y, en particular, sus formaciones terciarias, incluyendo el córtex prefrontal, fueron las últimas partes de los hemisferios cerebrales que se formaron en el curso de la evolución y que, si bien apenas son visibles en los animales inferiores, se hacen apreciablemente mayores en los primates. En el ser humano, ocupan hasta 1/4 de la masa total de los hemisferios cerebrales, pero no alcanzan la madurez hasta los 4 a 7 años. En éstos se encuentran principalmente la memoria, la imaginación, el carácter y el pensamiento abstracto y racional.
Así, pues, hemos visto que el sistema nervioso es verdaderamente un complejo sistema funcional que comprende varias escalas incluyentes de estructuras, cada una de ellas funcionalmente especializada. La escala máxima de su estructuración tiene un funcionamiento unitario que se identifica con la conciencia de sí, con el pensamiento abstracto y lógico, con los sentimientos y con la acción intencional.
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NOTAS:
NOTAS:
Todas las referencias se encuentran en Wikipedia.
Este ensayo corresponde a la Introducción y al Capítulo 2, “Estructura y función de la conciencia”, del libro IV, La llama de la mente, http://llamamente.blogspot.com.
Viene de http://organodelpensamiento.blogspot.com, y continúa en http://organodelpensamiento3.blogspot.com/.
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