El Cerebro y el Mito del Yo (I of the vortex: From Neurons to Brain)

 In Notas

Escrito por Dr. Jorge Vera

Doctor en Neurociencias

Investigador Postdoctoral Albert Einstein College of Medicine

Dibujo por Carlos Pinto Blaña

 

Sinopsis

Durante toda la historia de la humanidad se ha propuesto que la conciencia es algo inmaterial, quizás espiritual, que nos define como individuos y nos conecta con lo divino. En este libro, el Profesor de la Universidad de Nueva York, Rodolfo Llinás, hace un resumen histórico sobre el estudio del cerebro y presenta la visión actual de la neurociencia sobre el rol del cerebro que lo relaciona con la conciencia. El resultado es impactante porque muestra que es posible entender la conciencia de forma simple y elegante como la actividad coordinada de millones de neuronas que trabajan en conjunto para orquestar la conducta. La conciencia es la actividad coordinada de nuestro cerebro y, por lo tanto, es una propiedad que compartimos con gran parte de los seres vivos.

Comentario

Si se busca entender la visión actual de la biología respecto a la conciencia, la mente y la conducta, este es el libro indicado. El mensaje del libro es chocante y revelador, la esencia material de nuestra existencia emerge de la actividad del cerebro.  Esto no es solo una creencia promovida por un puñado de científicos, es una idea avalada por la comunidad científica que resulta del trabajo realizado durante siglos (1) y que actualmente permiten entender en detalle qué hace el cerebro (cual es su rol) y cómo lo hace (mecanismos de funcionamiento). De la misma forma en que la física nos propone la teoría sobre el origen del universo en la cual éste es creado mediante el Big Bang, y que luego es seguido por una constante expansión, este libro nos presenta de forma elaborada y progresiva la teoría del cerebro y la conciencia, de cómo el cerebro se originó durante la evolución con el fin de coordinar el movimiento y de cómo logra convertirse en una máquina predictiva que genera una realidad virtual a la cual cada uno de nosotros llama “yo” (2).

El Dr. Rodolfo Llinás es un renombrado neurocientífico de origen colombiano, actualmente profesor de la Universidad de Nueva York. Comienza su carrera científica junto a Sir John Eccles (Ganador del premio Nobel 1963) en el momento que se comienza a entender la naturaleza eléctrica de las neuronas y empieza a tomar forma la idea que el cerebro podría ser suficiente para generar algo tan complejo como la conciencia y el sentido del “yo” (2). Desde entonces el Dr. Llinás ha dedicado su carrera a dilucidar los misterios del cerebro, publicando cientos de trabajos científicos en las más prestigiosas revistas y llegando a ser un referente a nivel mundial en el tema del cerebro y la conciencia (3). Este libro alcanzó récord de ventas y de acuerdo al google scholar tiene más de 1000 citas científicas (4).

Las idea central del libro se puede dividir en cinco conceptos que explican cual es el origen evolutivo del cerebro y como se puede entender que la conciencia sea el resultado de su actividad. Los conceptos son los siguientes:

1. El cerebro surge de la necesidad de organizar el movimiento

Siguiendo con el ejemplo del Universo, el origen del cerebro ocurre con los seres vivos multicelulares que comienzan a moverse y requieren un órgano que se encargue de coordinar dicho movimiento. Las esponjas son los parientes más cercanos que tenemos que no se mueven y que, por lo tanto, no tienen cerebro. Un ejemplo evolutivo elegante que demuestra este punto son las ascidias, pequeños animales invertebrados que en estados tempranos de su desarrollo son nadadores (se mueven) y para ello tienen médula espinal y un cerebro. En su vida adulta cambian su estilo de vida y dejan de moverse, se adhieren a una roca y pasan a estado sésil para el resto de su vida. ¿Qué pasa con su cerebro? Bueno, desaparece. Si no hay movimiento el cerebro es prescindible y se va. De forma similar, se puede ver una relación entre el tamaño del cerebro y la cantidad de movimiento (o complejidad de conducta) que ejecutan los organismos. Apoyando esta idea se ha descrito que animales con conductas complejas asociadas a una mayor cantidad de tipos de movimientos tienen cerebros más grandes que animales con conductas más simples (5).

2. Un organismo que se mueve requiere sensores que informen sobre el mundo exterior

El movimiento expande el dominio de acción de los organismos, otorgándoles una dimensión de interacción con el medio que es controlada por ellos mismos. Pero el movimiento sin sensores que informen del estado del mundo exterior pierde sentido. Hay que saber detectar las presas y encontrar fuentes de comida. Esto hace necesario que el movimiento venga asociado a sistemas sensoriales que reporten al sistema organizador de movimiento (el cerebro) sobre las propiedades del mundo exterior para que sepa donde se está moviendo. En estricto rigor, la sensorialidad surge antes que el movimiento (plantas y esponjas tienen sistemas sensoriales), pero es el movimiento lo que fuerza un desarrollo sofisticado de los sentidos. La idea de fondo es que mientras más sofisticado sea el movimiento más resolución debe tener el sistema sensorial. Por ejemplo, un caracol que se mueve lentamente por el jardín no requiere un sistema visual muy desarrollado. Por el contrario, un águila que debe modificar el vuelo dependiendo de la posición de la presa requiere un sistema visual altamente sofisticado para coordinar la dirección del vuelo de forma dependiente a la trayectoria dinámica de su presa.

3. El movimiento está asociado a un propósito

Como estrategia evolutiva el movimiento otorga la posibilidad de contribuir a satisfacer una necesidad, lo cual puede entenderse como tener un propósito. Puesto que el movimiento coordinado de los organismos es algo más complejo que un simple “movimiento”, a esta altura de la conversación es más conveniente hablar de la conducta de los organismos (6). En organismos con conductas simples veremos que estas ocurren relacionadas a la necesidad de encontrar comida, arrancar de un depredador, evitar un peligro o encontrar una pareja para reproducirse. Organismos más complejos podemos ver que el repertorio de conductas pueden ser extremadamente complejas, pero siempre están relacionadas a un propósito. Por lo tanto, el cerebro como ente organizador del movimiento es también el órgano encargado de detectar la necesidad que genera el propósito necesario para ejecutar una conducta.

4. El propósito requiere la capacidad de inferir el futuro más probable

Para entender esta idea, que es importantísima, hagamos el ejercicio que resuelve el cerebro cada vez que debe ejecutar una conducta. Para hacerlo simple usemos la conducta de escape como ejemplo. Un depredador aparece de repente por la izquierda, estamos seguros que nos quiere comer y por lo tanto debemos coordinar cómo y por donde nos arrancamos. Lo primero es hacer un rápido chequeo de donde estamos parados (en medio de un sendero), cuales son las posibles rutas de escape (supongamos que tenemos solo dos alternativas, seguir derecho por el camino o devolvernos). Al evaluar el posible éxito de cada posibilidad debemos usar nuestro conocimiento sobre el lugar, recuerdos de experiencias similares y confiar en que ese conocimiento puede aplicarse a esta circunstancia en particular. Evaluando las posibilidades tenemos que: i) Si seguimos derecho, no tenemos que frenar y no perdemos velocidad, y si logramos saltar bien alto quizás logramos escapar. Lamentablemente no sabemos que hay más adelante del camino, quizás haya más depredadores esperando! Todo esto hace muy poco viable esta alternativa. ii) Si nos devolvemos tenemos que frenar y perder velocidad, pero volveríamos por terreno conocido lo cual es más seguro. Además, recordamos que había una pequeña cueva que podría servir como refugio. La mejor opción, si confiamos en que el mundo es como lo conocemos, nada a cambiado y la cueva sigue allí, es devolvernos. Como cerebro tomamos la decisión de frenar y volver arrancando a la cueva, y nos salvamos. Buen trabajo! Ahora analicemos el ejercicio de un punto de vista más general.  Acabamos de predecir que si nos devolvemos por el camino y nos escondemos en la cueva nos salvabamos. La tarea fundamental del cerebro es guiar la conducta con base a predicciones de este tipo, en que hay un problema a resolver (como el ejemplo del escape) y se basa en la estructura causal de nuestra realidad y a todas las reglas causales que ha aprendido (por ejemplo, saber que en una cueva uno está seguro, que la distancia a la cueva es razonable para que el escape sea efectivo, etc.) para predecir cuál es la consecuencia de las posibles acciones que se pueden escoger y de esta forma ejecutar aquella acción que va a tener el mejor resultado. Nuestros cerebros requieren hacer predicciones sobre el futuro para ser capaz de evaluar cuál conducta es la más apropiada entre todas las posibilidades que existen y ejecutar aquella cuyo resultado se acerca más al propósito deseado (7).

5. El cerebro y la conciencia

En la medida que los organismos desarrollan conductas cada vez más intrincadas el cerebro también se hace más complejo y comienza a desarrollar procesos internos de coordinación que ya no están estrictamente relacionados al movimiento del organismo. La idea actual es que los pensamientos e ideas son procesadas por el cerebro de la misma forma en que se organizan la ejecución de los movimientos. De la misma forma que el cerebro coordina la activación e inhibición secuencial de decenas de músculos para realizar cualquier movimiento, la generación de pensamientos (la planificación del día, pensar en una idea original, etc. TODO!) surge en nuestros cerebros como el resultado de secuencias altamente coordinadas de actividad neuronal. El cerebro tiene áreas especializadas que se distribuyen las tareas necesarias para organizar distintos componentes de las conductas complejas. Por ejemplo, la ejecución de movimientos está a cargo de regiones llamadas motoras, el procesamiento de estímulos sensoriales ocurre en regiones especializadas en cada modalidad sensorial (olfato, audición, visión, etc.), existe una región llamada hipocampo que recibe información sensorial y construye un mapa del mundo exterior el cual permite aprendernos los lugares que visitamos, la amígdala es la región encargada de procesar las emociones. Existe un conjunto de regiones que reciben el nombre de “circuito de recompensa” que están encargados de detectar estímulos positivos y promover su búsqueda, el cuerpo estriado está encargado de coordinar ejecución de planes de movimientos, y la corteza prefrontal se encarga de coordinar el resto de regiones para dirigir la conducta hacia un objetivo particular (buscar comida, encontrar refugio, etc.). La neurociencia nos muestra que la conciencia es un fenómeno general para los organismos que tienen cerebro y puede entenderse como la actividad de millones neuronas pertenecientes a distintas regiones del cerebro que se coordinan para ejecutar la conducta más apropiada para un organismo dado su estado actual y su historia.

Es importante mencionar que si bien es posible entender que la conciencia emerge del funcionamiento del cerebro, en el caso de cerebros complejos como el de nosotros los humanos (y seguro otras especies con cerebros grandes) el nivel de complejidad que adquiere la conciencia hace que aún falte  mucho por aprender y un montón por descubrir. Este libro se limita a presentar en detalle el mecanismo por el cual el cerebro controla la conducta y define un concepto de conciencia aplicable a todos los organismos que poseen cerebro, pero en términos de la mente humana se limita a ámbitos más especulativos. Para discutir sobre la mente humana hay que hacer un salto de disciplina y estudiar neurociencia cognitiva, y un buen autor para comenzar es el investigador chileno Francisco Varela y su teoría de la conciencia encarnada.

Para terminar, comentamos que el libro está lleno de ejemplos muy interesantes que demuestran el hecho que los animales tienen conductas extremadamente elaboradas y que expresan características que muchos pensarían que son exclusivas de nosotros los humanos. Abejas que aprenden a jalar una cuerda para obtener un premio de agua dulce y que son capaces de enseñar a resolver la tarea a otras abejas. Cuervos que construyen herramientas para resolver tareas complejas (cada cuervo hace sus propias herramientas favoritas), y otras aves que son capaces de identificarse como individuos cuando se ven en un espejo (minuto 30 en el video de la charla “La vida es inevitable”). Todos ejemplos que muestran de forma elegante que tener una personalidad, poseer una mente que aprende y resuelve problemas, tener la capacidad de desarrollar el sentido del “yo” son propiedades que emergen del funcionamiento del ente coordinador de la conducta, el cerebro. Muchos de estos ejemplos aparecen en las charlas del Dr. Llinás disponibles en la web (links más abajo), que invitamos a ver. También agregamos el link de la charla TED sobre el proyecto que busca construir un cerebro utilizando supercomputadores y que expone de forma elegante la manera en que el cerebro construye una realidad virtual que nosotros llamamos realidad.

 

Notas al pie de página:

  1. Las investigación del sistema nervioso ha avanzado en paralelo con el resto de la ciencia occidental, pero podemos identificar hitos importantes en su historia como el descubrimiento de la naturaleza eléctrica del tejido nervioso por Luigi Galvani a finales del siglo XVIII, el descubrimiento de las neuronas como unidad funcional del sistema nervioso por Santiago Ramón y Cajal a finales del siglo XIX, la caracterización de la actividad eléctrica a nivel celular por los británicos Alan Hodgkin y Andrew Huxley después de la segunda guerra mundial y, finalmente, la invención de la optogenética como técnica que permite investigar el rol causal de circuitos neuronales por Karl Deisseroth, recién el año 2005.
  2. En el libro se usa el “yo” (del inglés self) para referirse al ser consciente del mundo exterior, pero también del mundo interior, de nuestro cuerpo y de nuestros pensamientos, de ser conscientes de uno mismo. Más sobre este tema aquí (https://plato.stanford.edu/entries/self-consciousness/).
  3. Hay que saber que incluso los grandes referentes a veces son poco precisos y abusan de su posición. Recuerdo una vez cuando era estudiante de doctorado estaba esperando que comience una conferencia del Dr. Llinás sobre mente y conciencia, y le comento muy entusiasmado y expectante a un profesor muy respetado que estaba al lado mío: “El Dr. Llinás tiene una teoría sobre la conciencia!” A lo que él responde: “Si po, todos los científicos viejos tienen su propia teoría de la conciencia, hasta yo tengo la mía”. Para tener en mente.
  4. https://scholar.google.com/scholar?oi=bibs&hl=en&cites=10498996091546487634
  5. La investigadora Suzana Herculano-Houzel a hecho su carrera estimando el tamaño de los cerebros de distintas especies contando el número de células que estos poseen. Ella demuestra este punto de forma elegante. Recomendamos su charla TED y su libro The human advantage.
  6. Entendiendo la conducta como una respuesta coordinada (como acción o inacción) de un organismo completo a un estímulo interno o externo (https://en.wikipedia.org/wiki/Behavior#cite_note-3).
  7. El libro comenta la forma en que estas predicciones son implementadas en los circuitos neuronales y la forma en que emergen de la actividad eléctrica de las neuronas, es importante notar que estos mecanismos neuronales se han descrito en detalle durante los últimos 20 años de investigación científica. Para el autor es de vital importancia la actividad recurrente (que el llama vortex, y de donde se extrae el nombre del libro en inglés) que se produce entre el tálamo y la neocorteza, dos regiones muy importantes para el funcionamiento del cerebro.

 

El Cerebro y el Mito del Yo. Dibujo por Carlos Pinto Blaña

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