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.
Notas:
Este ensayo, ubicado en http://unihum4b.blogspot,com/, corresponde al Capitulo2, “La estructura y el
funcionamiento del cerebro”, del Libro IV, La
llama de la mente (ref. http://unihum4.blogspot.com/).
