LENGUAJE.

El lenguaje es crucial para coordinar las actividades de muchos individuos dispersos en numerosos lugares distintos.

En opinión de Robin Dunbar, “el lenguaje evolucionó para que los humanos pudieran intercambiar información”. Dicho lenguaje nos permite estar al día sobre lo que está pasando en el mundo de nuestras relaciones sociales siempre en continuo cambio.

Aunque simios y humanos compartimos muchas habilidades cognitivas avanzadas, se diferencian singularmente en el grado en que los humanos “pueden tomar distancia del mundo al experimentarlo”. Los simios tiene una experiencia del mundo más directa, porque “sus sentidos se aferran a la realidad”.

En cuanto al lenguaje hay que subrayar que los simios carecen del aparato vocal necesario para hablar. La laringe de los chimpancés, por ejemplo, “está situada en la parte superior de la garganta, justo detrás de la base de la lengua, mientras que la de los humanos se ubica en la parte inferior, justo por debajo de la nuez de Adán”.

La ventaja de que la laringe se ubique más abajo en la garganta, supone aumentar enormemente la cámara de resonancia que forman garganta y boca, lo que nos permite la producción de una gran variedad de sonidos.

En opinión de Dunbar, “lo que hace que una conversación nos resulte realmente interesante es que participamos en juegos mentales”.

“Mientras que el lenguaje en sí mismo no es esencial a la literatura, un nivel avanzado de teoría de la mente sí que lo es”.

Pero lo importante para la cultura en general es que las historias que contamos influyen en las mentes de otros, y existe una forma de contar historias que verdaderamente ha dejado su “impronta” en el registro arqueológico: la religión. Como nos dice Robin Dunvar, “la religión requiere que seamos capaces de concebir mundos imaginarios, mundos de los que no tenemos experiencia directa”.

En sus orígenes, la religión debió ser una práctica personal e intimista, pero para “una religión social completa requiere como mínimo de un cuarto grado de intencionalidad para comprenderla y tal vez una quinta para crearla”.

El lenguaje “surgió en algún momento entre los quinientos mil y doscientos mil años atrás”, mientras que la religión lo habría hecho, tal como la conocemos en su forma comunitaria, hace unos doscientos mil años.

En opinión de Dunbar, aparte de las artes y las ciencias, el fenómeno religioso es el que “verdaderamente nos diferencia en un sentido cualitativo de nuestros primos los simios”.

(De la obra de Robin Dunbar “La odisea de la humanidad”)

“Heidegger y la poesía” (Alberto Pendón Martínez).

(Del ensayo del mismo título de Alberto Pendón Martínez -comentado en la obra de Alejandro R. Álvarez Silva \”Vida y mente\”)

“Es en la poesía donde acontece esa prioridad activa del dasein, cuya actividad consiste esencialmente en dejar de ser al ser. Su función es la gratuidad de la verdad confundida en el acto  de apertura originario mediado por la palabra. En este espacio poético observa Heidegger, la condición de posibilidad para que el hombre recupere su esencia, oculta tras el dominio de la técnica. Se trata de crear un espacio ontológico para posibilitar la aparición del ser mediante la preparación del pensamiento y la poesía: “Sólo un dios puede salvarnos, no nos queda otra posibilidad que la de preparar en el pensamiento y la poesía un espacio para la aparición de dios“.

“Heidegger lanza dos afirmaciones claves para entender la palabra poética, las cuales se implican mutuamente, estas son: “la palabra es la casa del Ser” y la poesía es “la instauración del Ser en la palabra“. Con ellas, Heidegger sitúa al lenguaje más allá de la nueva función instrumental, ésta sería consecuencia de su esencia, la custodia del Ser. Posibilita al hombre aprehender la Verdad del Ser, y en consecuencia existir, vivir humanamente sin perder de vista al Ser en el diálogo con la totalidad de los entes.”

“Por otro lado, el Ser lo identifica Heidegger con lo divino; si sólo el poeta puede instaurar el Ser con la palabra, sólo él es consciente de la ausencia de Dios que domina la vida moderna…”

“La única salida que propone el filósofo es la consecución de un pensamiento que se adentre en esta ausencia y escoja el camino de “ir hacia Dios sin Dios“. Esto sólo acontece en el poeta y su poesía, que sabe oír la mesura, escucha al Ser sin imponer su voluntad de dominio ni pensarlo desde su subjetividad. Con esto llegamos a la conclusión de Heidegger acerca de la esencia de la poesía, que es, a su vez, la esencia humana.”

La información como elemento constitutivo de la realidad.

El libro “Information and the nature of reality” (Paul Davies y Niels Henrik Gregersen) analiza la posibilidad de que la información sea un elemento constitutivo de la realidad material.

Este planteamiento ha sido reflejado implícitamente en varios artículos de este Blog, y en particular en varias obras de este autor (ver al margen “Accesible e inaccesible” y “Vida y mente: ciencia y misterio”).

El físico Paul Davies propone el siguiente esquema de explicación de la realidad material: información→leyes de la física→materia (inverso al modo de explicación tradicional del mundo). Y esta explicación la deriva del estudio de la física cuántica y el papel del observador en ella, así como de la “nueva” biología. (Ver el artículo completo aquí).

MENTE Y CEREBRO HUMANO.

Nos hacemos eco de la amena y estupenda obra del psicobiólogo Manuel Martín-Loeches \”La mente del \”Homo sapiens\”, de la que extraemos los siguientes planteamientos.

Un cerebro más grande es un cerebro más inteligente, entre otras cosas, porque tiene más neuronas, y por consiguiente, un cerebro que permite mayor capacidad de memoria operativa.

Respecto al problema de la consciencia, empieza desde el mismo inicio, al no haber un consenso científico acerca de lo que realmente significa. Ahora bien, desde el punto de vista de la neurofisiología, hay dos grandes frentes abiertos: el que considera la consciencia como puramente perceptiva y el que se refiere al “control voluntario”.

El gran desarrollo de esa parte descriptiva de la consciencia respecto al otro frente, parece suponer que la mayor parte de la comunidad científica se inclina por considerar esta como la verdadera conciencia. Así, autores como Bernard Baars y sus colaboradores proponen que las activaciones fronto-parietales son las responsables de la sensación de que exista un “yo”, por encima de todo, percibiendo, a la vez que dirigiendo dicha percepción y actuando. O sea, surge el “yo” gracias a mecanismos generales que, también, sirven para otros propósitos.

Como los experimentos sobre la consciencia perceptiva han sido realizados en gran número sobre animales no humanos como chimpancés o macacos, la ciencia asume que estos seres tienen consciencia. No obstante, para algunos autores, nuestra especie es la única que tiene “metaconsciencia”, o lo que es lo mismo, es consciente de que se es consciente.

Hace años, físicos de la Universidad de California trabajando en modelos matemáticos que pudieran describir los patrones de conexión neuronal dentro de las columnas de la corteza cerebral, referidas a las frecuencias con las que se activan las neuronas al comunicarse entre sí mismas y la forma en que estas frecuencias cambian con el tiempo, al darles “voz” a estas frecuencias para ver como “sonaban”, descubrieron sorprendentemente que aparecían melodías que se parecían mucho a… ¡la música de Mozart!

Y es que, “el cerebro, como el arte, estaría implicado en la búsqueda de constancias, de aquello que es invariable y constante de una situación a otra en un mundo cambiante”. El arte sería un producto natural de nuestro propio cerebro, que precisamente existe porque nuestro cerebro es como es.

Existen estados alterados de consciencia que pueden ser conseguidos de formas muy distintas (ingestión de determinadas sustancias, ritos diversos como cánticos o danzas, etc.). Tales estados alterados de consciencia pasan por tres fases: fenómenos entópticos (se ven figuras geométricas tales como líneas en zigzag, círculos, etc.), interpretación de las figuras geométricas anteriores añadiéndoles otros elementos (animales y otros elementos producto de la alucinación) y sensación de haber pasado el vórtice mágico (puerta que le acerca al mundo de los espíritus o del más allá). Las huellas de manos humanas, tanto en negativo como en positivo, de alguna cuevas con arte paleolítico serían un reflejo de esto último, también, no las tres fases se dan en todos los estados alterados de consciencia.

Martín-Loeches nos dice que “gracias a que hemos llegado a ser muy reflexivos, nos hicimos (hiper) reflexivos sobre nuestras propias creencias, gracias a lo cual surgió el fenómeno de creer en creencias”.

Señala el autor que  el hemisferio derecho del cerebro sería “uno de los lugares más relevantes para las extrañas experiencias ocurridas durante los estados alterados de la mente”. Asimismo, el hipocampo y la amígdala podrían participar significativamente en los estados alterados de conciencia.

En su opinión, lenguaje, pensamiento y emociones serían los ingredientes básicos para manifestaciones tan específicamente humanas como el arte y la religión.

Cree Martín-Loeches que los genes reguladores (genes que expresan proteínas reguladoras) son una de las grandes diferencias entre chimpancé y humano actual.

Aunque no existen neuronas únicas en el ser humano, si existen unas, las neuronas en huso, que casi cumplen tal condición. Tales neuronas sólo aparecen en humanos, chimpancés, gorilas , orangutanes y parece que en algunas clases de ballenas. Estas neuronas en huso son una forma derivada de las células piramidales de la capa V de la corteza cerebral, y se encuentran concretamente en el cíngulo anterior (área 24 del mapa de Brodmann), la parte del sistema límbico que sirve de nexo entre nuestros sentimientos y nuestros pensamientos.

También ocupan un lugar relevante las llamadas neuronas espejo, descubiertas por el grupo de Giacomo Rizzolati, de la Universidad de Parma. Tales neuronas son neuronas piramidales de la parte inferior del lóbulo temporal, así como de la parte inferior del lóbulo parietal, que se disparan tanto cuando los demás efectúan un determinado tipo de acción (tienen preferencia por movimientos que se puedan categorizar) como cuando es uno mismo el que la realiza.

Finaliza Martín-Loeches con la sugerencia de que “los principales aspectos del lenguaje, el semántico y el sintáctico, pueden no ser más que un derivado de nuestro sistema de conocimiento del mundo, de nuestro sistema para entender y manipular la realidad”. Y es que ”el arte y la religión, como la ciencia, son productos naturales de nuestro pensamiento y nuestro lenguaje, que a su vez son productos naturales de nuestro gran cerebro, que a su vez es un producto natural de las mutaciones sufridas por nuestro genoma, mutaciones que no son más que un producto de la selección natural”.

CUÁNTICA Y VIDA.

“Nos dice David Lindley en su obra “Incertidumbre” que históricamente Bohr fue el primero que introdujo formalmente en la ciencia la idea de que “las mediciones no son descripciones pasivas de un mundo objetivo, sino interacciones activas en las que la cosa medida y la forma en que se miden contribuyen inseparablemente al resultado”.

Aparte del problema de la medida, es el “entrelazamiento cuántico” quien marca la verdadera trascendencia del paradigma cuántico, que se ha introducido en nuestras vidas, por ello en la propia ciencia, de forma omnipresente. Ahora es imprescindible tener presente en cualquier rama de la misma tal hecho, por supuesto, también en la “psicología animal”, o la “mente” en general. Por consiguiente, y dado su indudable trascendencia, a continuación haremos una pequeña inmersión en los hitos que han permitido probar tal indiscutible realidad.

En 1959 se probó el carácter no local en la interferencia de electrones por el desplazamiento de fase debido a un campo electromagnético que tiene intensidad nula en cualquier punto de la trayectoria del electrón (efecto Aharanov-Bohm).

Pero la prueba más convincente para los científicos de la no localidad, en el sentido de que algo que le sucede a una partícula afecta, instantáneamente, a lo que sucede a una segunda “entrelazada” con ella, no importa lo lejos que pueda estar aquella, viene dada según el “Teorema de Bell”, por la violación de la desigualdad de Bell.

El experimento de Clauser-Freedman (1972) proporcionó la primera confirmación definitiva de que la mecánica cuántica es intrínsecamente no local, desterrando consecuentemente las teorías de variables ocultas.

Mas fue a Alain Aspect al que le cupo el honor, a través de tres conjuntos de experimentos, en los que usó un haz atómico de calcio como fuente de fotones “correlacionados”, de demostrar la violación de la desigualdad de Bell.

En el año 1983, el experimento de Yanhna Shih en Maryland demostró la violación de la desigualdad de Bell hasta un límite de varios centenares de desviaciones estándar.

Con la técnica del “borrador cuántico” (quantum eraser), Shih realiza el experimento de “imagen fantasma”, que consiste en utilizar un miembro de cada par de fotones entrelazados para hacer que el otro miembro (distante) del mismo par cree una imagen “fantasma” en un lugar alejado.

La combinación de entrelazamiento con información vía un “canal clásico” (que viaja, lógicamente, como máximo a la velocidad de la luz) nos permite crear la imagen fantasma.

Lo anterior hace posible la llamada “teletransportación cuántica”, que implica los dos canales: un canal “EPR”, el canal de “acción a distancia” del entrelazamiento (que es instantáneo), y un “canal clásico” de información. Este tipo de experimentos está en plena efervescencia, pues hace posible, al menos teóricamente, la “encriptación” cuántica y la probable “teleportación cuántica” macroscópica.

Al entrelazamiento cuántico de tres partículas se denomina “entrelazamiento GHZ” (Greenberger-Horne-Zeilinger).

Lo más sorprendente del entrelazamiento de tres partículas, y la razón principal del interés que despertó la propuesta GHZ, es que puede emplearse para probar el Teorema de Bell sin el uso de desigualdades, y se basa en el hecho de que si dos pares de fotones entrelazados se introducen en un cierto dispositivo experimental que hace que un miembro de un par sea indistinguible de un miembro del otro par, y se capta uno de los dos fotones indistinguibles, entonces los tres fotones restantes quedan entrelazados.

El carácter no local de la mecánica cuántica, y la influencia del observador en la medida son parte fundamental, para muchos investigadores, entre los que destaca Roger Penrose, de la “explicación” de la vida, la mente y la misma conciencia.”

(Del capítulo “Vida, cuántica y nueva física” de la obra del autor \”Vida y mente\”)

FRACTALIDAD

“Asociada con la generalidad de las leyes potenciales, se observa la falta de una escala típica en muchos fenómenos de nuestro entorno.

Y entremos, por fin, en la fractalidad. Fue Mandelbrot en 1924 quien acuñó el término fractalidad, al obtener su famosa figura con un ordenador a partir de un algoritmo muy simple.

Como ejemplos, el atractor o mariposa de Lorenz, que citamos al principio del capítulo, posee una dimensión fractal D=2,06, y en los humanos, la superficie del cerebro tiene una dimensiñon fractal D=2, 79, y D=2,97 la de los pulmones.

La naturaleza trata de mejorar la eficacia funcional del cerebro y los pulmones maximizando así la superficie que puede conseguirse en un espacio reducido.

Otras figuras “fractales” son obtenidas se modo simple. Por ejemplo, la “curva del dragón” se obtiene a partir de un triángulo original que produce dos triángulos idénticos (n=2), de lado l=1/(2)½. Por sustitución se tiene n l²=1; n= l elevado a -D, que se satisface para D=2.

La “Junta de Sierpinski” se obtiene a partir de un triángulo equilátero que produce n=3 triángulos idénticos de lado l=1/2 (uniendo los centros de cada lado). O sea, 3=2 elevadoa D, y D=log 3/log 2= 1,585.

La costa de Galicia se ve intuitivamente que depende de la escala en la medida, pues a menor escala se dibujan con más detalle las irregularidades de la misma, lo que supone una mayor longitud de la costa.

Una propiedad característica de los fractales es la auto-semejanza. (Hay partes que se parecen al todo y entre sí).”

(Tomado de la obra del autor \”Vida y mente: ciencia y misterio\”) 

Más sobre las mascotas

(Comentarios de Elizabeth Marshall en su obra “La vida oculta de los perros”)

Opina que los seres humanos poseemos “una conciencia que fuimos adquiriendo a lo largo de nuestro prolongado pasado como mamíferos”, así que desde este punto de vista, el estudio de la conciencia animal constituye un campo perfectamente válido de exploración científica, por ello pensar que las criaturas no humanas, según la presunción general, carecen de ella no puede más que desconcertarnos.

En sus palabras: “Al fin y al cabo, los pensamientos y las emociones poseen un valor evolutivo. De no ser así, no contaríamos con ellos”.

Cree que el instinto “no es sino una elegante matriz de la que surge la formación del intelecto, un sistema de ensayo y error que guía a cada especie hacia la elaboración de pensamientos”.

También: “¿Son capaces los perros de desarrollar pensamientos y sentimientos? Por supuesto que sí. De no ser así, ya no existirían”.

¿Nos consideran los perros como dioses? Probablemente no. Pero, del mismo modo, que nuestro concepto de Dios es siempre misterioso, los perros encuentran nuestras acciones caprichosas y crípticas, a menudo con buen motivo para ello”.

En su opinión, “los perros nos necesitan más de lo que nosotros los necesitamos a ellos… y lo saben”.

Y apunta dos sugerencias propias:

“Cuando los perros se sienten tranquilos y en armonía con la vida, se limitan  a no hacer nada”.

“Los primates perciben la inmortalidad pura y simple como aburrimiento, pero los perros la perciben como paz”.

(De la obra del autor “Vida y mente: ciencia y misterio”)

Amigos y compañeros: Animalia

“Las rocas caen, las plantas se desarrollan, los animales actúan. El comportamiento animal varía según las circunstancias externas y los estados emocionales en que se encuentran.”

(“¡Vivan los animales!” Jesús Mosterín)

 

Los etólogos -y cualquier persona que tenga una mascota- saben que los perros, gatos, etc. sienten celos, ternura, agresividad, dolor, etc., afecciones características de los seres con ánima, o animales, ya que la palabra castellana “animal” procede de la latina ánima, alma.

En la obra de Aristóteles “Investigación sobre los animales”, se “subraya la continuidad y gradación de las diferencias psiquicas entre hombres y animales. En particualar, hay una gran semejanza en el comportamiento de los niños y los monos en su infancia”.

En el año 1871 Darwin publica “The descent of man, and selection in relation to sex” (“El origen del hombre, y la selección en relación al sexo”) en la que dice: “no hay diferencia fundamental entre el hombre y los mamíferos superiores en cuanto a sus facultades mentales”. Y también: “hay un intervalo mucho mayor en potencia mental entre uno de los peces más primitivos como la lamprea, y uno de los grandes simios que entre un simio y un hombre”. Añadiendo: “es obvio que los animales inferiores, al igual que el hombre, sienten placer y dolor, felicidad y miseria. La felicidad nunca se exhibe tan claramente como cuándo juegan juntos animales jóvenes, tales como gatitos, cachorros, corderos, etc., al igual que nuestros propios hijos”.

Como en 1806, Charles Bell había insistido en la tesis del abismo entre el hombre y los animales,puesto que (según él) los humanos habían recibido del Creador la capacidad de sentir emociones y expresarlas, cuya prueba eran los músculos de la cara humana (sin comparación en todo el reino animal), en 1872 Darwin rebate una a una las tesis de Bell en su obra “The expression of the emotions in man and animals” (“La expresión de las emociones en hombres y animales”).

En ella, Darwin detalla las diversas formas como animales humanos y no humanos expresamos las emociones: fruncimiento de entrecejos, movimiento de ojos, posición de las orejas, meneo de rabo, enrizamiento de pelos, etc.

“La emociones son en parte transparentes, y pueden detectarse si se sabe distinguir las expresiones faciales y corporales. Es elocuente el rabo del perro: recogido si tiene miedo, levantado cuando está enfadado y agresivo, moviéndolo de un lado a otro si está contento”.

El conductismo no aceptaba que los animales tuviesen emociones, pero el progreso aunado en la etología y la neurología ha acabado por minar tal prejuicio, abriendo a la investigación científica la vida afectiva de los animales, al menos en parte.

“Cynthia Moss y Joyce Poole han aprendido a reconocer las sutiles y múltiples emociones de los elefantes, incluido su sorprendente sentido de la muerte y muestras de aflicción por el fallecimiento de sus seres queridos. Para Poole es indudable que los mismos experimentan emociones profundas y tienen una cierta comprensión de la muerte”.

“Jane Goodall tras pasar muchos años con los chimpancés, ha observado todo tipo de emociones entre los mismos, como la curiosidad hasta la agresividad destructiva, pasando por la aflicción ante la muerte de los seres queridos”.

En verdad, los últimos años han supuesto una aceleración de trabajos que van corroborando más y más, la metodología conductista, llevándonos claramente en la dirección del reconocimiento de las emociones de los animales.

También, la creciente lectura del genoma de diversas especies van en la misma dirección, puesto que son los genes quienes sustancialmente “deciden” lo que es cada animal, siendo altamente significativa la cantidad de genes que compartimos con los mamíferos.

Ahora bien, la cuestión tiene fuertes implicaciones filosóficas y morales, puesto que el reconocimiento de la vida emocional de los animales va unido a la reivindicación de su consideración moral. “Su capacidad para gozar y sufrir es una de las fuerzas que impulsan la revolución moral actual, que incluye nuestras relaciones con la naturaleza y ellos mismos”.

(De la obra del autor “Vida y mente: ciencia y misterio”)

Comunicación con pacientes en estado vegetativo

Un grupo de científicos británicos y belgas han conseguido establecer una comunicción directa con el cerebro de personas en estado vegetativo, consiguiendo que éstas respondan mentalmente a sus preguntas, lo que supone un avance considerable que supondrá un “antes” y un “después” tanto a nivel científico como filosófico.

Los detalles de la investigación aparecen en el siguiente artículo.

La célula: neuronas y membranas (y VIII)

Por último, dada su utilidad práctica, me referiré a la onda P300. Dicha onda es un registro agregado de una gran cantidad de neuronas. En la práctica, la forma de la onda P300 se debe evocar utilizando un estímulo por algunas de las modalidades sensoriales. Un típico procedimiento es el paradigma Old-ball, en el que un estímulo diana se presenta estre estímulos de fondo más frecuentes.

Se ha sugerido que la onda P300 está compuesta por dos ondas secundarias conocidas como “señales P3a y P3b”. La onda P3a se originaría en los mecanismos de atención frontal dirigidos por estímulo durante el procesamiento de tareas. La P3b se originaría en la actividad parietal-temporal asociada con la atención y estaría relacionada con el consiguiente procesamiento en la memoria.

Sabemos que la presencia, magnitud, topografía y duración de la onda P300 se utiliza, a veces, en la medición de la función cognitiva en los procesos de toma de decisiones.

Desde mediados de los años ochenta, uno de los usos más discutidos de los potenciales evocados ha sido la detección de mentiras. En una propuesta de prueba para la detección de “conocimientos inculpatorios” se interroga a un sujeto a través de un paradigma old-ball de un modo similar a como lo sería bajo un típico detector de mentiras. Esta práctica ha recibido recientemente una mayor permisibilidad legal, mientras que la poligrafía ha visto como se reduce su uso.

Como dije, los estudios matemáticos han descubierto que la geometría fractal es el mejor medio para conseguir la máxima superficie (membrana) dentro de un espacio tridimensional (célula). Es por ello que la evolución se “ha convertido” en un asunto fractal. La repetición de patrones en la naturaleza es una necesidad (no una coincidencia) de la evolución “fractal”.

La geometría fractal recalca la relación entre los patrones de una estructura compleja y los patrones de las partes de una estructura. Por ejemplo, el patrón de los vástagos de una rama se asemeja al patrón de las ramas principales que nacen en el tronco. En el caso del pulmón humano, el patrón de la ramificación de los bronquios se repite en los bronquíolos.

Junto a la evolución “dura y lenta” darwiniana existe otra evolución lamarkiana de determinante ambiental puro, más rápida y con más capacidad de adaptación que es la de caracteres adquiridos.

Como vimos, la presión ambiental condujo hacia una nueva y extraordinaria etapa de la evolución, en la que las células individuales se agrupaban en “altruistas” comunidades multicelulares.

Y es que la historia de la evolución es ciertamente la historia del ascenso a un nivel superior de conciencia, y dicha expansión de conciencia físicamente podría definirse como el incremento del área de la “superficie de la membrana”, de aquí que la evolución se haya dirigido hacia la fractalidad.

Los patrones fractales y repetitivos de la evolución parecen indicarnos que los humanos encontraremos una forma de extender nuestra percepción a fin de ascender a otro peldaño más en la escala evolutiva.

(De la obra del autor “Vida y mente: ciencia y misterio”)

La célula: neuronas y membranas (VII)

En la superficie de nuestras células existe una familia de receptores de “identidad” que diferencian y distinguen a unos individuos de otros.

Un subgrupo de receptores, denominados autoceptores, antiguos leucocitarios humanos (HLA) o antígenos de histocompatibilidad para el reconocimiento tisular, está relacionado con las funciones del sistema inmunológico. Si se eliminaran estos receptores, las células ya no reflejarían nuestra identidad.

Y es que no son las proteínas receptoras lo que proporciona a los individuos su identidad, sino aquello que las activa. Cada grupo de receptores de identidad se localiza en la superficie externa de la membrana celular, donde actúa como “antenas” que se unen a las señales complementarias del ambiente. Así que, en cierto modo, estos receptores de identidad leen una señal del “yo” que no existe en el interior de las células, sino que procede del ambiente. Mi identidad sería un sello complejo dentro de la vasta información que forma en su conjunto el entorno.

Las hormonas del estrés, producidas por el eje “de protección” HPA (hipotalámico-hipofisario-suprarrenal), ante una amenaza del entorno, son tan eficaces a la hora de inhibir la función del sistema inmunológico, que los mismos médicos las recetan a los pacientes de trasplantes para que su sistema inmune no rechace los tejidos extraños trasplantados. O sea, una consecuencia secundaria de la activación del eje HPA es la reducción de nuestra capacidad para luchar contra las enfermedades, así mismo, disminuye la capacidad de pensar con claridad.

El subconsciente, que en realidad lleva a cabo todas nuestras funciones básicas para la vida (respiración, etc.), funciona sólo en el “ahora”, así que los posibles conceptos erróneos del mismo no son controlados, o más bien,  “monitorizados”, por lo que suelen llevarnos, en muchas ocasiones, a comportamientos desacertados y coartados.

La capacidad de la mente consciente de poder obviar la programación del subconsciente es la base del “libre albedrío”.

No obstante lo anterior, los yoguis, y hasta la “gente corriente”, pueden aprender a controlar conscientemente esas funciones “innatas” (del subconsciente).

Sabemos que los hipnoterapeutas reducen la actividad cerebral de sus pacientes hasta las ondas delta y theta (las delta están entre 0,5-4 Hertz, y las theta entre 4-8 Hz), porque estas frecuencias tan bajas los dejan en un estado más sugestionable.

Las ondas EEG (electroencefalográficas) son las ”imágenes eléctricas” del cerebro.

La actividad alfa (de 8 a 12 Hz) se corresponde con estados de relajación.

Mientras la mayoría de nuestros órganos sensoriales (como los ojos, etc.) observan el mundo exterior, la “conciencia” es como un órgano sensorial un tanto especial que se comporta como un espejo que refleja el funcionamiento interior de toda la comunidad celular que forma el cuerpo; diríamos que es una percepción del “yo”.

A los doce años, aproximadamente, el espectro encefalográfico del niño comienza a mostrar períodos de frecuencia más alta llamados ondas beta (entre 12-35 Hz). Estos estados cerebrales “beta” se caracterizan por una conciencia “activa o concentrada”, del tipo que se produce cuando leemos un libro. Habría un quinto estado de actividad encefalográfica de aún mayor frecuencia (>35 Hz) denominado ondas “gamma”, que correspondería, por ejemplo, al “rendimiento máximo” que presentan los cerebros de los pilotos al disponerse a aterrizar el avión.

(De la obra del autor “Vida y mente: ciencia y misterio”)

La célula: neuronas y membranas (VI)

Las unidades fundamentales de la inteligencia celular serían los complejos proteicos. Son como “unidades” de percepción. (Podemos definir la percepción como la apreciación de los elementos del entorno mediante sensaciones físicas).

Durante la evolución, las porciones de membrana que llevaban a cabo todas estas funciones se introdujeron en el interior de la célula, formando la membrana de los orgánulos característicos del citoplasma de la célula eucariota, lo que dejó más superficie de membrana libre para incrementar el número de proteínas receptoras.

Además, las células eucariotas poseen un tamaño miles de veces mayor que el de las procariotas, lo que supone un incremento notable en el área de superficie de membrana, o sea, muchísimo más sitio para las PIM. Todo ello se traduce en una mayor potencialidad de percepción exterior, lo que indirectamente representa una posible mayor supervivencia.

Así, a lo largo de la evolución la superficie de la membrana se ha ido extendiendo, pero hay un límite físico para tal expansión, pues la delgada membrana celular no es lo bastante fuerte para contener una gran masa de citoplasma.

Como ejemplo, en la célula individual la respiración se realiza en las mitocrondias; en un organismo multicelular, el equivalente mitocondrial para la respiración son los millones de células especializadas que componen los pulmones.

Otro ejemplo. En la célula individual, el movimiento se origina por medio de la interacción de las proteínas citoplasmáticas llamadas “actina” y “miosina”. En un organismo multicelular, las comunidades de células musculares encargadas de la contracción del músculo están dotadas de gran cantidad de actina y miosina.

Resumiendo: la interfase entre las señales ambientales y las proteínas citoplasmáticas que producen la respuesta es la membrana celular, o sea, la membrana recibe estímulos y desencadena las respuestas vitales apropiadas, es decir, actúa como el “verdadero cerebro” de la célula.

Es de reseñar que en el año 2000, un artículo de la revista “Nature” escrito por V. Pophristic y L. Goodman revelaba que eran leyes de la física cuántica, y no las de la newtoniana, las que controlaban los movimientos moleculares que hacen posible la vida.

Las simultáneas interacciones de las decenas de miles de movimientos reflejos proteicos que se producen en la membrana, cada uno de ellos en respuesta a una única señal ambiental, origina en su conjunto el comportamiento complejo de una célula viva.

Ocurre que los organismos individuales viven en comunidad cuando comparten su “conciencia”, coordinando su comportamiento mediante la liberación de moléculas “señal” en el ambiente.

Mediante un estricto control de la liberación y distribución de tales moléculas señal, las comunidades celulares pudieron coordinar sus funciones y actuar como “un único ser vivo”.

Pero es en las comunidades multicelulares donde el procesamiento “inteligente” de la membrana celular se lleva a cabo por células especializadas que constituyen los sistemas nevioso e inmunológico.

Aunque, en los organismos multicelulares más primitivos que carecen de un sistema nervioso especializado, el flujo de las moléculas señal entre los componentes de la comunidad proporciona una “mente” elemental, constituida por la información coordinadora que comparte cada célula. Cada célula, entonces, se encarga por sí sola de captar la información del medio y de ajustar su comportamiento. Pero esta unión “en comunidad” supone el establecimiento de una nueva política.

Evidentemente, los controles complejos del comportamiento necesarios para asegurar la supervivencia se incorporan al sistema centralizado de procesamiento de la información.

La función del cerebro sería coordinar el diálogo de moléculas señal entre los componentes de la comunidad.

En formas de vida más “conscientes” y evolucionadas, el cerebro posee un nivel de especialización que percibe que todo el conjunto de la comunidad se sintonice con el estado de las señales reguladoras.

El sistema límbico en su evolución llegó a la aparición de un mecanismo único que convertía aquella comunicación mediante señales químicas en sensaciones que todas las células de la comunidad podían ya experimentar.

En nuestra mente consciente esa experiencia, esas “señales” se “sienten” como “emociones”. O sea, no sólo se “interpreta” el flujo coordinado de moléculas señal, sino que se generan emociones, manifestadas a través de la liberación controlada de señales reguladoras por parte del sistema nervioso.

Candace Pert estableció claramente que la “mente” no estaba localizada en la cabeza, sino más bien distribuida a lo largo y ancho del cuerpo en la forma de moléculas señal. Y además tenemos la posibilidad, mediante la autoconciencia, de poder utilizar nuestro cerebro para generar “moléculas de emoción” y liberarlas en el sistema.

Hay dos tipos de complejos, H1 y H2, que responden a la misma molécula de histamina: H1 como respuesta de protección; H2 de crecimiento o desarrrollo.

Y también la adrenalina, molécula que desencadena una respuesta de alerta general en el organismo, tiene dos complejos de receptores diferentes llamados alfa y beta.

Resulta que las moléculas de adrenalina, que son liberadas por el sistema nervioso central, anulan a las de histamina, que se producen a nivel local

Las células inician su actividad cuando su cerebro (o la membrana celular en su caso) responde a las señales del entorno.

Como vimos, todas las proteínas de nuestro cuerpo son un complemento (físico o electromagnético) de algo presente en dicho entorno. Así que, puesto que somos máquinas compuestas de proteínas, somos por definición una verdadera imagen del entorno, esto es del mismo universo.

(De la obra del autor: “Vida y mente: ciencia y misterio”) 

La célula: neuronas y membranas (V)

Aún cuando los neurotransmisores son muy importantes para fabricar sustancias químicas que tienen gran influencia sobre el cerebro y el cuerpo, ahora sabemos que son los péptidos con mucho los más comunes, ya que constituyen más de un 95% del total; serían las sustancias químicas más importantes para la “conexión mente-cuerpo”. Es decir, los procesos bioquímicos que comienzan con ligandos como los péptidos y receptores correspondientes, son los verdaderos responsables de lo que hacemos y sentimos, ya sea inquietud, excitación sexual, depresión o entusiasmo.

Para la neurobióloga Candace Pert, los neuropéptidos (que son activados por las emociones) son pensamientos convertidos en materia.

Expresamos alrededor del 1,5 % de nuestro ADN genético; el 98,5 % restante se ha denominado ADN basura. Cuando las células fabrican proteínas, están expresando esos genes.

Diríamos que la expresión de la vida es la expresión de las proteínas.

El cerebro regula las emociones a través de una integración simultánea de circuitos “verticales” y “horizontales”. Las dos amígdales se encargan de la respuesta emocional que está impresa o preimpresa con carácter instantáneo, y los dos lóbulos frontales de las reacciones emocionales que se basan en un análisis racional y cognitivo; ambas respuestas se combinan en los circuitos frontoamigdaloides, lo que sería la integración vertical de las emociones. A la vez, la interacción entre circuitos frontoamigdaloide izquierdo (positivo) y derecho (negativo), a través del cuerpo calloso y de las comisuras anteriores, produce la integración horizontal de dichas emociones.

También se observa una progresión de las estaciones de la mente, desde la preponderancia del hemisferio derecho durante la juventud, hasta la del hemisferio izquierdo durante la vejez.

Ya comenté que el cambio de la derecha a la izquierda del centro de gravedad cognitivo y del centro de gravedad emocional van de la mano.

Gracias a los trabajos de Elizabeth Gould y otros, se ha demostrado la existencia, en contra de la opinión sostenida hasta entonces, de la proliferación neuronal continua en varias especies de simios. También se demostró el continuo crecimiento de neuronas durante toda la vida en el hipocampo.

Hoy sabemos, que aún cuando envejecemos se desarrolln nuevas neuronas a partir de células madre.

En la bibliografía científica, es muy conocido el descubrimiento del científico sueco Peter Eriksson de la aparición de nuevas neuronas en el hipocampo de adultos humanos.

Pero es más, el ejercicio cognitivo aumenta la tasa de aparición de nuevas neuronas en un gran número de estructuras cerebrales como la corteza prefrontal, y los hipocampos (tan importantes para la memoria).

Muy interesante al respecto es la obra de Jeffrey Schwartz y Sharon Begley, “The mind and the brain”.

La actividad de los genes está “controlada” o regulada por la presencia o la ausencia de las proteínas reguladoras, que a su vez están controladas por señales del entorno. Más explícitamente: “El flujo de información biológica comienza como una señal del entorno, que se transmite a una proteína reguladora y sólo en último lugar llega al ADN y al ARN, dando como resultado una proteína”.

Ya sabemos que cada proteína es una cadena lineal compuesta por moléculas de aminoácisos (hay una veintena de moléculas de aminoácidos utilizados por las células).

En el cuerpo humano hay más de cien mil tipos diferentes de proteínas.

Las células están compuestas de cuatro tipos de grandes moléculas: polisacáridos (azúcares complejos), lípidos (grasas), ácidos nucleicos (ADN y ARN) y proteínas.

El “movimiento” que impulsa la vida, es el continuo cambio de forma de las proteínas (que puede ocurrir miles de veces por segundo).

Diversos estudios sobre la síntesis de proteínas revelan que los “sintonizadores” epigenéticos (que controlan la genética) pueden crear más de dos mil variantes de proteínas partiendo de un mismo molde genuino.

La única estructura celular organizada que puede ser considerada como candidato a “cerebro” de la célula procatriota es la membrana.

Diríamos que los procariotas (cuyo ácido desoxirribonucleico no está dentro de un núcleo, sino extendido en el citoplasma) demuestran “cierta” inteligencia.

Las membranas celulares sólo tienen de grosor siete millonésimas partes de un milímetro, y están compuestas de fosfolípidos y proteínas.

En los fosfolípidos, la parte “fosfato” de la molécula tiene tendencia a buscar agua, mientras que la “lípida” aborrece el agua y busca su equilibrio disolviéndose en grasa.

Las Proteínas Integrales de Membrana, PIM, pueden ser proteínas receptoras (o receptores) y proteínas efectoras.

Los receptores son los órganos sensoriales de la célula, equivalentes a nuestros ojos, oídos, nariz, etc. Las proteínas receptoras funcionan como “nanoantenas” moleculares sintonizadas con señales específicas del medio extracelular. Algunas de tales proteínas se extienden por la superficie interna de la membrana para captar el “ambiente” del citoplasma. Otras se extienden en la superficie exterior de la membrana con el fin de captar las señales externas.

Como en otras proteínas, las receptoras tienen una conformación activa y otra inactiva, saltando de una a otra cuando se alteran las cargas eléctricas.

Cuando una proteína receptora se une a una señal del medio exterior se produce una alteración en su carga eléctrica que origina un cambio en la forma de su esqueleto proteico, pasando a su conformación “activa”. Y las células poseen una única proteína receptora  “sintonizada” con cada señal del medioambiente que precisa interpretar.

También los receptores (antena) pueden percibir campos de energía ondulatoria (luz y ondas de radio). Las antenas de estos receptores de “energía” vibran como “diapasones”.

La combinación de proteínas receptoras y efectoras forman un mecanismo de estímulo-respuesta que puede compararse a las pruebas de reflejos realizadas por los médicos en sus exploraciones físicas.

El estudio de las PIM es un campo científico llamado “transducción de la señal”.

Las proteínas transprotadoras forman una extensa familia de proteínas canal que permiten el paso de moléculas e información de un lado a otro de la membrana celular. (Por ejemplo, la proteína ATP conocida como “bomba de sodio y potasio”).

Un tipo de proteínas efectoras, las proteínas del citoesqueleto, o citoesqueléticas, regulan la forma y motilidad de la célula. Otra variedad, llamadas enzimas, descomponen o sintetizan moléculas.

Contrariamente a lo que se creía antes, los genes no controlan su propia actividad, pues son las proteínas efectoras de membrana, las que operan en respuesta a las señales del entorno captadas por los receptores de membrana, las que verdaderamente regulan la “lectura” de los genes con el fin de que las proteínas deterioradas por el uso puedan ser reemplazadas, o puedan crearse nuevas proteínas.

Esta función de la membrana al interactuar de “forma inteligente” con su entorno para generar una respuesta, la convierte en el “verdadero cerebro” de la célula.

(De la obra del autor: “Vida y mente: ciencia y misterio”)

La célula: neuronas y membranas (IV)

El hipocampo crea una memoria de sucesos personales asociados a cosas que nos suceden en un lugar y un tiempo determinado.

Gracias a la memoria asociativa podemos utilizar lo que sabemos para entender o comprender lo que no sabemos.

Estudios relacionados con el hipocampo indican que para muchas especies de animales, el “hecho de aprender” nuevas cosas es una recompensa en sí misma.

La amígdala también es la responsable de alertar el cuerpo en situaciones en las que peligra la supervivencia. Además, almacena las cuatro emociones primitivas más importantes: agresividad, alegría, tristeza y miedo.

Los ganglios basales asocian pensamientos y sentimientos en acciones físicas.

Los lóbulos temporales están muy implicados en el almacenamiento de ciertos recuerdos, facilitando la creación de la memoria a largo plazo, siendo los responsables del lenguaje, la audición, el pensamiento conceptual y la memoria asociativa.

Pero el lóbulo frontal es el asiento de nuestra percepción consciente, puesto que cuando nuestra conciencia y nuestra percepción están a su máximo nivel, dicho lóbulo muestra cuotas de actividad muy alta. Tal lóbulo frontal es el punto de origen de la conciencia de uno mismo, y como tal el área más evolucionada del cerebro, el lugar donde puede expresarse el “yo”.

Gracias al lóbulo frontal podemos dar significado a las emociones, y también dar significado al mundo exterior. Sería el asiento del “libre albedrío”.

Por supuesto que la corteza prefrontal contiene los mecanismos cerebrales necesarios para el establecimiento de la relación entre “antes” y “después”. De este modo, por su capacidad para establecer relacione stemporales, se ha hecho imprescindible para el siguiente nivel de abstracción que establece las más complejas relaciones causales.

El cerebro es más simétrico que asimétrico.

A nivel cortical, las vías que conectan los dos hemisferios, derecho e izquierdo, se organizan en una gran estructura denominada “cuerpo calloso” y “comisuras anterior y posterior”.

Entre las pocas partes del cerebro que escapan del imperativo de la dualidad, se cuentan las glándulas endocrinas pineal y pituitaria.

La glándula pineal también es la que produce la melatonina, que ayuda a regular el ciclo sueño-vigilia. La glándula pituitaria regula la secreción y liberación de varias hormonas.

A nivel de la neuroanatomía macroscópica, la lista de diferencias entre los dos hemisferios incluye una mayor profusión (desplazamiento hacia adelante) del hemisferio izquierdo (la llamada “torsión yakovleviana”) y diferencias en el tamaño del plano temporal y del opérculo frontal (ambas mayores en el hemisferio izquierdo).

A la escala más fina de los microcircuitos (“citoarquitectura”) se han revelado diferencias en el número de las “células fusiformes”, mucho más abundantes en el lóbulo frontal izquierdo que en el derecho.

Existen más vías de dopamina en el h.izquierdo y más vías de norepinefrina en el derecho. A nivel molecular se han encontrado asimetrías en la distribución de las subunidades microscópicas de los receptores de NMDA (que desempañan un importante papel en la memoria y el aprendizaje) en los hipocampos izquierdo y derecho.

Se ha confirmado como una metáfora la imagen de considerar al hemisferio izquierdo “analítico” y al derecho “holístico”.

En realidad, el hemisferio derecho es el hemisferio de la novedad, el explorador de lo desconocido, de lo ignoto. El izquierdo es el repositorio del conocimiento sintetizado como reconocimiento de patrones.

En el derecho parece favorecerse la corteza de asociación heteromodal, mientras en el izquierdo se favorece la corteza de asociación de modalidad específica (que desmonta en representaciones separadas el mundo que nos rodea).

Por el contrario, la corteza de asociación heteromodal se encarga de integrar la información que viene a través de los diferentes canales sensoriales, volviendo a construir la imagen sintética del entorno.

También, el hemisferio izquierdo favorece las conexiones locales entre regiones corticales adyacentes, mientras que el h. derecho favorece las conexiones a larga distancia entre regiones corticales alejadas.

Todo proceso de formación de un nuevo patrón, descriptivo o preceptivo, tiene que activar primerio el h. derecho y luego el izquierdo, regla universal inviolada en gran cantidad de tareas cognitivas, desde las verbales a las visioespaciales, y en un gran abanico de escalas temporales.

El hemisferio derecho desempeña un papel particularmente importante durante las primeras fases de la vida, cuando el arsenal de patrones (almacenados en el h. izquierdo) listos para su uso es aún muy limitado.

Se encuentra que el cambio de la derecha a la izquierda del lugar del control cognitivo es un ciclo fundamental de los procesos mentales de alto nivel, de igual manera que el reflejo es una unidad fundamental en un plano más elemental de aprendizaje.

Podríamos decir que el hemiferio derecho contruye una representación del conocimiento acumulado por el organismo en forma de una suerte de media y desviación típica cortical, como “gran promedio” de todas las experiencias anteriores, pero con pérdida de detalles. El hemisferio izquierdo sería como una suerte de diagrama de dispersión cortical.

La experiencia y expresión emocional claramente implica la neocorteza, pero la representación cortical de las emociones está dividida: el h. izquierdo está implicado en las emociones positivas y el h. derecho en las emociones negativas. Y esta división hemisférica en la regulación de nuestro mundo no se limita al neocórtex, sino que también implica la amígdala.

Así que existen dos “circuitos de la emoción” unidos, cada uno de los cuales involucra los lóbulos frontales y las amígdalas de cada uno de los hemisferios. La corteza prefrontal, las amígdalas, la corteza cingulada y quizás otras estructuras, actúan de manera coordinada para mediar en la experiencia y la expresión de las emociones, formando parte de dos sistemas distintos y paralelos de control emocional.

Y es que ciertos neurotransmisores son ligeramente más abundantes en el hemisferio derecho que en el hemisferio izquierdo, como particularmente la neuropinefrina.

Los experimentos con animales indican que un aumento de los niveles de dopamina en el cerebro, desencadenan conductas rutinarias y estereotípicas.

Por otro lado, la dopamina desempeña cierto papel en la experiencia del placer y la adicción, lo que tiene mucho sentido teniendo en cuenta que las rutinas cognitivas codifican las experiencias que han demostrado su éxito en el pasado.

Sin embargo, como he indicado antes, los niveles de norepinefrina en el cerebro desencadenan una concucta de inquietud y exploración, es decir, de búsqueda de novedad. Con estos niveles también se advierten casos de depresión (emociones negativas).

Es interesante la comprobación de que niveles bajos del neurotransmisor serotonina produce inflexibilidad cognitiva, lo que de nuevo apunta a la unidad de cognición y ánimo.

Resumiendo, poseemos estructuras en nuestro cerebro que nos permiten aprender tanto al nivel neuronal de Hebb( microscópico) como a nivel de procesamiento cerebral dual macroscópico.

(De la obra del autor: “Vida y mente: ciencia y misterio”)

La célula: neuronas y membranas (III)

Durante muchos años se habló de “sistemas de memoria a corto plazo” y de “sistemas de memoria a largo plazo”, como si éstas residieran en partes distintas del cerebro. Por el contrario, en realidad ambos sistemas son dos fases del mismo proceso que implican las mismas estructuras cerebrales, y no dos procesos separados en los que intervengan estructuras cerebrales distintas.

Cuando los cambios en la red neuronal perduran y se refuerzan, la información queda instalada fuertemente en el almacen de largo plazo.

Tales procesos de continua reactivación, conocidos como de “reentrada”, son de naturaleza eléctrica, y consisten en “bucles de actividad bioeléctrica recurrente”.

Algunos de esos bucles son largos y afectan a regiones distantes: procesos de “reverberación” o “reentrada cíclica”. Y fue Donald Hebb quien por primera vez sugirió que estos bucles desempeñaban un papel en la memoria.

Otros bucles son locales, propagándose allí donde se producen los cambios sinápticos. Los procesos que son mediados por tales bucles locales son denominados de “potencia a largo plazo” o PLP.

La propagación de los bucles de reverberación depende de estructuras cerebrales situadas fuera de la neocorteza. Son los hipocampos y las estructuras que los rodean; también el tronco encefálico que garantiza el nivel de alerta en el cerebro, preciso para que se mantengan esos bucles de reverberación.

Cada vez que estamos expuestos a la misma cosa u otra parecida del entorno damos nueva vida a los bucles de reverberación, que como sabemos sustentan la formación de un recuerdo, aumentando así la probabilidad de que ese recuerdo entre a formar parte de la memoria a largo plazo.

Pero el proceso es “darviniano”, en el sentido de que los diferentes recuerdos compiten por un espacio limitado en el “almacen de la memoria a largo plazo”.

Si a la luz de la experiencia previa o de los patrones innatos programados genéticamente, se reconoce una información (instantáneamente) como “muy importante”, la “amígdala (estructura cerebral que tiene forma de almendra) entra a formar parte del circuito de reverberación asociado al recuerdo.

La acepción “darwinismo neuronal” fue acuñada por Gerald Edelman.

Las distintas experiencias activan redes neuronales diferentes en el cerebro, y aunque no hay dos redes neuronales idénticas, cuanto más cercanas y semejantes sean las experiencias (ley de semejanza), mayor será el grado de superposición entre las correspondientes redes.

Y es que hay una propensión a que las propiedades comunes a situaciones parecidas (aunque no idénticas) sean aprendidas rápidamente, lo que se ve reflejado en una de las características fundamentales del aprendizaje conocida por los psicólogos como el “fenómeno de sobregeneralización”. Es un hecho sabido que durante las fases iniciales del aprendizaje humano y de otros animales, éstos tienden a relacionar situaciones parecidas, aunque no iguales, como si verdaderamente fueran idénticas: los aspectos comunes de las situaciones se aprenden mucho más rápidamente que los aspectos que los diferencian.

Y es que la región de superposición entre redes específicas, la red compartida, no corresponde a la representación mental de una cosa o un evento, sino de una “clase” (propiedades) de cosas o eventos. Así es la formación en el cerebro de un recuerdo al que llamamos “genérico”. Los recuerdos genéricos son recuerdos de patrones.

La importancia de un patrón típico se refleja en el hecho de que no sólo contiene información acerca de las cosas que hemos experimentado, sino además, de las cosas que podemos experimentar en el futuro.

Hay una primera proposición debida a Larry Squire y sus colaboradores que se refiere a la distinción entre memoria de procedimientos y memoria declarativa. La memoria de procedimientos es la memoria de habilidades o el conocimiento del “cómo”. El conocimiento del “qué” es la memoria declarativa.

Otra distinción importante debida a Endel Tulving distingue entre la memora “episódica” y la “semántica”. Esta última es la que se almacena con independencia del contexto en el que se adquiere.

Se han descubierto dos mecanismos adicionales de protección del conocimiento de uso frecuente representado en la neocorteza: el de “expansión de patrones” y el de formación de “expertos sin esfuerzo”. Ambos trabajan concertadamente.

El poder de información de las redes neuronales se encuentra en todos los lugares y en ninguno en particular, pues está distribuido por toda la red.

A través de las redes neuronales formales (artificiales) hemos descubierto que las nuevas capacidades que aparecen de forma espontánea, llamadas “propiedades emergentes”, suponen que en cierto modo las redes neuronales “se inventan a sí mismas”.

Y entre las propiedades emergentes más interesantes figuran los “atractores” y los “estados atractores”. Como vimos, un atractor en una red es un grupo de neuronas estrechamente interconectado que exhibe un patrón estable de actividad en ausencia de estimulación directa desde el exterior. Tales patrones de actividad que se autoperpetúan se llaman “estados atractores”.

Un pionero del modelado de redes neuronales, Stephen Grossberg, desarrolló la teoría de la resonancia adaptativa, o ART.

De acuerdo con ART, el reconocimiento de un evento externo, o proceso de “darle sentido”, tiene lugar cuando las entradas sensoriales que proceden de tal evento, al llegar al cerebro entran en “resonancia” con un atractor, o sea, “concuerdan” con una red formada anteriormente. Para ART, el acto de reconocimiento no es más que la reactivación de una red neuronal previamente formada.

La intuición es en realidad la condensación de una vasta experiencia analítica obtenida previamente, se diría un análisis comprimido y cristalizado. O sea, la toma de decisiones es postanalítica.

El conocimiento descriptivo es el conocimiento sobre cómo en realidad son las cosas (“conocimiento verídico”).

El conocimiento perceptivo es el conocimiento sobre “cómo deberían ser”, y particularmente de lo que hay que hacer para adaptarlas a nuestros deseos y necesidades.

Ambos conocimientos se almacenan en los lugares más avanzados de la neocorteza, la región conocida como corteza de asociación.

(De la obra del autor “Vida y mente: ciencia y misterio”)

 

La célula: neuronas y membranas (II)

El eminente neurólogo Luria, en cierto modo personificó la fusión de la psicología y la ciencia del cerebro en lo que llamamos “neurociencia cognitiva”.

En la corteza cerebral de asociación, los aspectos de la cognición funcionalmente cercanos se representan también en regiones neuroanatómicamente cercanas, congruencia espacial que cabría esperar como “propiedad emergente” de un cerebro autoorganizado.

Los biólogos evolucionistas han considerado que la “simetría” originalmente podría haber nacido como detector de defectos anatómicos tales como infecciones sobre un lado determinado del cuerpo, u otras causas que pudieran influir en la fertilidad.

Y es que hay áreas de la corteza cerebral visual humnaa que son muy selctivas a la hora de detectar objetos simétricos, lo que no ocurre con las áreas visuales de los cerebros de monos y otros animales ante “los mismos estímulos”. Se especula que esto podría contribuir a la sensación de belleza experimentada por los humanos.

Hoy se piensa que las redes neuronales son de tres tipos. Unas, fijas y firmemente controladas por la genética, que tendrían que ver con la supervivencia del individuo y de la especie. Otras, que si no son tan fijas como las anteriores, sí permiten la adquisición inmediata tras el nacimiento de aprendizajes que entonces sí quedan fijos y se mantienen a lo largo de toda la vida individual. Y por último, las verdaderamente plásticas y cambiantes que permiten a la criatura, tras los procesos de aprendizaje y memoria, adaptarse a su medio ambiente. Estas últimas redes permiten grabar y borrar sus contenidos constantemente.

Para que la mente exista, el cerebro debe “estar vivo”. La mente no es el cerebro, sino el producto del cerebro.

Las primeras células nerviosas aparecen en criaturas muy parecidas a las medusas de hoy.

Recientes descubrimientos demuestran que hace unos doscientos o trescientos mil años, el mesencéfalo humano alcanzó su actual nivel de complejidad evolutiva; nuestros ancestros experimentaron un incremento del 20% en la masa de la corteza cerebral (región encargada del pensamiento y el razonamiento). Tal súbito acelerón en volumen y densidad del cerebro parece ocurrir espontánea e inexplicablemente. Este vertiginoso crecimiento es el responsable de la superioridad del cerebro humano.

De los “tres” cerebros que constituyen el cerebro humano, el primero en desarrollarse, hace más de quinientos millones de años, fue el tronco del encéfalo, la zona de unión en la que las fibras de la médula espinal se introducen en la base del cerebro.

En el cerebro más reciente, el neocórtex, la media de las conexiones por neurona es de más de cuarenta mil, mientras que en el cerebelo, las neuronas llamadas células de Purkinje procesan entre cien mil y un millón de conexiones.

A diferencia de lo que ocurre en los humanos y otros primates, la glándula pineal está localizada cerca de la superficie craneal de muchas formas de vida inferiores, como anfibios, reptiles, peces, pájaros y ciertos mamíferos, lo que posibilita que dicha glándula perciba los cambios en la cantidad de luz u oscuridad a la que están expuestos diaria y estacionalmente.

“Los seres humanos no somos más que la consecuencia de una “conciencia colectiva amebiana”. (Bruce H. Lipton en “La Biología de la creencia”).

La Epigenética es el estudio de los mecanismos moleculares mediante los que el entorno controla la actividad de los genes.

A través de un proceso llamado de “hipermutación somática”, las células inmunológicas activadas producen centenares de copias del gen del anticuerpo original, pero cada nueva versión del gen sufre una pequeña mutación, que codificará por un anticuerpo ligeramente diferente. “La célula selecciona una de esas variantes del gen que produce el anticuerpo que mejor encaja”.

Según Lipton: “Cuando las células se agrupan aumentan su consciencia del entorno de modo exponencial”. También opina que “los genes no son más que una memoria física de las experiencias aprendidas por los organismos”.

La suma de instintos genéticos y las creencias aprendidas de nuestros padres, forman en conjunto la mente subconsciente.

Las células individuales, en cierto modo, son “inteligentes”.

El subconsciente es una base de datos carente de emociones, donde se almacenan programas y cuya función se limita a interpretar las señales medioambientales y a activar los programas apropiados sin hacer juicios ni preguntas. El subconsciente es nuestro “piloto automático”; la mente consciente es el control manual. Pero la mente subconsciente procesa alrededor de viente millones de estímulos por segundo, mientras que la consciente cuarenta.

Las dos mentes forman un dúo de lo más activo, cooperando a la hora de aprender comportamientos complejos, para después ser ejecutados de forma inconsciente.

Se considera a la mente consciente el “yo”, “la voz de nuestros pensamientos”.

(De la obra del autor “Vida y mente: ciencia y misterio”)

La célula: neuronas y membranas (I)

El “reconocimiento de patrones” es el mecanismo más poderoso de cognición.

En neurociencia, los moldes cognitivos por los que se produce el reconocimiento de patrones se denominan “atractores”. Un atractor es una constelación de neuronas (las células nerviosas básicas del cerebro) ligadas con fuertes conexiones. La característica básica de los atractores es que un amplio abanico de impresiones sensoriales activa la misma constelación neuronal que supone el atractor, automáticamente y de forma simple, lo que constituye en síntesis el proceso de reconocimiento de patrones.

Pero las neuronas no son el único tipo de células que existen en el cerebro, pues sólo constituyen la tercera parte de todas las células del mismo. Las otras dos terceras parte corresponden a las “células de la glía”, que cumplen funciones de apoyo, y que son de dos tipos: astrocitos y oligodendrocitos. En el proceso de mielinización durante el desarrollo, los oligodendrocitos abrazan los largos axones y los recubren de una capa protectora de lípidos llamada mielina. Dicha mielina es blanca, y por ello responsable del término “materia blanca”, que en sí son largas vías neuronales recubiertas de mielina. La “materia gris” está compuesta por las neuronas y las vías cortas no recubiertas de mielina.

Pero, ¿qué es ciertamente el reconocimiento de patrones? Por “reconocimiento de patrones” nos estamos refiriendo a la capacidad del organismo para reconocer en un objeto determinado o en nuevos problemas, un elemento de una clase ya conocida o familiar de objetos o de problemas.

Y algunos de estos tipos de dispositivos de reconocimiento de patrones que tenemos almacenados en el cerebro “destilan” la experiencia colectiva de todos los mamíferos durante millones de años, lo que el afamado neurocientífico Joaquín Fuster ha llamado “sabiduría filética”.

Esta capacidad de formación y reconocimiento de patrones no es exclusiva de los humanos, sino que la comparten al menos todas las especies “capaces de aprender”. Lo verdaderamente humano sería la capacidad de trnsmitir ese repertorio de patrones individual y generacionalmente por medio de la cultura.

En su ensayo “The Sciencies of the Artificial”, Herbert Simon argumenta que la complejidad de la conducta de un organismo refleja no sólo la estructura interna del mismo, sino también el entorno en el que habita.

Es curioso como la organización compleja puede surgir rápidamente a partir de reglas simples, según demuestran los trabajos de Stephen Wolfram con “autómatas celulares”.

El lenguaje es en realidad el repositorio de la “sabiduría de la especie”, verdadera “propiedad emergente” que se hace posible cuando los circuitos neuronales del cerebro alcanzan un cierto nivel de complejidad. Es más ese repositorio de conceptos que una herramienta de comunicación.

Ciertamente existe una “jerarquía de sabidurías”, que en el fondo reflejan la experiencia acumulada durante escalas de tiempo muy diferentes, millones de años para la filética, miles de años para la civilización, y sólo decenas de años para la vida individual.

(De la obra del autor “Vida y mente: ciencia y misterio”)

TERMODINÁMICA DE LA VIDA (III)

Para Stephen Jay Gould la selección natural al nivel individual y/o genérico debe reemplazarse por un “modelo jerárquico” de selección, que actúa de forma simultánea e interconectada al nivel de los genes, los organismos, las especies y los taxones superiores. Pero, según Jeffrey Wicken, las verdaderas unidades de selección son las “pautas informadas de flujo termodinámico”. (Organismos, poblaciones y ecosistemas serían casos particulares). Dichas unidades de selección se constituirían evolutivamente cuando lo que antes eran individuos (sistemas abiertos), se unen bajo el “imperativo” termodinámico de la segunda ley. Con presiones selectivas suficientemente intensas, las sociedades se convierten en organismos por derecho propio. (Lo que debió ocurrir en la transición evolutiva de colonias de células a los primeros animales).

Y es que cuando la selección natural se pone bajo la lupa de la termodinámica y se aplica la óptica de Lotka, Wicken y Ulanowicz, dicha selección se enmarca en los términos del flujo de energía creciente a través de bucles autocatalíticos energético-materiales.

La ventaja selectiva recae en los sistemas autocatalíticos que incrementan el flujo de energía a su través mejor que sus competidores.

Para el biólogo ruso Alexander Zotin, la vida “inventó” formas novedosas y mejores de degradar la energía. (Lo que parece indicar su “gráfico de la evolución de la intensidad respiratoria de los animales de gran tamaño a lo largo del tiempo geológico”).

La tendencia al incremento de la complejidad, el reciclado y la apertura de nuevas vías disipativas debió comenzar mucho antes de la evolución animal. Pero nada es más impredecible que el curso futuro de la evolución, lo que para Stephen Jay Gould evidencia el carácter contingente y no dirigido de la evolución.

Para Schneider, los cálculos de la improbabilidad de la vida no tienen en cuenta ni las reglas de la combinación química, ni la tendencia a la transmisión lateral de genes. Y es que los sistemas abiertos de la vida no necesitan reinventar desde cero las estructuras desde las que son dependientes. La transmisión lateral permite a los seres vivos adquirir información externa, incluyendo genomas enteros preexistentes.

La materia por sí sola también puede organizarse, describir ciclos y exhibir comportamientos de búsqueda.

El mundo mental está profundamente metido en el mundo físico de los sistemas, puesto que mente y materia parecen conectarse a través de la termodinámica del no equilibrio (TNE).

Para finalizar, decir que son muchas las ramas de la ciencia implicadas en el estudio de la “complejidad”, entre las que podríamos citar: la teoría general de sistemas, de jerarquías, de computación, de dinámica caótica, de sistemas dinámicos, de sistemas disipativos, de catástrofes, de leyes potenciales y criticidad autoorganizada, la sinergética, la biología relacional, la termodinámica de redes, la biología alométrica, la biología computacional, la geometría fractal, o el análisis de redes ecológicas.

(De la obra del autor “Vida y mente: ciencia y misterio”)

TERMODINÁMICA DE LA VIDA (II)

El primer tratamiento teórico de los sistemas metaestables (o estacionarios) fue realizado en 1931 por el profesor Lars Onsager, de la Universidad de Yale.

Hizo cuatro observaciones importantes: en procesos cercanos al equilibrio tales como la difusión del calor (“termodifusión”) se produce una sorprendente generación de estructura; en dicha región (que lleva su nombre), fuerzas y flujos se acoplan (Ley de Fourier que establece que el flujo de calor es proporcional al gradiente de temperatura; Ley de Fick que describe la proporcionalidad entre la difusión y el gradiente de concentración química; Ley de Ohm que cuantifica el acoplamiento entre corriente y resistencia); tales sistemas (de Onsager) obedecen a la Ley de Kirchhoff que dice que cualquier flujo material es análogo, en cuanto a volumen y masa, al flujo eléctrico de un circuito, y que los potenciales (la concentración química, en este caso) suman cero en un bucle conectado, es decir, la potencia se conserva; y la cuarta observación se refiere a que la metaestabilidad se consigue a “cierta distancia” del equilibrio.

Consecuencia de la última observación es que un sistema abierto con gradientes moderados se instalará en un estado estacionario de “mínima producción de entropía”.

Esta “permanencia” de un proceso en los confines de un gradiente, “parece anticipar” las actividades de la vida, puesto que en la termodinámica clásica los procesos tienden a la máxima entropía, al agotamiento, mientras que en el dominio de Onsager, los sistemas minimizan la producción de entropía.

Según Ilya Prigogine: “Cuando las condiciones de contorno impiden que el sistema llegue al equilibrio, éste hace lo mejor que puede hacer: se instala en un estado de mínima producción de entropía, esto es, un estado lo más cercano posible al equilibrio”.

Onsager y Prigogine introdujeron, pues, una nueva termodinámica de estados estables fuera del equilibrio, herramienta básica para el análisis de flujos de materia y energía en sistemas abiertos simples, lo que pronto se aplicaría a los “sistemas” vitales.

De esta forma, y mediante intrincados bucles retroactivos autorregulables, la tendencia química inherente a la segunda ley de la termodinámica de incremento de la entropía, en la reacción del hidrógeno de los organismos con el oxígeno atmosférico, no procede violentamente (como en el combustible de un cohete), sino que se canaliza a través del complejo sistema químico conocido como “metabolismo”.

Tanto los sistemas organizados no vivos como los vivos, obedecen las leyes de la termodinámica no lineal, y en realidad son sistemas organizados por gradientes con atributos autorreferenciales.

Así que, entre un cuerpo vivo y uno muerto (cadáver fresco) la diferencia es que en el segundo se ha detenido un proceso termodinámico no lineal específico.

Harold Morowitz en 1968 enunció la siguiente ley: “En los sistemas en estado estacionario, el flujo de energía a través del sistema desde una fuente hasta un sumidero acarreará al menos un ciclo en el sistema”. Tal enunciado sería la conexión de lo vivo con lo no vivo, puesto que al acumular complejidad con el tiempo, los ciclos energéticamente impulsados incorporan una memoria natural, un recuerdo de los estados pasados.

(De la obra del autor ”Vida y mente: ciencia y misterio”)

TERMODINÁMICA DE LA VIDA (I)

A continuación, abordaremos el amplio capítulo de la “termodinámica de la vida”, con sus sugerentes implicaciones sobre el fenómeno vital de los sistemas complejos “no vivos” entre los que podemos incluir las células convectivas de Bénard, las reacciones químicas autoorganizadas espontáneamente y los tornados, sistemas que muestran comportamientos cíclicos y una coherencia masiva entre sus partes, como si “vivieran” por un tiempo, en el sentido de que se individualizan y diferencian del caos (relativo) circundante.

Las “células” convectivas de Bénard surgen como consecuencia de los torbellinos celulares que se producen en una película líquida. (En sus experimentos, Bénard calentaba el fondo de un recipiente de latón, lleno de esperma de ballena, con vapor a 100º C. El sistema era abierto con la superficie del aceite en contacto con el aire a 20º C. Así se creaba un gradiente térmico de 80º C a través de una película oleosa de 1 mm. de espesor. Consecuencia de ese gradiente aparecían hexágonos simétricos del caos líquido. Es decir, que mientras que la conducción transfiere calor sin ninguna organización “detectable” de las moléculas del líquido, la convección disipa calor en ciclos organizados -que es lo que suponen tales hexágonos aparecidos-. Si persiste el gradiente, se mantienen indefinidamente los ciclos. Es como si la presencia del gradiente presionara a las partículas que “se mueven en el aire” para que se agreguen -fugazmente- en “individualidades disipativas”. O sea, cuando el sistema se bifurca, pasando de la conducción a la convección -del desorden a la organización-, el flujo de calor a través del sistema -producción de entropía (una medida de la “degradación” de la energía)- aumenta. “Mayor organización del sistema, más eficacia en la producción de desechos”). La inestabilidad de Bénard es un patrón complejo generado por procesos termodinámicos, erigida sobre una improbabilidad previa, que manifiesta de una forma concentrada la diferencia que contribuye a destruir.

Los movimientos convectivos se inician cuando se alcanza el gradiente de temperatuta crítico ( número de Rayleigh).

La individualidad termodinámica emana de sistemas disipativos que establecen fronteras. (Ya veremos en el siguiente capítulo, cómo la ubicua membrana celular semitransparente compuesta por lípidos, proporciona una sede para la expansión de los procesos de no equilibrio).

Y es que los gradientes inducen un flujo de energía del que, si las condiciones son favorables, surgen sistemas complejos, que en ocasiones (vértices de Taylor y otras estructuras hidrodinámicas) contribuyen, a su vez, a reducir los gradientes medioambientales. ¿Tales sistemas, relativamente simples, sería los precursores de la fisiología?

Sabemos que un gradiente de presión barométrica en la atmósfera da pie al sistema cíclico complejo que es un tornado; de alguna forma podríamos decir que este último “tiene el propósito” de eliminar el gradiente. De forma similar, para Eric D. Scheneider, la vida tiende a reducir, en el transcurso de miles de millones de años, el gran gradiente estelar que existe entre la caliente estrella Sol, y el espacio frío, aumentando la complejidad en el proceso; podríamos, entonces, explicar la evolución de formas de vida complejas por la eficacia de la vida como “sistema cíclico consagrado a la reducción de gradientes” (reducción del gradiente medioambiental).

Desde este enfoque, es probable que la vida surgiese en la Tierra en el fondo de los océanos, a través de precipitados de minerales proporcionados por las fumarolas submarinas que suponen variados gradientes de temperatura y sulfuro (metabolismo basado en el sulfuro de hierro necesario para la reproducción de las células procariotas resistentes al calor, productores de metano y otros “extremófilos”, precursores de las arqueobacterias).

(De la obra del autor: “Vida y mente: ciencia y misterio”)