El cerebro y la conciena: hemisferios y sus funciones.

EL CEREBRO Y LA CONCIENCIA.


(parte4)

APRENDIZAJE Y LA MEMORIA.

El aprendizaje es un proceso de almacenamiento en el cerebro, y la memoria es la recuperación de los contenidos almacenados en los "bancos de datos" del cerebro. Existen dos tipos de aprendizaje y memoria diferentes. Hay aprendizaje y memoria motores, que es el aprendizaje de todas las habilidades motoras, incluida la postura erecta y la marcha. Segundo existe el aprendizaje y memoria cognitivos, que incluye las percepciones, ideas, expresiones lingüísticas y el conjunto de la cultura con sus manifestaciones.

LOS SIMIOS ANTROPOIDES COMO MODELO HOMINOIDE ANCESTRAL.

Uno de los aspectos en que el chimpancé se parece al hombre es en la estructura de su cerebro. Muestra una capacidad de razonamiento primitivo, con un cerebro similar al que tendría los homínidos primitivos.

Como en el Homo la cría de chimpancé está muy indefensa tras el nacimiento, pero su cerebro es aproximadamente un 60% del tamaño adulto, comparando con el 26% de la cría humana. A los tres meses presenta algunas coordinaciones motoras y a los 5 comienza a dar sus primeros pasos y a trepar. Los jóvenes se mantienen bajo el cuidado maternal durante 1 a 2 años después del destete, que sucede a los 5 años aproximadamente.

A los 7 u 8 años de edad, el macho joven deja a su madre para unirse a la sociedad masculina. A los 15 años alcanza la madurez, en cambio en las hembras es anterior, presentando una vida sexual activa a los 11 años.

En experimentos se ha demostrado que los chimpancés pueden construir mapa de áreas, por ejemplo, con localizaciones de alimentos ocultos, es decir, disponen de memoria espacial.

APRENDIZAJE EN EL SIMIO Y EN EL HOMBRE.

El aprendizaje motor se realiza en forma correcta en el simio y es posible alguna comunicación verbal en lenguaje con signos o símbolos. Muestran un reconocimiento de objetos.

En la evolución de los hominoides, estaba dispuesto el mecanismo de un desarrollo cerebral evolucionado para el aprendizaje y la memoria. Pero el rendimiento humano es de una magnitud diferente. El rendimiento de una adulto humano es incomparablemente superior y se desarrolla a lo largo de la vida, aprovechando todos los códigos aprendidos de forma más o menos permanente, tal como la escritural.

EL TAMAÑO DE LAS REGIONES CEREBRALES RELACIONADAS CON LA MEMORIA.

El hipocampo del Homo tiene un índice mayor.

En la evolución los hemisferios cerebelosos se desarrollan en paralelo con los hemisferios cerebelares, aunque en menor grado. El área VPO (puente ventral) está implicada en la vía cerebro-cerebelosa, lo que explicaría su gran índice de tamaño. Las eferencias de los hemisferios cerebelosos se producen a través del núcleo cerebeloso lateral, de ahí el alto índice de tamaño para Homo. Por el contrario, los núcleos cerebelosos MNC(núcleo cerebeloso medial) e ICN (núcleo cerebeloso intermedio) tienden a ser agresivos.

APRENDIZAJE Y LA MEMORIA.

Las fibras de las neuronas terminan en botones sinápticos. Éstos están llenos de vesículas sinápticas con la sustancia química que va a ser transmitida a través de la hendidura sináptica.

Se cree que el aprendizaje podía acompañarse de un reforzamiento de las sinapsis tras una intensa actividad.

Se sabe que el hipocampo presenta un papel importante en la memoria cognitiva. En casos de su extirpación por alguna dolencia, el paciente presentó una incapacidad total para almacenar recuerdos cognitivos (amnesia retrógrada).

También juegan un papel clave las áreas asociativas sensoriales de los lóbulos parietal y temporal con sus aferencias táctiles, auditivas y visuales. Existe una relación bidireccional íntima con la corteza frontal denominada memoria a largo plazo. Hay una importante vía al hipocampo y estructuras relacionadas al sistema límbico. De aquí la vía se dirige al tálamo mediodorsal a la corteza frontal. Se produce una convergencia en la corteza frontal de dos aferencias desde las áreas asociativas sensoriales, con la consiguiente oportunidad de conjunción, siendo un factor clave para la memoria congnitiva.

El aumento en los índices de tamaño del hipocampo y estructuras relacionadas de la esquizocorteza y el diencéfalo en los primates. También existe un gran aumento en la corteza asociativa, particularmente del lóbulo prefrontal. La corteza prefrontal humana ocupa un área cinco veces mayor que la del simio.

En este proceso el lenguaje juega un papel fundamental. Posiblemente ya el Homo habilis haya realizado un mayor avance con su cerebro más grande y con el desarrollo de las áreas del lenguaje, además de una cultura basada en utensilios de piedra duraderos. Podemos presumir que su cultura dependió de una mejora de la memoria cognitiva.

APRENDIZAJE MOTOR Y MEMORIA.

Los primeros años se centran en el aprendizaje motor. La cría del chimpancé aprende casi el doble de rápido que el bebé humano, posiblemente por el hecho de que las crías humanas nacen prematuramente.

El cerebelo está involucrado en el control del movimiento. En su evolución, los hemisferios cerebelosos han crecido más que el vermis, situado más medialmente, y que la región intermedia. Se ha producido lo siguiente:

Este control cerebeloso del movimiento puede estar sujeto a un proceso de aprendizaje.

LA COMBINACIÓN DEL APRENDIZAJE COGNITICO Y MOTOR.

Si bien los monos y los simios tienen un buen desarrollo de la maquinaria para lso aprendizajes cognitivo y motor, existen obstáculos en una situación nueva porque aquellos son incapaces de pensar los problemas lingüísticamente. Por lo tanto en la evolución de los homínidos se presenta nuevamente el papel clave del lenguaje en el éxito evolutivo.

LA MEMORIA HUMANA.

Para que tenga lugar una consolidación de un recuerdo, las aferencias del hipocampo a la neocorteza han de repetirse tanto como en la experiencia inicial, en lo que podríamos denominar "recuerdos episódicos" para uno a tres años. Un fallo en esta repetición origina el proceso ordinario del olvido.

La memoria cognitiva se mantiene en bancos de datos de la corteza cerebral.

Por experimentos con la técnica para medir el flujo sangúíneo cerebral (rCBF) por inyección de xenón radioactivo, se pudo notar que se produjo un aumento notable de rCBF a ambos lados del lóbulo prefrontal.

Se puede concluir, que en la recuperación de memorias cognitivas almacenadas, se produce una actividad cerebral bastante considerable en muchas áreas, pero sobre todo en la corteza prefrontal.

 

El área del lenguaje, especialmente las áreas 39 y 40 de Brodmann, está muy aumentada. Este origen evolutivo tardío puede deberse a su tardía mielinización. Se propone que esta enorme expansión evolutiva de la corteza prefrontal desde los hominoides no experimentó un crecimiento uniforme. Como en las áreas 39 y 40, se pudieron desarrollar áreas nuevas con propiedades especiales que confirieron al lóbulo prefrontal su preeminencia en el pensamiento y memoria humanos.

 

CEREBRO-MENTE EN LA EVOLUCIÓN. LA CONCIENCIA.

La creencia filosófica griega se movió entre el dualismo y el interaccionismo. Descartes, influido por ella, propuso una mente no material interaccionando con un cerebro material.

LA CONCIENCIA DE LOS ANIMALES.

Un animal es consciente cuando se guía por sentimiento y estados de ánimo, y cuando es capaz de valorar su situación presente a la luz de la experiencia pasada, así puede desarrollar una acción apropiada que es más que una respuestas instintiva estereotipada. De esta forma es capaz de mostrar un patrón original de comportamiento que puede ser aprendido y que, además, incluye una serie de reacciones emocionales.

LA EVOLUCIÓN DE LA CONCIENCIA.

El rendimiento instintivo de un animal se basa en la construcción ontogenética de su sistema nervioso y estructuras relacionadas por medio de instrucciones genéticas, y el aprendizaje puede ser el aumento de la efectividad sináptica tras el uso. Podemos permanecer por completo dentro de un orden materialista.

Se podría plantear la hipótesis de que en la evolución, la aparición de las experiencias mentales conscientes acompañaba la evolución del mecanismo de procesamiento visual, esencial en la guía de conducta animal.

Las aferencias visuales más sencillas que guían la conducta del animal más simple pueden no requerir la integración en una imagen visual global.

Por lo tanto si la aparición de las experiencias mentales en la evolución se puede entender como una aportación a la integración de una amplia diversidad de aferencias a los cerebros de los animales altamente desarrollados. lOs animales con sistemas nerviosos más simples y a aferencias sensoriales y eferencias de conducta más limitadas, no necesitan una integración que vaya más allá de lo que pude aportar por sistema nervioso central. Este surgimiento tendría importantes ventajas evolutivas.

Se ha producido en la ciencia una evasión y una ignorancia por parte de los evolucionistas, de este gran enigma que se presenta a su teoría materialista por el surgimiento de la mente en la evolución animal. La conciencia animal para los animales superiores puede aceptarse.

LA FILOSOFÍA DE LA CUESTIÓN CEREBRO-MENTE.

Existen muchas teorías materialistas de la mente, resumida en el cuadro siguiente:

 

Mundos

Panpsi quis mo

epifenomenalismo

Materia lismo radical

Mundo 1: todo el mundo material o físico incluídos los cerebros

x

x

x

Mundo2: las experiencias subjetivas o mentales.

x

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-

Mundo 1P: mundo material que existe sin estados mentales.

-

x

x

Mundo 1M: fracción diminuta del mundo material con estados mentales asociados.

-

x

-

En general si bien reconocen una categoría mental, no les confieren una categoría independiente. Los estados mentales son un atributo de la materia o del mundo físico.

En oposición a estas teorías materialistas, están las teorías dualistas o interaccionistas que postulan que el cerebro y la mente son entidades separadas, el cerebro reside en el mundo 1 y la mente en el 2 e interaccionan.

PRUEBAS EXPERIMENTALES.

Procedimiento experimental con un mono macaco adiestrado para que tire de una palanca. En el inicio voluntario de los movimientos se comprobó la implicación primaria del área motora suplementaria (AMS). Existió una pronta descarga de las neuronas de esta zona. Indica que por una intención mental, el mono es capaz de activar muchas neuronas del AMS de ambos lados. La activación estas neuronas, a u vez excitan las células piramidales de la corteza motora (CX), posiblemente por mediación de la corteza premotora, con impulsos que descienden por el tracto piramidal y contracción de los músculos implicados en el movimiento de la palanca. Se ha descrito cómo una intención voluntaria puede iniciar un amplio abanico de respuestas neuronales en el AMS y en la corteza premotora para ejecutar el complejo movimiento que supone tirar de una palanca.

La actividad de la corteza cerebral humana puede estudiarse por la técnica de radiotrazador. En las regiones en donde se produjo un aumento significativo en el flujo regional saguíneo (rCBF) durante la prueba de secuencia motora, se produjo un aumento en las áreas corticales motoras contralaterales a la mano activa en cada hemisferio. Se produjo un gran incremento del rCBF sobre la totalidad de la AMS cuando la prueba de secuencia motora se realizó sólo con una mano.

Estos experimentos demuestran que en la intención mental de mover se produce una activación de neuronas del AMS. En la evolución de los homínidos no parece haberse producido un cambio cualitativo en la manera en la cual se inician los movimientos voluntarios. De especial interés en la evolución de los homínidos es el desarrollo del área 6. El AMS proyecta al área motora primaria (M1), en gran parte a través del área premotora (6), donde se puede producir el perfeccionamiento de las instrucciones para la corteza motora. Otras precisiones, con influencia importante en el sistema motor se introducen en las instrucciónes a la corteza motora a través del tálamo. Habrá que reconocer que una habilidad motora implica un rendimiento cerebral muy complejo, pero los hominoides ya habrían desarrollado esta capacidad, y se habría desarrollado mucho antes.

LA AUTOCONCIENCIA, EL YO Y EL CEREBRO.

Una de las características más significativas del cerebro humano es su asimetría, las asimetrías se muestran en los lóbulos íntimamente relacionados con el yo consciente.

LA IMPORTANCIA DE LAS ASIMETRÍAS ANATÓMICAS

No se han observado asimetrías en los cerebros de monos y mandriles. Probablemente exista asimetría en la fisura de Silvio del cerebro del simio, la cual tiende a ser mayor en el hemisferio derecho. En el cerebro humano la fisura de Silvio en el lado derecho se angula hacia arriba antes que en el lado izquierdo. Esta asimetría se relaciona con la asimetría del plano temporal. Es más amplia en el lado izquierdo, siendo el área para el procesamiento de la información musical.

No se ha demostrado asimetría para las áreas corticales del lenguaje.

ASIMETRÍAS FUNCIONALES.

Para los monos la asimetría de este tipo está dada por la preferencia manual. La especialización hemisférica no está presente y son ambidiestros.

En la evolución de los homínidos ha habido un enorme desarrollo de las asimetrías en las funciones de zonas anatómicamente simétricas de los hemisferios derecho e izquierdo.

La simetría sobresaliente se encuentra en las áreas del lenguaje. Las partes más amplias de los lóbulos parietal y temporal izquierdo se especializan en la semántica del reconocimiento y producción del lenguaje (área de Wiernicke). No obstante, las áreas que representan la imagen especular en el hemisferio derecho tienen muy poca relación funcional con le lenguaje. De forma similar, la imagen especular del área de Broca en el lóbulo frontal inferior derecho parece que no se utiliza en la producción del lenguaje.

Las áreas 39 y 40 de Brodmann que en el lado izquierdo se relacionan con funciones específicas del lenguaje. El área 39 está implicada en la conversión de las aferencias visuales (escritas e impresas) en un significado, mientras que el área 40 se implica en las aferencias auditivas.

El lóbulo parietal derecho está especialmente relacionado con la manipulación de datos espaciales y con una forma no verbalizada de relación entre el cuerpo y el espacio. Implica las habilidades espaciales, y su lesión origina la pérdida de las habilidades basadas en movimientos finamente organizados (apraxia). También trastornos sutiles como deterioro de la fluidez verbal, reducción en la capacidad de concentración, etc.

Una amplia variedad de trastornos resultan también de lesiones extensas del lóbulo parieral izquierdo. Los trastornos principales se relacionan con el lenguaje. En le lobulo parietal izquierdo existe una integración de los datos sensoriales con el lenguaje. Como consecuencia, existen incapacidades para la acción motora, la capacidad constructiva y el cálculo.

El lóbulo temporal derecho ha mostrado especial implicación en la apreciación musical y en el reconocimiento de patrones espaciales. En cambio el izquierdo se relaciona con un estadio del procesamiento de la información acústica que es anterior a su reconocimiento semántico. En resumen, una dominancia del hemisferio izquierdo para el lenguaje y el procesamiento analítico, y el derecho para la melodía y el procesamiento holístico.

Esta asimetría es única en los homínidos.

LA AUTOCIENCIA Y LA UNIDAD DEL YO.

Se propone el término "mente autoconciente" para la experiencia mental más suprema. Implica el conocimiento que uno sabe que es.

Este estado de inquietud última, que procede a la autoconciencia, se puede identificar por primera vez en las costumbres ceremoniales de enterramiento que inició el hombre de Neandertal hace unos 80.000 años atrás.

Es una experiencia universal humana de que existe subjetivamente una unidad mental, reconocida por la continuidad de nuestros recuerdos más tempranos. Esta es la base del concepto del yo. La mente parece ser holística y no divisible en partes.

LOS HEMISFERIOS Y SU SEPARACIÓN.

En una operación llamada comisurotomía se realizó una sección del cuerpo calloso, el gran tracto de fibras nerviosas (200 millones) que une los dos hemisferios cerebrales. Se llegó a la conclusión a partir de estos casos, que cada hemisferio utiliza sus propios preceptos, imágenes mentales, asociaciones e ideas. El derecho es un cerebro muy desarrollado, pero no puede expresarse por medio del lenguaje, de forma que no es capaz de revelar ninguna experiencia de consciencia.

En general el hemisferio dominante se especializa en relación con los detalles imaginativos, precisos en todas las descripciones y respuestas, es decir, es analítico y secuencial. Puede sumar, sustraer, multiplicar. Su dominancia se deriva de sus habilidades verbales e ideacionales y de su enlace con la autoconciencia.

Hemisferio dominante.

Hemisferio menor.

Relación con la autoconciencia

Relación con la conciencia

Verbal

Casi no verbal

Musical

Descripción lingüística

Sentido pictórico y de formas

Ideacional. Similitudes conceptuales.

Análisis en el tiempo

Síntesis en el tiempo

Holístico. Imágenes

Análisis del detalle.

Geométrico y espacial. Sintetiza el espacio.

Aritmético y parecido a un ordenador

EL SIGNIFICADO EVOLUTIVO DE LA ASIMETRÍA CEREBRAL.

Los hemisferios cerebrales humanos existen en una relación simbiótica en la que tanto las capacidades como las motivaciones actúan de forma complementaria.

NEONEOCORTEZA.

El tiempo de mielinización de la neocorteza podría tomarse como índice de la edad evolutiva.

Existen grandes áreas prefrontales y temporales inferiores con una mielinización retardada. Si todas estas áreas son fruto de un desarrollo evolutivo tardío, una proporción considerable del aumento de la corteza se puede atribuir a estas áreas nuevas, que podríamos llamar neoneocorteza. La otra cara de la moneda es el tamaño, apenas modificado de las cortezas sensorial y motora primarias en la evolución de los homínidos.

Las áreas neoneocorticales se han desarrollado en la evolución para funciones nósticas especiales que son características singulares de la evolución de los homínidos. Hasta ahora se creía que el rendimiento nóstico superior del cerebro humano, se debía a su magnitud, y esta es una burda creencia sin ninguna idea creativa. Por el contrario, ahora se propone que las funciones extraordinarias del cerebro humano se derivan de la neoneocorteza, que probablemente sería insignificante en los hominoides más avanzados, en analogía con el modelo del simio. Las áreas 39 y 40 son las más claramente definidas de la neocorteza, pero los lóbulos prefrontal medio y temporal inferior también lo están. Las áreas neoneocorticales son la base estructural para muchas de las asimetrías.

En la evolución de los homínidos podemos suponer que existió una imperiosa necesidad de más circuitos neuronales con un exquisito diseño para poder satisfacer la amplia demanda del nuevo desarrollo evolutivo, especialmente para los niveles más altos del lenguaje. Por consiguiente, se generó una estrategia evolutiva consistente en no formar más neocorteza con una representación dual, y en su lugar se produciría, al nacer, una tendencia hacia la derecha o hacia la izquierda para una u otra función nóstica durante la maduración retardada.

El gran éxito en la evolución de los homínidos se aseguró por la economía asimétrica, que dobla potencialmente la capacidad cortical. La asimetría cortical es el punto crucial de este éxito. La neocorteza "vieja" con sus funciones sensoriales y motoras, permaneció inalterada con sus funciones simétricas.

Las características de la neoneocorteza son:

Las siguientes imágenes son tomografías tomadas a individuos mientras realizaban una acción. las áreas de mayor actividad son las rojas. se puede observar ante una acción determinada que zona de los hemisferios se presenta una mayor concentración de movimiento.

Imagen de tomografía computada del cerebro.

Algo se ha movido y comienza a observarse. El centro de la visión comienza a moverse.

Imagen de tomografía computada del cerebro.

Llegan nuevas impresiones ópticas y se visualiza con mayor detalle la escena.

Imagen de tomografía computada del cerebro.

Proceso de pensamiento con una mayor actividad en el lóbulo frontal.

Imagen de tomografía computada del cerebro.

La persona recuerda actividades y momentos del pasado. Varias zonas colaboran en esta tarea.

Imagen de tomografía computada del cerebro.

Realización de un deporte. Se observa la activación de las zonas motoras.

Imagen de tomografía computada del cerebro.

Los oídos perciben la música y el lenguaje en una canción. Participan ambos hemisferios.

Imagen de tomografía computada del cerebro.

Se analizan las variedades de los tonos musicales.

Imagen de tomografía computada del cerebro.

Se escucha música.

 

LA POSIBILIDAD DE IMAGINARNOS UN FUTURO.

Tenemos una memoria del futuro, es decir, un tipo de memoria no de lo que ha sucedido, sino de un conjunto de anticipaciones que experimentamos cuando estamos pensando en acciones planificadas para el futuro. Las lesiones bilaterales de la corteza prefrontal producen un síndrome de "pérdida del futuro", caracterizado por la indiferencia y por la pérdida de la ambición y de la capacidad de previsión.

En cuanto a la localización de la imaginación en el cerebro, se ha podido estudiar por medio de las técnicas de radiotrazadores. Las regiones de la corteza cerebral implicadas en distintos tipos de imaginación se pueden localizar en grandes áreas de los lóbulos prefrontales. Otras áreas de la corteza cerebral están específicamente relacionadas con las tareas imaginarias, como las áreas del lenguaje y las áreas visuales. Para la imaginación abstracta no se han hecho estudios, pero se puede suponer que la corteza prefrontal podría ser dominante.

 

 

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