El Cerebro ... keren Aylen Toledo

El cerebro es el órgano principal del sistema nervioso. El sistema nervioso se divide en dos subsistemas, el central y el autónomo o neurovegetativo, que se compone del simpático y del parasimpático. A su vez, el central se divide en encéfalo, que se compone de cerebro, cerebelo y bulbo raquídeo, y de la médula espinal.

Dado que nuestro interés no se centra principalmente en el estudio del cerebro ofreceremos alguna información no sistemática del mismo, aquella información que nos sea útil para nuestro interés de construir una teoría de la mente que iniciamos intentando comprender como formamos imágenes.

El Cerebro como vemos es el órgano principal del sistema nervioso central. Posee dos hemisferios unidos por el cuerpo calloso (un denso conjunto de fibras nerviosas que conectan bidireccionalmente los dos hemisferios), además como queda recogido en el gráfico, el sistema nervioso central incluye el diencéfalo, que lo conforman una serie de núcleos situados en la línea media, hundidos bajo los hemisferios, entre estos órganos que tienen una especial importancia en la actividad superior del ser humano encontramos el tálamo y el hipotálamo. Más abajo encontramos el mesencéfalo, el tallo cerebral, el cerebelo y la médula espinal.

El sistema nervioso central se halla conectado "neuralmente" a casi todos los rincones del resto del cuerpo mediante nervios, cuyo conjunto constituye el sistema nervioso periférico. Además, veremos que cuerpo y cerebro también están conectados químicamente, mediante sustancias como las hormonas y péptidos, que se liberan en el cerebro y alcanzan al cuerpo a través del torrente sanguíneo.

Una sección del cerebro nos mostraría a primera vista dos zonas claramente distinguibles por sus colores. Hay un sector oscuro que se conoce como materia gris, aunque su color real tira más al pardo, los sectores claros se conocen como materia blanca. La materia gris corresponde principalmente a conjuntos de cuerpos neuronales, mientras que la materia blanca corresponde a axones, o fibras nerviosas, que emanan de los cuerpos celulares de la materia gris.

La materia gris se presenta en dos variedades. En una las neuronas están dispuestas como en un pastel y forman una corteza que cubre los hemisferios cerebrales o el cerebelo. En la segunda variedad, las neuronas se organizan como si fueran avellanas dentro de un cuenco, formando núcleos. Entre ellos, los hay grandes como el caudado, el putamen y el pálido, hundidos en las profundidades de los hemisferios; o la amígdala, escondida en el lóbulo temporal; existen también grandes conjuntos de núcleos menores, como los que forman el tálamo; y núcleos pequeños individuales como la sustancia negra o el núcleo cerúleo.

La estructura en donde parecen residir las funciones superiores es la corteza cerebral. Es como un amplio manto que recubre todas las superficies del cerebro. El grosor de este manto multicapa es de 3mm., las capas son paralelas entre sí y a la superficie del cerebro. La materia gris situada debajo de la corteza se denomina subcortical. La parte evolutivamente más moderna se denomina neocortex o neocorteza y a la más antigua corteza límbica.

El neocortex se divide en lóbulos separados por pliegues profundos (frontal, temporal, parietal, occipital). Pero, también podemos dividirlo con un criterio funcional encontrando así, un cortex motor, un cortex somatosensorial u otro visual, etc.

Como vemos y como veremos más adelante, la función mental la podemos caracterizar por:

(a) Su variedad estructural, funcional y molecular: Encontramos diversas estructuras y órganos, que cumplen diversas funciones y que poseen diversos tipos de neuronas, agrupadas de diversas formas.

(b) Su plasticidad: El cerebro es un órgano que se crea en la ontogénesis del individuo, es decir que crece conforme crece y se desarrolla el organismo. Su crecimiento depende de los encuentros del individuo con el medio que reforzaran unas conexiones y podarán otras. Esta plasticidad es lo que nos permite el aprendizaje. Visto así no hay dos cerebros iguales, sino que cada individuo dependiendo de su experiencia desarrollará más unas habilidades que otras. Esto provoca la gran diversidad de personas respecto a su inteligencia, personalidad, carácter, etc.

2.2.- La Neurona, la Sinapsis y el Grupo de Neuronas

El tejido nervioso o neural está compuesto de neuronas sostenidas por células gliales. La neurona es, pues, la célula específica del sistema nervioso. Hay cien mil millones de neuronas y cerca de un trillón de células gliales. Las células gliales parecen encargarse de funciones nutritivas y de soporte, aunque puede ser que contribuyan también al procesamiento de la información. Las neuronas se organizan en circuitos locales que, a su vez, se constituyen en regiones corticales (capas) o núcleos. Regiones y núcleos se conectan entre sí formando sistemas y sistemas de sistemas, cuya complejidad se incrementa en cada paso. En general, las neuronas y los circuitos son microscópicos, mientras que las regiones corticales, núcleos y sistemas son macroscópicos. Existe una gran variedad de tipos de neuronas.

Diversos tipos de Neuronas

Las neuronas tienen tres componentes importantes: un cuerpo celular; el axón, que es la fibra principal de salida; y las fibras de entrada o dendritas. Las neuronas están interconectadas entre sí a través de los axones formando circuitos y por medio de conectores, que sería la sinapsis, los puntos en donde los axones contactan con las dendritas.

2.2.1. La Sinapsis Las neuronas son células polarizadas que reciben señales en las extensiones ramificadas de sus cuerpos, en las dendritas y envían información a lo largo de las extensiones no ramificadas, los axones, en ese momento ocurre lo que denominamos sinapsis. Todas las membranas externas de las células están cargadas eléctricamente. Esta carga, llamada el potencial de la membrana, se debe a que las células contienen gran cantidad de sales disueltas en sus fluidos internos (el citoplasma), estas sales incluyen sodio, potasio, cloro y otros elementos. Estas sales en solución, forman iones cargados eléctricamente. Sin embargo, en el interior de la célula hay proteínas, cuyos aminoácidos están también cargados eléctricamente. La composición iónica del interior es así diferente del exterior y como resultado el interior de la célula tiene un voltaje de 70 milivóltios negativos respecto del exterior.

Las células nerviosas, las neuronas, son semejantes a las otras células respecto al potencial restante de la membrana, pero difieren en que su membrana es excitable -lo que significa que en respuesta a una señal, como una pequeña fluctuación local en la concentración de iones a través de la membrana, puede rápidamente hacerse permeable a los iones de fuera. Así iones de sodio entran y la membrana se despolariza, cambiando el voltaje de -70 mV. a +40 mV. Este cambio produce una onda eléctrica de actividad que desciende hacia la membrana -una onda llamada potencial de acción, que en pocos milisegundos pasa desde el cuerpo celular a lo largo del axón a la sinapsis-. El potencial de acción sirve como señal en la sinapsis para liberar neurotransmisores que disparan la respuesta a neuronas adyacentes. A su vez, los neurotransmisores operan sobre receptores.

En una neurona excitadora, la interacción cooperativa de muchas otras neuronas cuyas sinapsis son adyacentes y que pueden liberar sus propios transmisores o no, determinará si la neurona siguiente disparará o, no y así sucesivamente.

Las sinapsis pueden ser fuertes o débiles, esta fortaleza decide si los impulsos se siguen desplazando o no. En general una sinapsis fuerte facilita el desplazamiento, mientras que una débil lo inhibe.

Aunque cada neurona forma, como mínimo, 1.000 sinapsis no se puede afirmar que todas las células nerviosas estén conectadas entre sí, al contrario si tenemos en cuenta la cantidad de neuronas existentes podemos afirmar que en verdad cada neurona sólo tiene contacto con un número reducido de otras neuronas cercanas dentro de circuitos relativamente locales de las regiones corticales y de los núcleos, lo que trae como consecuencia:

(1) Lo que hagan las neuronas depende del conjunto inmediato de neuronas al que pertenecen.

(2) Lo que hagan los sistemas depende de la manera en que los conjuntos influyen sobre otros conjuntos interconectados.

(3) La manera en que cada conjunto contribuye a la función del sistema al que pertenece depende de su lugar en dicho sistema.

Visto así podemos preguntarnos cuál es la unidad funcional básica del sistema nervioso, algunos autores creen que es la neurona, pero otros consideran que el desarrollo evolutivo, la funcionalidad cerebral y en general la adaptación del organismo al medio depende del grupo de neuronas. Analicemos con más detalle este concepto, para ver como entran en funcionamiento las neuronas hasta la consecución del pensamiento.

2.2.2.- El Grupo de Neuronas

Recientemente existe un gran interés en enfocar el estudio de la mente intentando construir una teoría global que partiendo desde la biología conecta procesos cerebrales con procesos mentales. Uno de los autores que ha afrontado esta tarea es G. M. Edelman, premio Nobel de medicina en 1972. Edelman considera que la unidad básica de procesamiento del cerebro es el grupo de neuronas, y presenta una teoría que nos permite, al menos, iniciarnos en como surgen los pensamientos desde el cerebro. Veámosla brevemente.

Edelman concibe el cerebro como un sistema selectivo, en el que la selección opera durante el tiempo de vida del sistema.

Para sobrevivir, un organismo debe o heredar o crear criterios que le permitan clasificar el mundo en categorías perceptuales de acuerdo con sus necesidades adaptativas. Además el mundo, incluso para el tiempo de vida de un organismo, está lleno de novedad, lo que exige que estos procesos de categorización puedan reestructurarse, renovarse y reiniciarse continuamente. El mundo, para el organismo, no se da por completo de una vez, sino que se construye en un proceso constante y continuo. Por tanto, los órganos que se encargan de estas tareas, es decir, el cerebro en último término, debe ser flexible, pero también, como consecuencia, único. Esto está de acuerdo con la enorme variación funcional y estructural en muchos niveles: molecular, celular, anatómico, fisiológico y conductual, que muestran los sistemas nerviosos por lo que, a pesar de las semejanzas en los individuos de una especie, el grado de variación individual de cerebro en cerebro excede lo que podía tolerarse en un proceso de fabricación de ingeniería. Visto así, cualquier teoría interesante sobre la mente tendrá que tener en cuenta estas observaciones y no podrá generalizar, a menos que contemple en la descripción estructural, orgánica, las fuertes diferencias y la exigencia de flexibilidad y variación que impone la novedad del mundo. Por eso Edelman rechaza las teorías que contemplan el cerebro como un sistema que procesa información.

A partir de aquí Edelman enuncia su tesis fundamental, a saber, que el cerebro es un sistema selectivo, en el que la selección opera durante el tiempo de vida del individuo. Para el desarrollo de esta tesis fundamental elabora lo que él denomina la teoría de la selección del grupo de neuronas (TNGS).

La TNGS es una teoría de poblaciones que postula precisamente que la habilidad de los organismos para categorizar un mundo no etiquetado y para comportarse en él de una manera adaptativa surge no de la transferencia de instrucciones o de información sino de procesos de selección bajo variación. La TNGS considera que hay una generación continua de diversidad en el cerebro. En el cerebro embrionario, hay variación y selección en la migración de poblaciones celulares y durante la muerte de células. También en la formación de las sinapsis. Y en el cerebro maduro, en la amplificación diferencial de la eficacia de las sinapsis.

Esto tiene como consecuencia la formación de grupos neuronales y que el proceso es modificado continuamente por reentradas de señales. Veamos esto más despacio.

Postulados Básicos de la TNGS

La TNGS propone tres mecanismos para responder de la producción de conductas adaptativas por parte de los organismos con sistemas nerviosos complejos: selección en el desarrollo, selección en la experiencia y reentradas de señales.

Cada uno de estos mecanismos actúa dentro y entre colectivos que consisten en cientos de miles de neuronas fuertemente interconectadas denominadas grupos de neuronas.

Además la teoría propone que la selección a través de la amplificación sináptica diferencial está restringida por la acción de sistemas de valor derivados evolutivamente: sistemas neuromodulatorios dotados con proyecciones difusas que señalan el posible valor adaptativo para el organismo en su totalidad de la ocurrencia de ciertos eventos.