Haciendo planes

Tradicionalmente se considera que los humanos son los únicos animales capaces de planificar por adelantado. Sin embargo, trabajos de investigación reciente demuestran que otros mamíferos superiores (como los bonobos) son capaces de guardar herramientas para su uso futuro. Tal y como han publicado en Nature Nicholas J. Mulcahy y Josep Call del Instituto Max Planck de Antropología Evolutiva [1], esta facultad no es únicamente humana. En sus experimentos, bonobos y orangutanes trasportaron y guardaron las herramientas apropiadas para usarlas de 1 a 14 horas después. Estos resultados sugieren que la capacidad precursora para planificar el futuro evolucionó antes de hace 14 millones de años.

Algunos investigadores ven la planificación del futuro como una de las funcionalidades clave de la conciencia. Una pregunta polémica al respecto es si la consciencia (o la imaginación) son necesarias para la planificación. La planificación humana involucra imaginación de estados futuros, y la imaginación normalmente se vincula a la consciencia.

[1] Nicholas J. Mulcahy and Josep Call. Apes Save Tools for Future Use. Science 19 May 2006: Vol. 312. no. 5776, pp. 1038 – 1040.

Las emociones y la percepción del dolor

Tal y como aparece publicado en el útimo número de JAMA (The Journal of the American Medical Association) por Irene Tracey (Universidad de Oxford) las emociones y las motivaciones juegan un papel importante en los mecanismos de la percepción del dolor en el cerebro humano. Usando técnicas de imagen con los cerebros de pacientes que sufren dolor crónico los neurocientíficos han descubierto que las áreas de percepción del dolor se activan al mismo tiempo que las áreas de las expectativas. Por un lado, al ansiedad y la anticipación pueden empeorar la experiencia subjetiva del dolor, mientras que por otro lado las experiencias positivas alivian la percepción del dolor.

Los mecanismo de cognición y conciencia afectan en gran medida la cantidad de dolor percibido. Como argumenta Tracey, el dolor require gran parte de atención. Esta científica ha demostrado que los sujetos distraidos sienten menos molestias cuando se les aplica calor en la mano. En realidad, las técnicas de distracción se están evaluando como tratamientos analgésicos.

Otros inhibidores del dolor consciente son las motivaciones. Cuando un estímulo nocivo aparece, la percepción del dolor se puede reducir si hay una razón para ignorar el dolor. Por ejemplo, Tracey explica que durante la búsqueda de comida se liberan opiáceos endógenos que eliminan la sensación de dolor.

Enlace al grupo PAIN de la Universidad de Oxford.

Nuestro limitado conocimiento del cerebro

Según el premio Nobel Torsten Wiesel en una entrevista concedida durante un encuentro en Santiago de Compostela, el conocimiento que actualmente tenemos del cerebro humano es comparable al conocimiento que teníamos del universo en la época de Galileo. Wiesel argumenta que la plasticidad cerebral es un factor clave en el desarrollo del cerebro humano ya que muchas regiones del mismo necesitan estímulos para desarrollarse. Torsten Wiesel recibió el premio Nobel conjuntamente con Hubel gracias a su trabajo acerca del procesamiento visual en el cerebro. Demostraron que el cerebro necesita configurarse después del nacimiento. Es decir, aunque no existan problemas físicos, sin estímulos no hay desarrollo cerebral.
En el marco del programa ConCiencia, coordinado por el profesor Jorge Mira, Wiesel habló acerca de los retos del conocimiento del cerebro humano. Cuando se le preguntó acerca del porcentaje del cerebro que todavía no conocemos, él contestó que nuestro conocimiento del cerebro humano se asemeja al conocimiento que teníamos del universo en tiempos de Galileo. Probablemente nos queda por entender el 90% del cerebro. Las técnicas de neuro-imagen son el principal avance que posibilita hoy en día el estudio del cerebro. Estas técnicas nos permiten no sólo estudiar células aisladas, sino procesos en general.

El Consumo Energético del Cerebro

El peso del cerebro humano supone un 2% del peso corporal total. Sin embargo, su consumo energético es del 20%. Según Marcus E. Raichle de la Universidad de Washington [1] gracias a las técnicas de imagen con escáneres (como fMRI y PET) los científicos pueden observar el metabolismo cambiante y el flujo sanguíneo dinámico en el cerebro, los cuales indican el consumo de energía. Raichle explica que sólo entre un 0,5% y un 1% de la energía se usa para procesar los estímulos del mundo externo, y que entre un 60% y un 80% se emplea en mantener las conexiones entre neuronas. Por lo tanto, la creación de nuevas rutas neuronales es la mayor cause del gasto energético del cerebro.

Otras fuentes de consumo de energía podrían ser los procesos constantes de predicción presentes en el cerebro. El cerebro human a menudo se define como una máquina de hacer predicciones, ya que recoge información y experiencias del pasado para tratar de preparar y anticipar el futuro inmediato.

[1] The Brain’s Dark Energy. Marcus E. Raichle.  Science 24 November 2006: Vol. 314. no. 5803, pp. 1249 – 1250. DOI: 10.1126/science. 1134405

Miembros fantasma y realidad virtual

Científicos de la Universidad de Manchester (Murray y su equipo [1][2]) han demostrado que los pacientes que sufren dolor en miembros fantasma (previamente amputados) pueden aliviar su dolor usando técnicas de visualización. Usando diferentes técnicas, desde un simple espejo a un avanzado sistema de realidad virtual donde los pacientes pueden incluso controlar el miembro virtual, los investigadores han probado que la visualización puede ayudar al cerebro a aliviar el dolor “fantasma”.

De alguna forma, el cerebro recuerda la información sensitiva proveniente del miembro amputado y esto provoca el dolor consciente en el paciente. Estos resultados sugieren que los mecanismos de auto-conciencia están afectados por la amputación y el cerebro no es capaz de adaptar su modelo interno autmáticamente.

[1] C. D. Murray, E. Patchick, S. Pettifer, T. Howard, J. Kalkarni, and C. Bamford. Investigating the efficacy of a virtual mirror box in treating phantom limb pain in a sample of chronic sufferers. International Journal of Disability and Human Development, page to appear, 2007.

[2] C. D. Murray, S. Pettifer, T. Howard, E. Patchick, J. Kalkarni, and C. Bamford. The treatment of phantom limb pain using immersive virtual reality: three case studies. Disability and Rehabilitation, page to appear, 2007.

Enlaces relacionados:

Página de Dr. Steve Pettifer.
Página de Dr. Craig Murray.

Consciousness and Cognition

Consciousness and Cognition es una revista internacional que proporciona un foro para un enfoque de las ciencias naturales sonre le problema de la conciencia, el control volitivo y el self. La revista cuenta con investigaciones empíricas (en formar de artículos regulares e informes cortos) y artículos teóricos. También se publican análisis de libros, literatura y teorías. La revista persigue contribuciones científicas de rigor, pero también está abierta a contribuciones novedodas.

Los principales temas de interés son (en inglés):

• Implicit memory
• Selective and directed attention
• Priming, subliminal or otherwise
• Neuroelectric correlates of awareness and decision-making
• Assessment of awareness; protocol analysis
• The properties of automaticity in perception and action
• Relations between awareness and attention
• Models of the thalamocortical complex
• Blindsight
• The neuropathology of consciousness and voluntary control
• Pathology of self and self-awareness
• The development of the self-concept in children

 Visitar la página web de Elsevier Consciousness and Cognition.

La Teoría de la Inteligencia Maquiavélica

La teoría más popular que da explicación a la rápida evoluciójn del cerebro humano es la hipótesis de la “Inteligencia Maquiavélica” (también conocida como hipótesis del cerebro social).

El cerebro humano ha evolucionado mucho más rápido que el de otros mamíferos. En sólo 25 millones de años han tenido lugar multitud de mutaciones en los genes humanos. La hipótesis de la inteligencia maquiavélica podría explicar este fenómeno, y podría darnos la razón por la cual tenemos un cerebro tan grande y complejo. De acuerdo con esta teoría, la intensa competición social fue (y sigue siendo hoy en día) la principal razón por la cual el cerebro humano ha evolucionado hasta convertirse en un órgano extremadamente complejo y que consume el 20% de nuestra energía. La selección natural promocionó a aquellos individuos cuyas estrategias sociales les proporcionaban éxito social y reproductivo. Sofisticadas estrategias “maquiavélicas”, que implicaban comportamientos sociales como las mentiras, la astucia o la creación de grupos sociales fueron la forma de tener éxito en la emergente y compleja sociedad.

Sergey Gavrilets y Aaron Vose, de la Universidad de Tenesse, han proporcionado datos que apoyan esta hipótesis. Han desarrollado un modelo matemático que simula el desarrollo del cerebro humano de acuerdo a la teoría de la inteligencia maquiavélica. En su modelo, los genes controlan el cerebro que inventa y aprende estrategias sociales (memes). Estas estrategias las usan los machos en su competición por aparearse. El modelo sugiere que la capacidad cerebral evoluciona más rápidamente que la capacidad de aprendizaje, y que la ventaja de tener un gran cerebro deja de serlo tanto cuando los humano estamos más expuestos a los memes en una sociedad moderna.

Fuente: The dynamics of Machiavellian intelligence . Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 10.1073/pnas.0601428103. Abstract.

La Obra Completa de Charles Darwin en Internet

En el contexto de la computación evolutiva es muy interesante saber que desde Octubre de 2006 la Universidad de Cambridge ha publicado en Internet la obra completa de Charles Darwin en la página darwin-online.org.uk.
  Este sitio Web contiene más de 50.000 páginas de texto indexadas y 40.000 imágenes tanto de publicaciones como de textos manuscritos. También se ofrece la bibliografía más completa de Darwin nunca publicada antes y el catálogo de manuscritos más grande jamas recopilado. Se ha incluido también más de 150 textos auxiliares, desde trabajos de referencia a análisis contemporáneos, necrologías e importantes trabajos necesarios para comprender el contexto de Darwin.
  Hay otras dos importantes páginas referenciadas en Darwin-Online que proporcionan materiales complementarios sobre Darwin: