Capítulo 14: Localización cerebral y cognición

La corteza cerebral es la responsable de gran parte de la planeación y ejecución de las acciones de la vida diaria. La corteza cerebral humana es la más evolucionada; sin embargo, existe asimetría en la constitución de la corteza.

Una de sus características es que presenta surcos y circunvoluciones, con lo cual aumenta su extensión. No obstante, se organiza en columnas o módulos verticales que permiten la localización de las funciones cerebrales.

Desde el punto de vista morfológico, la corteza se divide en cuatro lóbulos que reciben el nombre de los huesos debajo de los cuales se encuentran: 1) lóbulo frontal; 2) lóbulo parietal; 3) lóbulo temporal, y 4) lóbulo occipital. Otras dos regiones importantes de la corteza cerebral son el lóbulo de la ínsula, que se localiza por dentro, entre los lóbulos temporal y parietal y la circunvolución del cíngulo en la cara mesial de los hemisferios cerebrales (figura 14-1).

La frenología proponía ciertas estructuras u órganos independientes, los cuales tenían una serie de funciones asignadas, de las cuales nunca se comprobó su existencia como tal. Sin embargo, lo que persistió de la frenología fue la idea de la localización de las funciones cerebrales. Estudios posteriores, tanto de neurofisiólogos como de neurocirujanos, permitieron la identificación de regiones con funciones específicas. Por un lado están áreas en donde llegan las vías sensoriales, a las que se les dio el nombre de áreas primarias, por ejemplo, el área somatosensorial 3, 1, 2 de la carta de Brodmann, que se ubica en la circunvolución poscentral. Existen áreas secundarias y terciarias, que en el caso de la información sensorial integran el proceso de la percepción, es decir, ponen en contexto la información sensorial que llega, con la experiencia cotidiana de cada individuo.

Lo mismo ocurre con las áreas motoras, en donde las hay primarias, de asociación, premotoras, suplementarias, etcétera. Las neuronas de la corteza se dividen en neuronas de proyección o interneuronas locales. Las neuronas de proyección tienen somas de forma piramidal, se localizan en las capas III, V y VI, y utilizan como neurotransmisor al glutamato, el cual es excitador. Las interneuronas se comunican mediante el ácido gammaaminobutírico (GABA) y son inhibitorias; se encuentran en todas las capas de la corteza (figura 14-2).

Áreas de la corteza cerebral

Han sido identificadas tres áreas sensoriales primarias: somatosensorial, visual y auditiva. Hay áreas más pequeñas para modalidades sensoriales como gusto, olfato y sensibilidad vestibular. También existen un área motora principal y otras suplementarias y de coordinación de movimientos oculares (cuadro 14-1). El resto de la neocorteza son áreas de asociación relevantes para los aspectos de percepción y cognición.

La región parieto-témporo-occipital comprende el área somatosensorial primaria, que se localiza por detrás de la cisura central (área 3, 1, 2 de Brodmann), la estimulación de esta región produce sensaciones táctiles y de comezón en zonas específicas del cuerpo, pero también puede evocar una respuesta motora, ya que hay una sobreposición de las áreas motoras y somatosensoriales, de hecho las vías corticoespinal y corticobulbar contienen un porcentaje importante de fibras que provienen de esta región, lo cual llevó a proponer la existencia de una banda sensoriomotriz, que abarcaría las circunvoluciones pre y poscentral (figura 14-3). El núcleo ventral posterior del tálamo es el sitio principal de las aferencias a esta región somatosensorial.

La representación sensorial de las diferentes partes del cuerpo en esta región es a lo que se le conoce con el nombre de homúnculo (“hombrecito”). La mitad contralateral de cuerpo se representa en forma invertida. La región de la faringe, lengua y maxilares se representan en la parte más ventral del área somestésica, seguida por la cara, mano, brazo, tronco y muslo, el área para el resto de la pierna y perineo está en la extensión de la corteza somestésica en la superficie medial del hemisferio. Las áreas para cada parte en particular del cuerpo están en proporción de la importancia sensorial, de tal forma que la lengua, por ejemplo, tiene una distribución amplia, lo mismo que la mano, mientras que otras regiones como la espalda y pies tienen una representación mínima.

El área somestésica secundaria se localiza en la pared dorsal del surco lateral en línea con el giro poscentral y se extiende a la ínsula. Esta región recibe aferencia de los núcleos intralaminares del tálamo. La corteza somestésica de asociación está en el lóbulo parietal superior y se extiende hasta el lóbulo occipital (áreas 5 y 7 de Brodmann).

Las lesiones de la corteza somestésica de asociación producen un defecto en la comprensión del significado de la información sensorial, que se conoce como agnosia, dependiendo de la extensión puede ser agnosia táctil o estereognosia, la forma más extrema se llama negación cortical.

El área visual primaria rodea el surco calcarino en la superficie medial del lóbulo occipital. La corteza visual primaria corresponde a la 17 de Brodmann, y también se le conoce como área estriada. Las fibras que llegan a esta región provienen del núcleo geniculado lateral del tálamo. La corteza visual de asociación rodea al área visual primaria en las superficies medial y lateral del hemisferio, y se extiende a las áreas 18 y 19 de Brodmann (en el lóbulo occipital), y comprende zonas de la parte posterior del lóbulo parietal, y porciones posteriores e inferiores del lóbulo temporal. Estas áreas reciben proyecciones del área 17, del pulvinar y de las regiones homólogas contralaterales.

Las áreas auditivas primarias (área acústica) están en la parte ventral del surco lateral. La superficie superior del giro temporal superior, que forma el piso del surco, está marcada por los giros temporales transversos. Los dos más anteriores se llaman circunvoluciones de Heschl. Éstos corresponden a las áreas 41 y 42 de Brodmann. La principal fuente de aferencias es el cuerpo geniculado medial del tálamo. Las aferencias provienen del órgano de Corti de ambos oídos. El área del gusto está adyacente al área sensitiva general para la lengua, en el extremo inferior de la circunvolución poscentral y se extiende hacia la ínsula y el opérculo frontal (área 43 de la carta de Brodmann). La olfacción llega a regiones del uncus del hipocampo, al limen insular y al cuerpo amigdaloide subyacente. Algunas más terminan en el componente entorrinal, el cual es una región importante del sistema límbico. En animales con sensibilidad olfatoria elevada (macrosmáticos) esta conexión activa funciones como la reproducción o aspectos que se relacionan con la territorialidad.

La representación vestibular cortical se trazó mediante estudios de estimulación eléctrica, y se ha podido distinguir una zona en el llamado lobulillo parietal inferior y en la región que corresponde a la cabeza de la banda sensoriomotriz.

La neocorteza del lóbulo frontal presenta una serie de regiones motoras, además de otras funciones que se relacionan con las funciones mentales superiores o cognitivas complejas.

El área motora primaria se localiza por delante del surco central, y corresponde al área 4 de Brodmann, es una corteza gruesa agranular heterotípica, compuesta de manera preferente por neuronas piramidales. Las aferencias a esta área provienen de otras regiones motoras y premotoras, de la corteza somestésica y la división posterior del núcleo talámico ventral lateral, el cual a su vez recibe impulsos del cerebelo. Las eferencias de esta zona forman los dos tractos de la vía piramidal: corticoespinal y corticobulbar. La estimulación eléctrica de la región precentral produce la contracción de masas musculares, principalmente contralaterales y de manera organizada, con lo cual forman un homúnculo motor.

El área motora suplementaria corresponde a la 6 de Brodmann y se localiza en la superficie medial de los hemisferios, el área motora del cíngulo está en la parte anterior del surco del cíngulo. Estas áreas también tienen una representación somatotópica. La zona premotora también ocupa parte del área 6 de Brodmann, y se localiza por delante de la zona motora primaria. Esta área premotora contribuye con fibras a la vía piramidal, y además se conecta con la corteza motora primaria. La zona que se mencionó elabora programas motores para rutinas de movimientos que son necesarios para el desarrollo de habilidad y actividades que pueden ser entrenadas. Las áreas premotoras y motoras suplementarias son las que programan la actividad motora de destreza y se han propuesto como zonas que generan movimientos espontáneos, es decir, sin que sean respuesta a estímulos externos sino por motivaciones propias del individuo o internas (véase más adelante). Las alteraciones en esta función pueden dar manifestaciones clínicas que se conocen como apraxia, en otras palabras, alteración en la manera como se ejecutan los movimientos en ausencia de parálisis; cuando el problema afecta a la escritura se le conoce como agrafia.

La región prefrontal, corresponde al polo frontal y comprende la áreas 9 a 12 de Brodmann, con un amplio desarrollo en el ser humano. Recibe aferencias de las cortezas de los lóbulos parietal, temporal y occipital.

Las áreas del lenguaje se localizan en dos zonas. El área receptora del lenguaje (área sensitiva del lenguaje) está formada por la corteza de asociación auditiva o área de Wernicke, y ocupa el área parietal en los giros supramarginal y angular. El área de expresión del lenguaje (áreas 44 y 45 de Brodmann) ocupa las porciones opercular y triangular del giro frontal inferior, esta zona era conocida anteriormente como el área de Broca en honor al neuroanatomista francés.

Estructuras subcorticales

Hay una serie de estructuras que se forma por grupos celulares que tienen una comunicación anatómica y funcional con la corteza cerebral. Se trata de los ganglios basales, el hipocampo y el núcleo amigdalino (figura 14-4). Los ganglios basales se constituyen por el núcleo caudado, el putamen y el globo pálido. Estas estructuras se encargan de la regulación del movimiento fino e intervienen en la cognición de la memoria de habilidades o no declarativa. Dichas estructuras reciben información de las diferentes áreas de la corteza cerebral, y una vez que se procesa esta información los ganglios basales se comunican con la corteza cerebral a través del tálamo, que dirige las proyecciones hacia el lóbulo frontal.

El hipocampo y las regiones de corteza que se relacionan con esta estructura forman el asta inferior de los ventrículos laterales. Estas estructuras tienen un papel relevante en las funciones de memoria. Recién se encontró que en este sitio puede haber neurogénesis aun en etapas adultas. Esta zona se afecta en una forma de demencia que se conoce como enfermedad de Alzheimer. Las neuronas del hipocampo tienen a la acetilcolina como uno de sus neurotransmisores fundamentales.

El complejo amigdalino se encuentra por delante del hipocampo, y algunos anatomistas lo consideran parte de los ganglios basales, aunque funcionalmente tiene poco en común con dichas estructuras. El complejo amigdalino es un cúmulo de neuronas heterogéneas que participa en el análisis del significado de las emociones. Se han descrito por lo menos 13 núcleos en el hombre y en los primates, por eso el nombre más adecuado de esta estructura es el de complejo amigdalino. Los núcleos amigdalinos se pueden agrupar en tres zonas: 1) núcleos profundos (lateral, basal, basal accesorio y paralaminar). 2) Región superficial (medial, anterior núcleo cortical posterior, núcleo lateral del tracto olfatorio y núcleo de la corteza periamigdalina). 3) Otros núcleos (central, área amigdaloide anterior, área amigdalohipocampal y núcleo intercalado) (figura 14-5).

Esta estructura recibe proyecciones de las principales áreas sensoriales y proyecta a la neocorteza, los ganglios basales, la neocorteza y el hipocampo. También se comunica con el hipotálamo para la manifestación neurovegetativa de las emociones (figura 14-6). Este sistema es vital para las respuestas de miedo. En el sistema de “ataque y huida”, que se transforma en respuestas como taquicardia, aumento del flujo sanguíneo, vasoconstricción, polipnea, sudoración. La amígdala se conecta también con el locus coeruleus, y estas dos estructuras regulan el sistema de estrés, con neurotransmisores, como la noradrenalina.

Las funciones de la amígdala se relacionan con una serie de conductas complejas, como la alimentación, agresión, afiliación, y conductas sexuales.

La autocognición es una propiedad emergente de los cerebros humanos, y es posible que suceda en otros animales como el delfín, primates y elefantes. El cerebro tiene una serie de circuitos que se utilizan para el aprendizaje y el conocimiento acerca de sí mismo, y estos circuitos son multidimensionales. El estudio formal de los mecanismos de la autocognición es una investigación sistemática en donde se trata de descubrir cuáles son los circuitos que son determinantes para este tipo de función. La información básica acerca de los mecanismos que están involucrados en esta función se obtuvo del análisis de la función cerebral adaptada a un bajo funcionamiento (alostasis) o en procesos patológicos, como son los accidentes o enfermedades, el caso de la enfermedad de Parkinson, en donde los síntomas aparecen hasta que la persona tiene más de 70% de las neuronas destruidas. Lo que ocurre antes del surgimiento de los síntomas es más que ilustrador (¿cómo compensa el cerebro esto? ¿Cómo se adapta a tal detrimento en su funcionamiento?).

El cerebro como órgano es un sistema físico y fisiológico, que está diseñado en circuitos, cuya complejidad es exponencial, y que a fin de cuentas origina funciones emergentes que no se explican en el nivel de una célula, de una sinapsis o inclusive en las redes neuronales. Estas últimas son el foco de la atención de lo neurocientífico en la actualidad, porque buscan entender qué nuevas propiedades tienen estos sistemas que funcionan como verdaderos procesadores.

Lo anterior dio como resultado que los seres humanos con mejores cerebros tuvieran mejores capacidades de adaptación, más recursos y una serie de posibilidades para aparearse con las mejores hembras. Esto se puede extender diciendo que el cerebro se ha modificado a través de las generaciones sucesivas, proporcionando cada vez una mayor capacidad adaptativa a las nuevas poblaciones de seres humanos. Las modificaciones conductuales que aumentan la capacidad reproductiva están al servicio de tener una mejor conducta de apareamiento, de tal manera que los cerebros de primates o de seres humanos, con una capacidad superior para desarrollarse plenamente (recursos y poder), son aquellos que tienen mejores competencias cerebrales, y en especial para tener la autocognición bien establecida. En esta ideología evolutiva, la mayoría de los seres humanos es descendiente de ancestros bien adaptados a sus entornos y relaciones interespecíficas.

La autocognición evolucionó a un nivel sofisticado. Esto último porque es muy versátil, como una herramienta que puede aumentar la capacidad reproductiva y el manejo de energía. La autocognición se percibe sólo hasta que el tamaño y complejidad del organismo es abrumadora. El desarrollo del cerebro fue una estrategia evolutiva adecuada para poder evaluar los estados externo e internos y para la capacidad de poder controlar variables que tenían que ver con la regulación de los movimientos y el almacenamiento de energía. El éxito en la ejecución y almacenamiento de energía, hizo que su utilización fuera apoyada, entre otras cosas, por la expansión de la corteza cerebral que dio origen a una evolución de todo el cerebro. La modificación del cerebro fue en la dirección de hacer eficientes las relaciones interpersonales. Esto es, una evolución para generar lo que se llama en la actualidad: “Teoría de la mente”.

Las alteraciones en la autocognición son producto, ya sea de deficiencias adquiridas o innatas que modifican la estructura cerebral. Estas deficiencias pueden deducirse por informaciones genéticas acerca de problemas en las conexiones entre las diferentes neuronas, enfermedades o lesiones físicas (accidentes, traumatismos, tumores cerebrales).

Escribió Aldous Huxley en Las puertas de la percepción: “El hombre que salió por la Puerta en el Muro ya no será nunca el mismo que entró por ella. Será más instruido y menos satisfecho de sí mismo, reconocerá su ignorancia más humildemente, pero al mismo tiempo, estará mejor equipado para comprender la relación de las palabras con las cosas, del razonamiento sistemático con el insondable Misterio que trata, por siempre jamás, vanamente, de comprender”.

En Las puertas de la percepción, Aldous Huxley relata sus experiencias con sustancias que modifican en algún punto el aparato cognoscente, y el conocimiento del mundo. Las experiencias, todas ellas, subversivas porque llevan el mensaje de lo relativo, qué es eso que se percibe, qué se siente, cómo se interpreta. Las ventanas al exterior y al interior del aparato cognoscente son los receptores sensoriales. Algunos ejemplos son el caso de los conos y bastones de la retina; las papilas gustativas; los receptores del tacto y la presión. Pero hay muchos tipos adicionales. Esto, para comenzar, da la imagen de que no son sólo cinco sentidos, que hay más, por ejemplo el equilibrio, el aceleramiento, el órgano vomeronasal, que detecta feromonas, etcétera. En ese sentido, el sistema nervioso está muy informado.

Los receptores sensoriales funcionan como transductores. La naturaleza está llena de diferentes formas de energía, y lo que hacen estos receptores es detectar esas formas de energía, de manera especializada. En el globo ocular, y en concreto en la retina, los receptores visuales detectan presencia o ausencia de luz, pero al mismo tiempo desplazamiento, y la longitud de onda de los fotones que permiten decodificar el color de las cosas, dentro del rango limitado del espectro visual.

La audición es posible porque las ondas del aire, que se mueven a diferentes frecuencias, como ondas en un estanque de agua después de arrojar una piedra, agitan la membrana timpánica, una estructura, tensa y que vibra con el sonido, y de esta forma, una serie de huesecillos del oído medio (martillo, yunque y estribo) amplifica este fenómeno mecánico, para que una de las porciones del estribo haga presión en la ventana oval del oído interno, y con esta sacudida, hay una sustancia líquida que ahí se almacena, que hace que las células del oído, equipadas con cilios, vibren y esto dé lugar a la traducción de la energía mecánica que es la vibración del aire, tímpano, huesos y endolinfa, para que al mover los cilios se transforme en energía electroquímica.

Tal es la forma de energía que puede procesar y codificar el sistema nervioso. Pero la evolución especializó al oído interno, sitio de los receptores para la audición, para que la vibración se detecte de manera diferente, dependiendo del tono del sonido, tonos bajos en una zona del órgano de Corti, y tonos agudos en otra zona cercana a la ventana oval. Esto indica que la información sensorial se organiza, desde su ingreso, en todos los sistemas sensoriales. En el caso del órgano de Corti, se dice que es un arreglo en función del tono, es decir, tonotópico.

Lo mismo ocurre con la información visual, aquí la organización se da por la región de la retina de donde se origina. Dividida en dos mitades, la mitad interna, más cercana a la nariz, se llama retina nasal, mientras que la externa, por su identificación con la región del lóbulo temporal, se denomina retina temporal.

Las fibras que provienen de la región nasal de ambos ojos se cruzan al lado opuesto, es decir, al lado contralateral De derecha hacia la izquierda y viceversa, de tal manera que lo que va en la cintilla óptica de cada lado, a fin de cuentas transporta información que proviene del campo visual contralateral. Por ejemplo, la cintilla izquierda lleva información del campo visual derecho.

La idea que se tenía hasta hace algunos años, al respecto de la sensación y de la percepción, es que eran procesos pasivos. La sensación se connota como la serie de eventos que se llevan a cabo, desde el momento que el sujeto recibe el estímulo sensorial adecuado (aquel para el cual tiene un menor umbral de excitación), el cual activa a receptores sensoriales específicos; se conduce la información sensorial ya modulada por el receptor sensorial que tiene un código de transmisión o frecuencia (especie de clave Morse), que serán los factores que den algunas características de la modalidad sensorial, como son, por ejemplo, en la vista: opaco, luminoso, nítido, con contornos claros.

La información visual sale del globo ocular, en un paquete de fibras que se llaman nervios ópticos, que cuando entra al cráneo, sufre un cambio para cruzar las fibras que provienen de una mitad de retina al lado opuesto, en lo que se conoce como quiasma óptico. Las fibras que se cruzaron son las que provienen de la retina nasal (por estar hacia la línea media), la otra retina se llama temporal por estar orientada hacia ese hueso del cráneo.

Otros núcleos importantes para la vía visual se localizan por debajo y atrás del tálamo, son los cuerpos geniculados laterales. Este relevo es importante porque hay fibras visuales que no van a la corteza cerebral, pero sí al mesencéfalo, el último segmento del tallo cerebral, en donde se integran, junto con la vía auditiva, una serie de aspecto de tipo sensorial en la que se combinan ambas informaciones, la visual y la auditiva. El resto de la información sensorial visual llega a la corteza occipital, que se ubica en el polo posterior del cerebro a la cisura calcarina, que correspondería a la “plataforma de llegada” de la información visual. En esta zona se registra algo equivalente al destello de luz. Un paciente que tenía cataratas congénitas, y que no se operó hasta la adolescencia, manifestó que lo que veía al principio tenía una equivalencia a explosiones. El hecho de que tuviera por muchos años la vía visual sin funcionamiento, le impidió que la información que llegaba a su corteza se generalizara a otras áreas, que se llaman de asociación y en donde se almacena la información que luego servirá para poner en contexto lo que se está viendo. La memoria de los seres vivos no es como los ordenadores, en donde hay una “dirección postal” precisa. En ellos hay una memoria consensual. Hasta la llegada de la corteza occipital, a este fenómeno se le podría llamar sensación. Muchos pacientes con epilepsia, que se inicia en esta zona, tienen como síntoma central la manifestación de destellos luminosos.

La integración de la información visual que llega a la corteza occipital es lo que se llama percepción, para fines de la fisiología. Ahora bien, en la enactivación se propone que el cerebro participa de manera activa en este proceso, tratando de colectar más información primaria (sensaciones), para corregir, comprobar e incrementar las imágenes que se detectan.

Ceguera experimental

La existencia de la ceguera experimental resultó muy importante, porque corroboraba que no es suficiente tener retina para ver, no es suficiente tener integridad de la vía visual para ver, se requiere de unos mapas que se construyen en etapas cruciales para ver e integrar en un contexto lo que se ve.

El fenómeno de la enactivación es tener una percepción participativa, y tiene una participación muy importante en el área de las ciencias cognitivas. La visión es uno de los sentidos que se estudia en la cognición, y también tiene relevancia en los aspectos relacionados con la filosofía.

Las ciencias cognitivas son promotoras de la teoría de la percepción como una actividad. Los animales generan mapas, y sobre eso se instala lo que ven, es decir, acomodan o integran lo que están viendo. Existen diferentes modelos que explican el fenómeno de la enactivación.

Al tratar de entender la naturaleza de la percepción, se hace en términos de la visión, y la manera más simple de entenderlo sería pensar que el ojo es una especie de cámara y que la imagen que se forma en la parte posterior del globo ocular es equivalente a tener una fotografía. No hay nada más equivocado, ya que lo que llega a la retina no corresponde, para nada, a lo que se integra en la corteza cerebral, lo cual obedece a distintas razones. Primero, a la retina la atraviesa una serie de vasos sanguíneos, venas y arterias, además de las fibras nerviosas, luego, no hay igual densidad de conos y bastones en la retina. El ojo no tiene un poder de resolución uniforme a lo largo de las diferentes zonas de la retina. Hay zonas de alta resolución en el área de la fóvea, en donde hay mayor densidad de conos, mientras que en la periferia de esta zona hay más bastones. El ojo es casi ciego a los colores en la zona fuera de la fóvea.

La idea de la imagen visual como una fotografía es inadecuada; por ejemplo, se puede ver con más dimensiones que las que se dan en una cámara. Las fotos sólo son en dos dimensiones. La idea de que la visión es un proceso en el que se corrigen todos los defectos, vacíos y demás es muy interesante, porque se tiene una corrección de todos los procesos que pueden interferir con la continuidad. En cada retina hay una región sin fotorreceptores, es la zona en donde las fibras nerviosas se condensan para formar el fascículo de fibras que proviene de los axones de la retina, para formar el nervio óptico. Lo anterior da como resultado una zona que se conoce como punto ciego. La pregunta que se hicieron los investigadores en esta área, fue: ¿cómo le hace el cerebro para no tener problemas de continuidad en la percepción visual? De alguna manera se explica que hay fallas en las zonas del punto ciego, por ejemplo, cuando se tiene que voltear hacia alguno de los lados al ir conduciendo un vehículo. Entonces hay estrategias activas que se utilizan para subsanar este tipo de “huecos en la percepción”.

Una inquietud que se tiene desde hace varios siglos es la que se resume con la pregunta de la validez de la realidad. ¿Es real la realidad? ¿Los seres humanos son animales con una serie de limitaciones en las percepciones? Entonces, ¿es todo producto de la imaginación? ¿No todo lo que el hombre aprecia es exactamente de esa forma? Lo anterior tiene repercusiones respecto a la epistemología y más en general en la gnosología.

El cerebro como órgano es un sistema físico y fisiológico, que está diseñado en circuitos, cuya complejidad es exponencial, y origina funciones emergentes, que no se explican en el nivel de una célula, una sinapsis o inclusive en las redes neuronales. Estas últimas son el foco de la atención de lo neurocientífico en la actualidad, porque buscan entender qué nuevas propiedades tienen estos sistemas que funcionan como verdaderos procesadores. Lo anterior dio como resultado que los seres humanos con mejores cerebros tuvieron mejores capacidades de adaptación, más recursos y una serie de posibilidades para aparearse con las mejores hembras. Esto se puede entender diciendo que el cerebro se ha modificado a través de las generaciones al proporcionar cada vez una mayor capacidad adaptativa a las nuevas poblaciones de seres humanos. Las modificaciones conductuales que aumentan la capacidad reproductiva están al servicio de tener una mejor conducta de apareamiento, de tal manera que los cerebros de primates o seres humanos con una mayor competencia para realizarse (recursos y poder), son aquellos que tienen mejores capacidades cerebrales, y en especial para tener la autocognición bien establecida, lo cual conlleva a una mejor posibilidad para aparearse, y esto lleva a un mayor desarrollo del cerebro de los descendientes de las parejas exitosas.

La autocognición evolucionó en un nivel sofisticado porque es muy versátil como una herramienta que puede aumentar la capacidad reproductiva y el manejo de energía. La autocognición se percibe sólo hasta que el tamaño y complejidad del organismo es abrumadora, El desarrollo del cerebro fue una estrategia evolutiva adecuada, para poder evaluar los estados externo e interno y para la capacidad de poder controlar variables que tenían que ver con la regulación de los movimientos y almacenamiento de energía. El éxito en la ejecución y almacenamiento de energía hizo que su utilización fuera apoyada, entre otras cosas, por la expansión de la corteza cerebral que dio origen a una evolución de todo el cerebro. Desde la perspectiva de los circuitos cerebrales, la evolución cerebral cambió de un balance en el cual se ejercía más presión a nivel del tálamo, hacia una mayor evolución de la corteza, sobre todo de las áreas frontales y occipitales. Las funciones de la corteza tienen como resultado final la función de elección, la cual requiere de la resolución de conflictos entre fenómenos que están en el mismo ámbito, o en escoger alternativas de las diferentes conductas. Por ejemplo, cualquier persona puede decir: “Estoy hambriento y ese postre luce delicioso, pero estoy a dieta”. El sujeto deja la comida porque tiene sentido de lo que ocurrirá si no lo hace. El concepto de la elección sobre varias alternativas de comportamiento ante problemas bien delimitados tiene algunas consecuencias, entre las que se pueden destacar, el sentido de las consecuencias a largo plazo de los actos que una persona ejecuta, no es sólo hacer u omitir, sino que hay uno o varios efectos a largo plazo. La noción de futuro es un factor que determina el razonamiento de las personas y puede ser una de las consecuencias inmediatas de la función de autocognición. Esto es, “no sólo sé que existo, sino que si me como el pastel, o si fumo, o si practico sexo casual sin protección hay posibilidades de enfermar, de obesidad mórbida, de diabetes mellitus, cáncer pulmonar o síndrome de inmunodeficiencia adquirida”.

El cerebro de los animales mayores toma información del medio interno y externo para poder capturar y dedicar mayor proporción de su tiempo a una optimización de los recursos para su crecimiento y reproducción. Esto de manera indirecta favoreció la evolución de la corteza cerebral. La integración de datos múltiples generó una corteza cerebral multidimensional que era capaz de registrar experiencias físicas de la realidad y hacer posible representaciones muy complejas de sí mismas y de modelos de los objetos que veía en el mundo externo, que es lo que caracteriza al ser humano. Un aspecto clave de los avances de la plasticidad cerebral es que esto dio origen a la complejidad de la corteza cerebral, que se especializó en áreas receptivas y ejecutoras o motoras, pero además una serie de áreas de asociación en donde se almacena la información que se utilizará en situaciones similares o para decodificar patrones de información novedosa. El término de plasticidad cerebral se refiere a la capacidad que tiene el cerebro para organizarse ante situaciones novedosas, y suplir vías o áreas que no trabajan de manera adecuada. La plasticidad facilita la adaptación del cerebro para poder manejar importantes retos como el medio ambiente, con una mejora en la velocidad y en la eficiencia. El cerebro con un alto nivel de plasticidad es excepcional en términos de la adaptabilidad, pero requiere de informaciones especiales durante su desarrollo para que funcione propiamente. Esto es, una computadora muy sofisticada requiere ser alimentada para poder tener un funcionamiento a toda su capacidad. Cuanto más “alimentación” de información se le proporcione tendrá un repertorio de elección amplio ante problemas determinados.

Las alteraciones en la autocognición son causadas ya sea por deficiencias adquiridas o innatas que modifican la estructura cerebral. Estas deficiencias pueden ser deducidas por informaciones genéticas de problemas en las conexiones entre las diferentes neuronas, enfermedades o lecciones físicas (accidentes, traumatismos, tumores cerebrales). El análisis de las anormalidades es muy importante como una herramienta que permitirá revelar los mecanismos de autocognición y es el objeto principal de este capítulo.

El lenguaje es la capacidad de comunicación con signos, los cuales son expresiones codificadas de parte de los pensamientos, los cuales no son lenguaje, son la capacidad de tener ideas nuevas e integrarlas a ideas antiguas. El pensamiento puede tener ausencia de lenguaje. Se puede tener pensamientos con imágenes, conceptos y proposiciones abstractas.

Todas las culturas tienen un lenguaje, mismo que se forma de dos componentes: una palabra y una gramática. La palabra es una asociación arbitraria de sonidos y significados. La gramática es un sistema de reglas que especifica cómo las unidades del vocabulario se pueden combinar en palabras, locuciones, oraciones, y cómo el significado de una combinación se puede determinar por el significado de las unidades. Y la forma en que éstas se encuentran dispuestas. La gramática tiene tres componentes esenciales: morfología, sintaxis y fonología. La morfología sirve para identificar situaciones intrínsecas de la frase u oración: ¿Quién habla? ¿Sobre quién recae la acción?, en las diferentes lenguas hay sufijos o prefijos que permiten identificar esto. La sintaxis es un conjunto de reglas para combinar las palabras en estigmas y oraciones, y para determinar la relación entre las palabras. La fonología matiza con sonidos la intención de lo enunciado, comprende la prosodia o patrones de entonación.

Noam Chomsky propuso en 1959 que los niños tienen un circuito específico para aprender un lenguaje, sin embargo, esto no se ha corroborado, lo que sí parece es que tienen una capacidad elevada para aprender cualquier lenguaje al que sea expuesto. Lo que se comprobó es que los infantes tienen la capacidad de generar lenguajes complejos si se les suministra elementos de un dialecto.

Las afasias como modelos naturales para el estudio del lenguaje

Al no existir un modelo animal del lenguaje, gran parte del conocimiento inicial que se tuvo del lenguaje y las áreas corticales encargadas de él provino de las enfermedades o lesiones en diferentes áreas del cerebro.

Estos estudios indicaron que en la mayoría de los seres humanos el lenguaje proviene del hemisferio izquierdo (aproximadamente 96% de las personas). Las dos áreas corticales relevantes para el habla son la de Broca y la de Wernicke. Esto llevó a los neurólogos a desarrollar un modelo de lenguaje que se conoció con el nombre de Wernicke-Geschwind. Este modelo contempla los siguientes supuestos: 1) el área de Wernicke funciona como centro de llegada de la información proveniente del lenguaje, y la región de Broca es el área efectora o motora. 2) El fascículo longitudinal anterior comunica estas dos regiones, de manera unidireccional, de tal forma que lleva información de la región de Wernicke a la de Broca. 3) Se pensaba que ambas áreas interaccionaban con otras multimodales. 4) Los significados no verbales se transformaban en imágenes acústicas en el área de Wernicke y se conducían a la de Broca para su vocalización. La capacidad de lectura implicaba la participación de áreas occipitales, que se conectaban con la de Wernicke y la lectura de zonas por delante de la banda somatosensorial, en la región premotora. Este modelo sirvió de base para la clasificación más conocida de las afasias; sin embargo, con el avance de la tecnología de imágenes cerebrales se pudieron constatar las limitaciones del modelo de Wernicke-Geschwind.

Las áreas de Broca y Wernicke no tienen las funciones tan específicas como se proponían, el fascículo longitudinal superior del cerebro es bidireccional, con extensiones a las cortezas somatosensorial, prefrontal y motora. Otras regiones de la corteza y subcorticales del hemisferio izquierdo también están involucradas en el lenguaje: cortezas de asociación frontal, temporal y parietal izquierdas. Región de la ínsula izquierda. También están las áreas prefrontales y del cíngulo que se encargan del control ejecutivo.

En esta nueva concepción de la generación del lenguaje se han propuesto tres sistemas que intervienen: a) sistema de ejecución del lenguaje con las áreas de lenguaje de Wernicke y Broca, áreas de la ínsula y de ganglios basales; b) sistema de mediación: regiones asociativas de la corteza temporal, parietal y frontal, y c) sistema conceptual conjunto de sistemas localizado entre las regiones de cortezas asociativas, y que se relacionan con el conocimiento conceptual.

En el hemisferio derecho se localizan funciones muy importantes para el lenguaje, como son el énfasis, el ritmo y la entonación, que son aspectos de la prosodia de comunicación y la emoción que se puede enfatizar en la locución. Además, este hemisferio participa en la pragmática del lenguaje.

Las funciones de la amígdala se relacionan con una serie de conductas complejas, como son la alimentación, agresión, afiliación, y conductas sexuales.

Existen antecedentes propuestos como premisas:

1. El cerebro tiene áreas de planeación de movimientos que se activan antes de la detección de la actividad motora, o inclusive en relación con la intención. Esto se ha estudiado en función a fenómenos motores, pero puede ser la forma como el cerebro trabaja.

2. Hay una precognición de una serie de fenómenos que se espera encontrar en la medida que el animal reúne evidencias en favor de la expectación de eventos que se pueden presentar.

3. ¿Qué sucede en las ensoñaciones? Desde la óptica evolutiva, se trata de una actividad que ha sido preservada. ¿Tiene alguna función dentro del aparato cognoscente?

Al respecto se proponen tres posturas que pueden ser incluyentes entre sí:

1. La actividad onírica como preparación para la función predictiva del cerebro en un tipo de realidad virtual sin eventos externos que crean un fenómeno agregado. Como apoyo hay evidencias de que personas con varias demandas vitales desarrollan un aumento en la intensidad de los movimientos oculares, durante el sueño MOR (un aumento del número de movimientos de los ojos por minuto del sueño MOR). Personas sometidas a situaciones de apremio existencial, que estuvieron en conflictos bélicos, violadas, en asaltos, accidentes, etcétera, tienden a desarrollar una situación clínica que se conoce como trastorno por estrés postraumático (TEP), que cursa con fenómenos de evocación diurna, pero además ensoñaciones del evento, los cuales disminuyen en la medida que el paciente mejora. Se ha propuesto que la evocación en sueño MOR del evento traumático podría ser como una autoexposición graduada, que dará como resultado una extinción de la respuesta catastrófica.

2. La actividad onírica como un depurador de la relevante. Esto fue propuesto por James Crick (premio Nobel por el descubrimiento de la cadena helicoidal del ADN, junto con James Watson y Rosalind Franklin). El olvido como una necesidad de espacio, en un cerebro que no es ilimitado. Esta misma propuesta en la literatura la contempló Borges en su cuento Funes el memorioso. No es en sí que el soñar consolida la memoria, pero sí evidencia un componente emotivo de lo soñado.

3. La actividad onírica como actividad mental sin dirección o funcionamiento cerebral básico. Sin una función, pero con un efecto detectado. A este respecto se ha utilizado el símil de los ruidos cardíacos. ¿Tienen alguna función? Ninguna para el propio corazón, o el organismo como un todo. No se piense que la función de los ruidos cardíacos, el abrir y cerrar de válvulas sirva para que el cardiólogo dictamine el estado de salud o enfermedad de este órgano. Pues así se piensa que en el sueño hay actividad mental que es un tipo de ruido neuronal. Las actividades eléctricas de las ondas ponto-genículo-occipitales (PGO), que van del tallo cerebral a las áreas visuales, emotivas y viscerales, son aleatorias y, por lo tanto, la serie de imágenes que se forman al colisionar PGO y neuronas corticales forman una imagen como si se tratara de una diapositiva. Ahora bien, si a cualquier persona se le sienta ante una pantalla y se le administran imágenes por 30 minutos de manera continua, se le pide que narre lo visto en la pantalla. Lo hace de manera efectiva, con contribución a lo que cuenta con aspectos biográficos. Sin embargo, cuando se está en sueño delta, la corteza cerebral se fragmenta de manera funcional, de tal forma que hay continuidad y coherencia.

Esta pregunta no tiene la intención de caer en una dimensión de lo propuesto por George Berkeley, en donde no hay nada afuera de lo que pienso (para él no hay ni cerebro). La propuesta se fundamenta en los aspectos que se mencionaron:

1. Algunas zonas del cerebro se adelantan en actividad, incluso, al proceso de la conciencia de que se va a llevar a cabo algo.

2. Hay una serie de “mapas” senso-perceptivos y motores (homúnculos) que guardan una proporción directa con el grado de información que llega (aferencias sensoriales, mayor tamaño en regiones de la palma de la mano), o de la complejidad de las pautas motoras (mayor tamaño del mapa en regiones del dedo pulgar, la lengua, la faringe). Estos mapas despliegan una imagen de sí mismo, que sería la autopercepción, que forma parte de la autoconciencia.

3. Algunas zonas de la corteza cerebral son más relevantes para este fenómeno, por ejemplo, la corteza visual y la corteza de asociación llamada parieto-témporo-occipital.

4. Algunos fenómenos de autopercepción se dislocan en condiciones normales, como puede ser el caso de la autoscopia cuando la persona duerme, en los llamados sueños lúcidos (lucid dreams: las personas se percatan de que sueñan, y se ven como individuos independientes).

5. La imagen que se tiene del parecido externo puede no ser equivalente en algunos aspectos al del resto de las personas. Existe un sesgo del individuo que va hacia él mismo, casi siempre positivo (sobrevalorar). Algunos casos extremos entre la apariencia externa e interna (cerebral) se observan en la anorexia nerviosa (se perciben a sí mismas como gordas, aun cuando la báscula les dice que tienen un peso insuficiente); los individuos obesos que no se ven “tan gordos”, y formas más extremas, como el paciente que vive atormentado porque una región de su cuerpo, en especial su cara, tiene una zona deforme (que sólo percibe la persona), el caso de senos más grandes o más pequeños es común como queja de asimetría corporal (este problema se conoce como dismorfofobia, o sea miedo a las deformaciones).

¿Cómo representa el cerebro los objetos del medio ambiente externo o interno? Éste es uno de los problemas importantes del área de la cognición. La ejecución de alguna operación computacional, en donde la representación de las cosas es un extracto de la información relevante de un objeto, para hacer una decisión, recordar y colocar ese objeto en una escala jerárquica. Éstas son sólo algunas de las operaciones que se hacen con el sistema que se encarga de la representación cerebral, todas son operaciones complejas. El cerebro representa y hace operaciones de tipo computacional, y trabaja, en este sentido es una suposición que se tiene en neurociencias, aun cuando no ocurra en la realidad. Es una forma metafórica de entender el fenómeno de la percepción. No necesariamente ocurre así, de tipo modelo o mapa cerebral. Es sólo una manera de tener una idea de cómo ocurre este proceso en el nivel cerebral. Sin embargo, no es una verdad establecida. Esto es importante subrayarlo. En la medida que la ciencia continúa en su progreso, la suposición que se tiene de cómo funciona la relación objeto-sujeto, se va ir amplificando, revisando o inclusive se puede desechar esta suposición en favor de una hipótesis mejor al respecto. Se está en una etapa preliminar.

El problema de la naturaleza humana de la representación se ataca desde dos direcciones, una es la dirección de la conciencia, en donde existen aspectos muy generales de las neurociencias, y con aspectos de coevolución. Por conveniencia a esta aproximación se le denomina la aproximación del cerebro amigable. La meta de descubrimientos en este contexto, es cómo el cerebro hace mapas y modelos del mundo externo, mediante sistemas operativos que provienen de los órganos sensoriales, y que tienen similitud con los programas computacionales o software. Esto va a generar conductas neuronales en el nivel de uno o de varios circuitos, y de todo el sistema (cerebro).

La segunda aproximación se entreteje entre aproximaciones cognitivas, y la programación evolutiva o aprendida de programas. A este tipo de propuesta se le conceptualiza como aproximación del cerebro aversivo, porque se asume que los estados cognitivos están en función de una conducta como de la genética, es decir hay participación de hardware.

El cerebro, desde una perspectiva evolutiva, actúa como una especie de amortiguador que se generó como respuesta a las contingencias y eventos del medio ambiente, el estrés, la variabilidad. Por lo que se observa muy temprano en la historia evolutiva, hubo un cambio en el sistema nervioso, que le hizo capaz de tener una situación predictiva, que se basó en premisas de hechos que ocurrieron.

El hecho de que el cerebro se adelante a eventos que van a ocurrir, es a lo que se le conoce como capacidad preventiva, la cual le permite organizar y prevenir ciertas conductas de respuesta. Algo que no va a suceder, pero que en el futuro quizá ocurra en un momento dado. Un animal no tiene ninguna ventaja en el saber qué sigue en el camino a casa, no hay otra posibilidad, tampoco la hay para esconderse de los predadores, no se puede escoger la pareja con la cual aparearse, las variaciones ocurren en función de ciertas diferencias con los vegetales. A los animales que se desplazan el conocer cosas, les confiere cierta ventaja.

La hipótesis que las funciones de predicción que se generan en mapas computacionales y tienen una función relevante del mundo que los rodea aspectos sociales y fuentes de alimentación, refugio y otra serie de conductas. Esta generación de mapas tiene una cierta explicación adaptativa dentro del mapa evolutivo.

La siguiente pregunta es: ¿cómo estructuran las neuronas estos programas? En el nivel neuronal, una pregunta sería: ¿cuáles son los comportamientos estrictos en el nivel neuronal, que codifican en relación con esta información que ocurre en el medio externo? Las neuronas exhiben una gran cantidad de actividad, y la teoría de la representación enfatiza el cómo distinguir las señales genuinas, de las señales de mantenimiento neuronal, de ruido medio ambiental. A nivel neuronal, una pregunta importante es ¿qué cantidad de neuronas se activan, dependiendo de los códigos que se generan? ¿Hay alguna relevancia en cuanto al código referente a los objetos? ¿Hay una correlación entre los eventos, activación de una o más neuronas, o circuitos y la activación neuronal?

En el nivel de redes neuronales sería importante saber los modelos adecuados que se pueden explicar mediante patrones de conectividad, que aspectos de los modelos son importantes, y si hay correlación entre las conductas y los objetos del conocimiento que activan dichas conductas.

Los modelos neuronales en el nivel de redes pueden ser los ejemplos necesarios para que se puedan entender algunos aspectos de la conducta corporal como un todo. En el nivel ya del sistema nervioso será importante saber cómo integra, almacena, evoca ante eventos relevantes, y utiliza la información que ha almacenado para hacer decisiones adecuadas.

La contribución más temprana a la neurobiología de la conciencia viene del descubrimiento de la electroencefalografía por Hans Berger, quien perfeccionó la amplificación de la señal y pudo hacer una distinción entre estados de conciencia o ausencia de éstos. También le permitió saber si la persona estaba dormida o despierta. El siguiente paso relevante en esta área fue la preparación quirúrgica experimental en el cerebro del gato, por Bremer, en 1930. En el encéfalo aislado se hizo un corte en la transición entre médula espinal y médula oblongada, separando la primera del encéfalo, después se observó que el animal no perdía su estado de conciencia, pero si el corte se hacía en los tubérculos cuadrigéminos (cerebro aislado), se observaba el animal en coma, por varios días, al cabo de los cuales aun cuando despertaba se le observaba con poca conciencia y reactividad. Esto llevó a suponer que el espacio del tallo cerebral entre la parte superior del puente y la inferior de la médula oblongada, tenían que ver con las funciones del mantenimiento de la vigilia, el estar despierto y consciente. Este trabajo y los subsecuentes dieron lugar a la hipótesis de un sistema reticular activador ascendente (Moruzzi, Magoun 1949).

Los investigadores italianos Moruzzi y Magoun notaron que la estimulación eléctrica del diencéfalo basal y del mesencéfalo anterior, daba como resultado una activación o despertar fisiológico en el gato. Esto llevó a suponer que el sistema reticular activador ascendente era vital para un grupo de estructuras que se vinculaban con el estar despierto. Posteriormente, otros sitios como el hipotálamo anterior, la zona del mesencéfalo, el locus coeruleus, el rafe dorsal, contribuyen a la activación cortical.

Lo anterior llevó a inferir que algunas funciones como el sueño son el resultado de desactivar o apagar el sistema reticular activador ascendente, a lo cual se le conoció como hipótesis pasiva del sueño, la cual ya ha sido abandonada. El sueño en sus diferentes etapas tiene grupos de neuronas activas que determinan sus diferentes estadios o fases, e incluso la reacción del despertar.

Una modificación de esta hipótesis es la teoría de la activación tálamo-cortical, en esta hipótesis, varios núcleos del tálamo que reciben información sensorial están conectados con la corteza cerebral primaria, para crear un nivel de actividad que permita la integración conectiva entre niveles de corteza, diencéfalo, ganglios basales y corteza cerebral. La función del tálamo y de las radiaciones hace las diferentes zonas de la corteza; el tálamo no especifica cómo los núcleos intralaminares son conceptualizados como una extensión del sistema reticular activador ascendente. Muchas teorías apoyan el hecho de que la conciencia es el reflejo de procesos integrados que se derivan, a su vez, de interacciones neurodinámicas, en donde intervienen estructuras del tallo cerebral que se comunican a través de relevos panorámicos hacia la corteza.

Una extensión de esta teoría propone que la conciencia es un reflejo de un “mapeo de segundo orden” entre estructuras que se correlacionan en “el primer orden”, que emergen del mapeo que se hace del tallo cerebral y de las cortezas cerebrales. Esto se conoce como un estado de proto-self, que sería una imagen maquillada del cuerpo, como el sujeto la percibe, y que se ha propuesto que se integre en la zona de la corteza de asociación parietal, occipital y temporal derecha. Los seres humanos tienen ejemplos de fenómenos de activación experimental de esta zona, como la estimulación magnética transcraneal y la inducción de autoscopia, mediante un engaño al cerebro con dos informaciones sensoriales truqueadas. La condición humana de incoherencia entre el sexo cromosómico (hembra XX y macho XY), y el cableado cerebral hipotalámico que impacta en una percepción de estar en un cuerpo de género equivocado, que se conoce como transexualidad, es un ejemplo de una estrategia de la naturaleza para limitar la capacidad reproductiva de las especies sin disminuir el deseo sexual.

Finalmente hay fenómenos en enfermedades humanas, como el miembro fantasma, la dismorfofobia y las anoréxicas (y tal vez algunas formas de obesidades mórbidas), en donde también hay una incongruencia entre cómo se perciben los pacientes en comparación con el resto de las personas.

Otro principio básico de la conciencia y de los teóricos que la estudian es que la conciencia puede ser el resultado de una banda de onda electromagnética, que se utiliza para manejar y procesar información inconsciente. Las reacciones novedosas que requieren la demanda de nivel de conciencia elevado son aprendidas con rapidez mediante el diseño de un cableado de neuronas, en donde se consolidan hábitos, memorias de procedimiento, y habilidades complejas motoras, de esta forma, la conciencia una vez que aprende, envía esta información al inconsciente neurofisiológico, que forma los procesos de aprendizaje consciente; apoyados por estructuras con los ganglios basales, el sistema se reveló de la memoria de procedimientos y sistemas motores complejos.