Neurociencia para Julia (35-68)

Preguntas 35 - 68

32º ¿Perciben del mismo modo todos los animales el mundo exterior? Justifica tu respuesta si deseas que se dé por válida tu contestación sea esta afirmativa o negativa y pon un par de ejemplos.

Cada especie utiliza una serie concreta de detectores del mundo físico: no todos los animales captan la misma información ni la usan para los mismos fines. Nosotros generamos una representación espacial del entorno a partir de la luz, las ratas topo lo hacen en parte a partir del campo magnético terrestre, información que nosotros no usamos (que se sepa). Pero, además, cada uno de los detectores recoge información sólo dentro de un rango o una lista limitada de posibilidades. Es decir, tenemos unos pocos receptores de información adaptados a nuestras necesidades vitales que captan tan sólo una parte de su especialidad sensorial. La imagen que construye tu encéfalo puede ser similar a la de tus amigos, pero es probable que sea bastante diferente de la que generan otras especies animales.

33ª ¿Qué construye la mente con la información separada que proviene de los distintos sentidos?

En la construcción de la mente consciente la información que proviene de todo el abanico sensorial se combina para originar una percepción única y compacta.

34º ¿Explica que es la sinestesia?

En algunas personas se produce una percepción cruzada llamada sinestesia, de tal modo que la activación de un tipo de receptor sensorial evoca una percepción que no se corresponde con ese receptor o cuyo estímulo no existe realmente. Hay, por ejemplo, personas que ven las letras del abecedario de colores (un color concreto para cada letra) o que perciben algunos sonidos asociados a ciertas imágenes y colores. Todos somos en cierta medida sinestésicos, ya que la combinación de varios sentidos es algo que hacemos de forma habitual, aunque no seamos conscientes.

35º Hay un vídeo en Youtube (“blind man can see and avoid obstacles”). Búscalo, indica cuántos obstáculos evita y explica luego cómo es posible que lo logre hacer alguien completamente ciego.

Evita 7 obstaculos

37º ¿Qué son las ilusiones ópticas”?

Las ilusiones ópticas surgen a partir de estímulos específicos que fuerzan la faceta inventiva del sistema y que, de hecho, la ponen de manifiesto. Se trata de situaciones límite o ambiguas en donde tu encéfalo, al tratar como siempre de dar sentido y coherencia a lo que capta, se pasa de listo.

38º Explica en qué consiste la “representación tópica” que llevan a cabo las neuronas.

Representan la retina o las distintas frecuencias auditivas... mapas que reflejan la clara organización de algunas rutas sensoriales como la somatosensorial, visual y auditiva, y también de la ruta que conecta la corteza cerebral con los músculos. Consiste en la disposición anatómica de las neuronas: la información que parte de tus receptores sensoriales viaja en forma de potenciales de acción hacia el encéfalo, donde es analizada y procesada.

40º ¿Qué dos tesis defiende Antonio Damasio sobre el papel de esos “mapas neuronales”?

Antonio Damasio— proponen que los mapas neuronales existen a todos los niveles de procesamiento de la información encefálica y que, de hecho, son esenciales para la emergencia de la mente consciente. Según esta hipótesis, en el encéfalo la información se organizaría en multitud de módulos que tendrían como sustrato los distintos mapas. Los mapas "topográficos" que acabamos de ver serían una primera etapa en el procesamiento de la información sensorial. El resto del procesamiento tendría su base también en "mapas", pero que no estarían organizados según sus relaciones espaciales sino que se trataría de mapas puramente funcionales, algo así como matrices o redes de neuronas relacionadas entre sí por algún tipo de función.

41º ¿Cuál es la función de la memoria?

Almacenar información útil y poder recuperarla cuando se precise: en eso consiste la memoria.

42º ¿Cómo sabe la memoria cuál es la información útil y relevante?

No lo sabe, simplemente sigue unas pautas básicas, como almacenar aquello que se repite y tiene una constancia, o quedarse con las circunstancias relacionadas con una situación emotivamente intensa.

43º Haz un listado de los distintos tipos de memoria que se citan en el libro.

-          memoria de trabajo

-          memoria semántica

-          memoria autobiográfica

-          memoria espacial

-          memoria explícita

-          memoria motora

44º ¿Cómo las neuronas se las arreglan para guardar los recuerdos?

Un recuerdo consistiría en la activación más o menos simultánea de un grupo específico de neuronas, para lo cual se modifica la función de una serie de sinapsis. 

45º ¿Qué neuronas están encargadas de la memoria?

Las neuronas que participan en la memoria explícita a largo plazo no parecen estar situadas en una localización específica. Los resultados experimentales indican que se encuentran distribuidas por distintas regiones de la corteza cerebral. Por su parte, se ha comprobado también que las neuronas del cerebelo tienen un papel esencial en el almacenamiento de la memoria motora. Pero en materia de recuerdos lo que se conoce con más profundidad es el papel de un región del cerebro llamada hipocampo. Se ha comprobado que el hipocampo es de gran importancia para el asentamiento de la memoria

46º ¿Es fiable nuestra memoria? Razona tu respuesta. 

En la memoria humana la información no se graba como en un disco duro, sino que su soporte lo constituyen células vivas con una incesante actividad metabólica. Las sinapsis que establecer nuestra memoria a largo plazo pueden mantener cierta estabilidad a lo largo del tiempo, pero no de manera absoluta: la función modifica sutilmente cada sinapsis hasta el punto de que recordar un hecho modifica el propio recuerdo, o al menos eso señalan algunas investigaciones. Según esto, la mejor manera de mantener un memoria sin perturbaciones es no accediendo a ella.

47º ¿Cuál es la función o finalidad de la incapacidad de las neuronas de multiplicarse o regenerarse?

Hay investigaciones que indican también la existencia de un aumento de esta regeneración neuronal tras algún tipo de daño, como la falta de oxígeno, pero son trabajos con animales de laboratorio que de momento no han sido comprobados en seres humanos.

Sea como sea, parece que no hay duda de que nuestro encéfalo tiene una pequeña capacidad para reponer algunos tipos de neuronas. Ahora mismo, Julia, tienes una procesión de neuronas recién nacidas atravesando tu cerebro, desplazándose desde una zona próxima a los ventrículos cerebrales en dirección a tu corteza olfativa. Los detalles de este y otros tipos de neurogénesis son todavía poco conocidos, algo que despierta la insaciable curiosidad de los científicos. Seguro que pronto leerás noticias frescas sobre estas jóvenes neuronas.

48º ¿En qué consiste la “plasticidad” del encéfalo?

El edificio encefálico construido por las neuronas no es rígido, se modifica de forma sutil con su funcionamiento. Los neurocientíficos llaman plasticidad a esta capacidad de cambio y adaptación.

La plasticidad  del encéfalo consiste en que cualquiera de los axones, dendritas y sinapsis puede modificarse y variar (aumentando o disminuyendo). Cada neurona emite un único axón, pero en su extremo (o a lo largo de su longitud) puede ramificarse de manera activa a lo largo de su vida, como si fuera un pulpo en busca de sus presas. En este caso las presas son las dendritas de otras neuronas, donde la exuberancia de sus ramificaciones también puede variar según la actividad. Este baile de ramificaciones permite que, aunque el número de neuronas se mantenga estable, las sinapsis y la potencia de éstas varíe para adaptarse a los cambios del sistema, manteniendo, eso sí, una arquitectura global que sostenga la persistencia de la mente individual.

49º ¿Qué es el cuerpo calloso? ¿Qué ocurre si se secciona? ¿Qué se descubrió gracias a ello del funcionamiento de los hemisferios cerebrales?

El cuerpo calloso es la estructura que se encuentra en lo profundo del cerebro y que conecta los hemisferios cerebrales, coordinando las funciones de ambos. Al seccionar el cuerpo calloso se impedía que el foco epiléptico se extendiera al otro hemisferio, por lo que disminuía la gravedad del ataque. Se descubrieron que los dos hemisferios, ahora en gran medida incomunicados, se encargaban de aspectos distintos del procesamiento mental. Una de las primeras cosas que se pudo comprobar fue la relación entre el lenguaje y el hemisferio izquierdo

50º Haz dos listados indicando las funciones en las que se ha especializado cada uno de los hemisferios.

HEMISFERIO DERECHO: (tiende a ser menos analítico v más emocional, y atiende con más énfasis a las características perceptivas de los estímulos (por ejemplo, espaciales))

-           la percepción musical

-           el dibujo.

HEMISFERIO IZQUIERDO: (especializado en todo tipo de tareas rutinarias que impliquen clasificación y análisis preciso y secuencial, una búsqueda de orden que dé significado a los eventos, y aquí se incluye)

-          el lenguaje,

-          el procesamiento matemático

-          la ejecución de movimientos precisos y ajustados de manera voluntaria

51º ¿Cuál es la causa de que una lesión en la médula nos haga perder el movimiento? ¿Qué es un movimiento reflejo?

La razón de que una persona pueda perder cierta capacidad de movimiento tras una lesión medular es que se lesionan los axones que descienden desde la corteza hacia la médula espinal. Cuanto más arriba se produzca la lesión, más moroneuronas dejarán de recibir señales procedentes del cerebro y más capacidad de movimiento se perderá.

También puedes experimentar un movimiento reflejo en la pierna si alguien golpea con suavidad por debajo le tu rodilla. Estos reflejos pueden resultar muy útiles para avisarte, por ejemplo, de que te estás quedando dormida en una posición vertical peligrosa o comprometida. En conclusión un movimiento reflejo es un acto involuntario.

52º ¿Cuáles son las “capacidades estrellas” de la mente que nos hacen humanos? ¿Por qué es tan relevante que el lenguaje sea “un sistema de transmisión del pensamiento? ¿Qué otra función cumple aparte de la servir de “herramienta de comunicación”?

Independientemente de otras características diferenciadoras, como la capacidad para la planificación o la creatividad, el lenguaje es nuestra capacidad estrella: para muchos científicos es lo que nos hace humanos.

53º ¿Cómo se denomina la región del encéfalo cuya función principal es la interpretación del lenguaje? ¿Y aquellas cuya función principal es la generación del habla? ¿Qué consecuencias tiene la afasia de Wernicke y la de Broca?

Se ha comprobado que hay una región en el hemisferio izquierdo cuya función principal es la interpretación del lenguaje, se llama área de Wernicke. En el hemisferio izquierdo de esa corteza hay una región que ya conoces, el área de Broca, que tiene como misión principal activar las neuronas que mueven los músculos del habla. Una persona sorda con el área de Wernicke dañada tendrá dificultades de comprensión y ejecución del lenguaje de signos similar a la que se da en la afasia de Wernicke, y lo mismo ocurre con el área de Broca.

54º ¿Cómo se denominan las dos fases del sueño? ¿En qué se diferencian la una de la otra?

Se distinguen dos etapas:

-sueño NO REM: Este ciclo se repite varias veces pero, a medida que avanza la noche, la "bajada" al sueño profundo es menos intensa y más corta y, por el contrario, los períodos que pasas en sueño REM se van haciendo más y más largos. Durante esas fases REM que van in crescendo, puedes tener breves instantes de despertar, que normalmente no recuerdas a la mañana siguiente.

-sueño REM o sueño paradójico: tus músculos se paralizan, es muy probable que tengas ensoñaciones, y tus ojos se mueven como si siguieras con atención algún tipo de animada escena (de ese movimiento rápido de los ojos, en inglés rapid eye movement, viene el nombre de REM.

55º ¿Por qué o para qué dormimos?

Porque favorece el asentamiento en la memoria de las experiencias que se han tenido durante el día, al tiempo que sirven para eliminar todo lo considerado irrelevante. En multitud de experimentos realizados en seres humanos se ha observado que la privación del sueño tiene efectos negativos en el aprendizaje de tareas visuales, secuencias motoras y otras capacidades cognitivas. Se ha comprobado que las oscilaciones de baja frecuencia características del sueño profundo (como el ritmo delta) son de mayor intensidad precisamente en las regiones cerebrales relacionadas con las tareas recién aprendidas, por lo que esas oscilaciones podrían favorecer la consolidación de las sinapsis que dan lugar a la memoria.

56º En música, los ritmos (o compases) son de 2/4 (dos por cuatro), 3/4, 4/4 o 6/8, 9/9 y 12/8. En el cerebro, los ritmos son de 4 hertzios, 10 Hz o 40 Hz. ¿Qué es un ritmo cerebral? ¿Con qué actividades cerebrales se relacionan esos tres ritmos?

57º ¿Es posible separar la mente del encéfalo?

No es posible separar la mente de la estructura que la crea. 

58º ¿Qué es un coma? ¿Y el estado vegetativo?

En el estado vegetativo se da una circunstancia paradójica: la persona se encuentra en vigilia (cumple una de las dos condiciones que te comenté del "yo"), la actividad de sus neuronas indica que está despierta (el EEG indica ese estado) y, además, puede abrir los ojos tras un estímulo o también de manera espontánea. Sin embargo, no existe consciencia (falta la segunda condición), el paciente no se da cuenta de lo que ocurre y los movimientos que realiza son reflejos. Si se produce una pequeña recuperación, el paciente puede pasar al llamado estado de mínima consciencia, donde ya existen respuestas emocionales que indican que la persona se da cuenta en cierta medida de su entorno.

En  el coma, un estado en que la vigilia y la consciencia están en sus valores mínimos (no existen) y que dura como mucho de dos a cinco semanas. Si la persona sobrevive al coma, en muchos casos se produce una recuperación rápida de los niveles normales de actividad, pero en otros puede pasarse a un estado intermedio cuya duración es muy variable. Me refiero al estado vegetativo y al estado de mínima consciencia.

59º ¿En qué se diferencia el encéfalo de un ser humano del encéfalo del resto de animales?

Existe una correlación entre e! tamaño del animal y el tamaño de su encéfalo, de tal manera que los animales más grandes tienen encéfalos mayores. Los seres humanos tenemos un encéfalo con un tamaño que es un poco superior al que nos correspondería según esta correlación, pero la inteligencia y el resto de capacidades cognitivas no parecen depender del tamaño. Las ballenas y los elefantes tienen encéfalos mayores que los nuestros y algunos cálculos les asignaban un número mayor de neuronas. Sin embargo, los estudios más recientes indican que, a pesar de su tamaño, los encéfalos de esos animales contienen menos neuronas.

Para que un encéfalo origine una mente consciente tan compleja como la nuestra parece que es más importante el número total de neuronas y la arquitectura del sistema que el tamaño. Se ha observado que en el encéfalo humano las neuronas están más empaquetadas que en otros animales con encéfalos de tamaño similar.

60º  ¿Cómo funcionan las sustancias (fármacos  o drogas que afectan al cerebro)?

La droga descubierta no modificaba el nivel de consciencia, sino que producía algún otro efecto en el funcionamiento normal del sistema nervioso, como paralizar los músculos, una propiedad que algunos pueblos de la Amazonia descubrieron en el curare, un veneno que se extrae de varios tipos de plantas. Hay una gran variedad de sustancias químicas que pueden interaccionar con la actividad neuronal y modificarla. Esto ocurre, por ejemplo, con los antidepresivos, que buscan un cambio controlado del sistema nervioso. El problema con las sustancias que afectan al sistema nervioso es que se modifica la propia máquina de tomar decisiones y de guiar el comportamiento, modificaciones que en algunos casos se hacen permanentes. Esto puede conducir en muchos casos a un círculo vicioso donde la persona no toma más decisiones que la de seguir anulando su toma de decisiones, de manera que el sistema nervioso termina siendo esclavo de una sustancia química poco útil para la supervivencia.

61º Describe las siguientes enfermedades neuronales e indica su causa: miastenia gravis, parkinson, esclerosis lateral amiotrófica, esclerosis múltiple y alzheimer: Explica también como funciona el botox.

Miastenia gravis: Las personas que tienen miastenia gravis se agotan muy pronto, y no pueden activar sus músculos de manera enérgica y continua a no ser que tomen algún tipo de medicación. Lo que ocurre en esa enfermedad es que las cerraduras, los receptores, están dañados, y por tanto la acetilcolina no puede hacer su trabajo con eficacia.

Parkinson: La enfermedad de Parkinson origina también una dificultad para producir movimientos, pero en este caso la "pieza" dañada no está en el músculo sino en el encéfalo. Aquí lo que ocurre es que disminuye la cantidad de un neurotransmisor (la dopamina) en una región (los ganglios basales) que tiene un papel clave en la generación de movimientos voluntarios. La dopamina escasea porque se muere un grupo muy concreto de neuronas que usa ese neurotransmisor en sus sinapsis. 

Esclerosis lateral amiotrófica: en la miastenia gravis el neurotransmisor liberado no hace bien su efecto, pero en la enfermedad que posee Hawking (llamada esclerosis lateral amiotrófica o ELA) ni siquiera hay neurotransmisor, ya que las células que lo producen y liberan de manera controlada, las motoneuronas, se van muriendo poco a poco.

Esclerosis multiple: En la esclerosis múltiple, las células defensivas del cuerpo humano, que pertenecen al llamado sistema inmune, se confunden de enemigo y atacan la cubierta de mielina del SNC. Las neuronas que se quedan sin cubierta de mielina pierden la capacidad de enviar impulsos eléctricos y, por tanto, no pueden comunicarse de manera eficaz con otras células. El resultado es una pérdida de facultades muy variada según qué axones hayan sido dañados. Es común que estén afectadas con mayor intensidad las neuronas encargadas del movimiento, y por ello es una enfermedad en gran medida paralizante

Alzheimer: que se produce por una muerte neuronal generalizada que da lugar a una pérdida paulatina de la memoria y, en última instancia, de la propia individualidad. En el alzhéimer la muerte celular está relacionada con el desarrollo de ovillos anómalos de proteínas en su interior y de las llamadas placas amiloideas en el exterior, que de alguna manera impiden el funcionamiento normal de las neuronas. Como no se conoce bien la causa que da lugar a esas moléculas defectuosas, no es posible atajar la enfermedad con eficacia. Al contrario de lo que ocurre con los ejemplos anteriores de miastenia gravis y párkinson, donde la enfermedad afecta a unas sinapsis muy concretas, en el caso del alzhéimer las neuronas y sinapsis afectadas no se pueden separar con claridad del resto de la selva neuronal, por lo que hasta el momento no se han podido desarrollar fármacos realmente eficaces.

Botox: Este potentísimo veneno produce parálisis mediante el bloqueo de la liberación de acetilcolina: el neurotransmisor no es liberado por las neuronas y, por tanto, los músculos no se contraen. Lo curioso es que, a pesar de tratarse de una sustancia muy tóxica, se usa en dosis muy bajas en cosmética para eliminar arrugas (una de las marcas comerciales es el conocido Botox). Al inyectar la toxina, los músculos de la zona se relajan y las arrugas desaparecen... durante un tiempo, ya que al cabo de unos meses el efecto se desvanece.

62º ¿Qué es un Cyborg? Pon ejemplos de Cyborg.

El término cyborg quiere decir "organismo cibernético" (cybernetic organism) y hace referencia a la interacción entre un organismo biológico y algún tipo de tecnología que pueda integrarse en el primero. Ejemplo un menometro en el corazón, un equipo de alta fidelidad en la cabeza

63º Si la mente es una propiedad emergente del encéfalo, de una maquinaria biológica y no mecánica en toda su complejidad ¿es posible la inteligencia artificial? ¿Por qué?

Hay varias hipótesis. Una de ellas mantiene que la mente autoconsciente es una propiedad emergente inseparable de los sistemas vivos con toda la complejidad que ello requiere, desde los circuitos neuronales hasta el funcionamiento molecular de los miles de componentes distintos que están activos en cada momento en una célula. Otra hipótesis es que la emergencia de la mente autoconsciente no requiera de toda esa maquinaria biológica, sino que dependa nada más que del flujo de información en forma de potenciales de acción y del almacenamiento de datos que se produce en el encéfalo. En este caso, en teoría sería posible simular toda esa actividad química y eléctrica, siempre que se consiga comprender cómo se conectan y procesan la información los 86000 millones de neuronas (y otras tantas células gliales) que hay en un encéfalo. Es posible que este sea un nivel de complejidad lo suficientemente grande para que no sea posible realizar una máquina así, al menos hasta dentro de muchas décadas.

64º ¿Para qué utilizan las neuronas las cargas eléctricas o potenciales de acción? ¿Cómo producen dichas cargas eléctricas?

Las neuronas utilizan descargas eléctricas para producir una especie de código binario. Cada uno de esos potenciales de acción se produce debido al flujo brusco y masivo de iones Na+ a través de compuertas especiales que hay en la membrana plasmática de la célula, seguido de un flujo opuesto de iones K+ que permite una carga rápida de la batería. Las llamadas bombas de Na/K generan de manera continua e incesante un movimiento opuesto de esos iones para mantener sus concentraciones a ambos lados de la membrana. Una neurona puede producir muchos potenciales de acción seguidos, uno detrás de otro, que viajan como si se tratara de una procesión a lo largo del axón. Ese desfile es su manera de hablar: puedes imaginar cada fila de potenciales de acción como si se tratara de una palabra. Esas palabras llegan al extremo de los axones tan claras y fuertes como cuando se generaron

65º ¿“Contactan” las neuronas entre sí?

Una sinapsis es esa región donde una neurona interacciona con otra (o con una fibra muscular). He dicho "interacciona" y no, por ejemplo, "contacta" ya que en la gran mayoría de tus sinapsis las dos neuronas no se tocan físicamente sino que forman sinapsis químicas: entre ellas hay un espacio, llamado espacio sináptico, que está relleno del líquido extracelular existente entre las células.

66º ¿Qué tipos de sinapsis hay?

 La sinapsis eléctrica  y química

67º ¿Cuál es la técnica más avanzada de estudio del encéfalo?

Desarrollo de las modernas técnicas de registro, la mayor parte de los datos sobre la estructura y el funcionamiento del sistema nervioso humano se obtenía a partir de tejido muerto o de otros animales no humanos. En la actualidad las técnicas de imagen son muy útiles para la práctica clínica. Aun así, todavía son muy limitadas para explorar con detalle los entresijos de la mente.

68º Haz un listado y explica las supercherías de las que habla el autor en este último capítulo.

-          Comunicación mental a distancia: permite que las mentes se comuniquen de forma inalámbrica con una gran precisión, algo que nos diferencia con claridad de los métodos de comunicación utilizados por el resto de animales, al menos de los que conocemos (me refiero a una comunicación en tiempo real, distinta de la que se establece, por ejemplo, al leer un libro). Es preciso recordar aquí que, en el caso de las personas sordas, la comunicación mental equivalente se produce mediante la combinación de gestos y el sistema visual. Sin embargo, por alguna extraña razón, a algunas personas les atrae el hecho de una comunicación similar pero sin que participe el habla y el sistema auditivo, por lo que se han inventado un supuesto método de comunicación al que llaman telepatía. Es una pura invención

-          Trasteando con la cubertería : hay gente que afirma que es capaz de doblar cucharas con la mente jamás nadie ha demostrado que pueda realizar semejante cosa. Nadie. Nunca. Las personas que a veces salen en los medios de comunicación doblando objetos lo único que hacen es poner en práctica un truco con el que consiguen engañar a las mentes más crédulas. Son charlatanes, mentirosos sin escrúpulos (a diferencia de los magos e ilusionistas, que hacen trucos para jugar con nuestra atención, estimular nuestra imaginación y hacernos pasar unos momentos agradables de ilusión y secretos que no logramos descubrir).

-          Energía, memoria y capacidades de la mente: anuncios de productos que, según prometen, hacen todo tipo de maravillas. Utilizan palabras que resultan vacías en ese contexto, como "energía" (¿que cosa es la "energía mental"?) , pero que suenan muy bien. Si la cosa fuera tan fácil, todos nos tomaríamos esas pastillas y listo, pero no conocemos productos que hagan ese tipo le "milagros", y ni siquiera estoy seguro de que, en el caso de que existieran, fueran en realidad útiles y beneficiosos para la sociedad

-          Espíritus del más allá: Entre todas las patrañas, engaños, invenciones y bobadas varias existentes sobre la mente, la que se lleva el puesto de honor es la creencia en espíritus y superhéroes invisibles similares. Lo tienen todo: mentes que perduran después de que el cuerpo (y por tanto las neuronas y el resto de tejido nervioso) ha muerto, transmisión telepática entre esas mentes y las nuestras (las de los vivos), movimiento a distancia de objetos (no sólo cucharas)...