miércoles, 18 de noviembre de 2009

INTELIGENCIA


La función cognitiva de la inteligencia es la más compleja, depende de las anteriores (memoria, percepción, atención y lenguaje) y es resultado de ambas redes perceptuales y ejecutivas.


El desarrollo de la inteligencia

Otra vez, como cualquier función cognitiva, el propósito de la inteligencia para el individuo es lograr adaptarse al ambiente. Además, permite al ser humano razonar y aprender a escoger el comportamiento adecuado efectivamente. También, han descubierto que conforme madura la corteza cerebral, especialmente la corteza de asociación, a la vez se desarrolla la inteligencia. Sabemos que está organizada jerárquicamente y sus redes corticales trabajan paralelamente.

Incluso, Piaget propone cuatro etapas en las cuales se desarrolla dicha cognición de un niño:
1. Sensorimotor (0-2 años) – el comportamiento más importante son los reflejos. Biológicamente, maduran las partes sensoriales y motoras del cerebro.
2. Representacional (2-7 años) – logra expresar símbolos verbalmente ya que ocurre un crecimiento cognitivo significante.
3. Operaciones concretas (7-11 años) – desarrolla destrezas como por ejemplo, la capacidad de resolver problemas gracias a la maduración de las áreas premotoras y de asociación.
4. Operaciones formales (11-15 años) – utiliza la inducción y deducción, que se lleva a cabo en las áreas del lenguaje localizadas en el hemisferio derecho. Adicionalmente, integra la información al estar consciente que existen más variables y su función se debe mayormente a la corteza prefrontal.

Claro que más adelante se discutió que a Piaget le hizo falta mencionar la importancia de la atención y la inhibición durante el desarrollo. Ya que permiten establecer relaciones usando los niveles superiores mientras se inhiben los inferiores, creando a la vez la memoria, percepción, etc.


Anatomía de la inteligencia

Se divide en la estructura anatómica, el cual se refiere al conocimiento que deriva de la experiencia y que varía por algo específico. En cambio, la función anatómica se refiere al procesamiento del conocimiento y que varía dependiendo de la actividad que se quiere efectuar. Hay veces donde la información que debe ser procesada requiere la interferencia de ambos ya que la función anatómica necesita en algún momento la estructura anatómica.

En 1985, Sternberg propone tres tipos de inteligencia:
1. Analítica - razonamiento (se puede medir a través de pruebas de inteligencia, como por ejemplo, la Stanford-Binnet)
2. Práctica – destreza de solucionar problemas (también se puede medir por medio de pruebas de inteligencia)
3. Creativa – imaginación

El resultado de las pruebas de inteligencia es influenciado culturalmente. Por eso, por medio de distintas pruebas, han tratado de determinar un factor g o en otras palabras, un denominador común compartida por todos y conocida como inteligencia general. Como dije anteriormente, la atención es principal en cuanto a la función de la inteligencia. Por lo tanto, requiere la corteza prefrontal para razonar, solucionar problemas y el uso del lenguaje.


Razonar

El razonamiento quiere decir agregar nuevo conocimiento o crear inferencias a partir del conocimiento pasado. Utiliza ambos la deducción e inducción. Además existe la manera proposicional, que se refiere al proceso de expresar los símbolos verbalmente. Por otro lado, está la manera no proposicional o conexionista, que procesa la información directamente. Los dos métodos contribuyen al razonamiento ya que durante el proceso siempre se necesita de la sinapsis entre ambos.

El razonamiento reflexivo es el tipo de razonamiento más fácil y cotidiano ya que lo usamos todos los días, es automático, inconsciente y utiliza inferencias que ya están establecidas en nuestro conocimiento. Funciona instantáneamente porque tiene la capacidad de clasificar la información efectivamente tomando en cuenta la experiencia pasada y con la ayuda de los niveles inferiores. Otra vez, durante el razonamiento se inhiben las inferencias innecesarias para enfocarse en las que sí son necesarias.


Resolución de problemas

Cada día, utilizamos más el razonamiento inductivo que el deductivo, pero ambas formas de razonamiento están entrelazadas y pareciera ser que usan la misma área cortical. El tema que vamos a desarrollar a continuación es el razonamiento inductivo, ya que juega un papel muy importante en la solución de problemas.

Para comenzar, es importante establecer ciertas diferentes entre ambos razonamientos, deductivo e inductivo. Los objetivos del razonamiento deductivo son establecer y verificar inferencias lógicas y válidas de las premisas. En cambio, los del inductivo es de establecer diferencias plausibles de las observaciones que estamos realizando y del conocimiento que ya tenemos, para así, evaluar las probabilidades entre dichas inferencias. Otra diferencia, es que en lo deductivo, si lo particular es verdad, lo general también. En cambio lo inductivo no puede hablar sobre verdaderos, sólo de altar probabilidades.

Cuando resolvemos problemas comunes, lo que también se conoce como inteligencia práctica (practical intelligence), nos basamos en argumentos inductivos que nos llevarán a resolver el problema. Por lo general, estos argumentos se derivan de similitudes que nos llevan a conclusiones, por un proceso cognitivo de similitudes que se llama razonamiento analógico (analogical reasoning). Este tipo de razonamiento hace a relación entre los estímulos de los objetos y entre los de los eventos. Quien está razonando, crea mapas analógicos (analogical mappings) que representan de forma abstracta estas relaciones.

Las representaciones corticales que se utilizan para la solución de problemas, consisten en cogniciones de conocimientos que ya tenemos así como información sensorial actual y la operación consiste en crear una relación entre ambos. Estas transacciones son el resultado de los mecanismos excitatorios e inhibidores en las redes corticales por medio de los cuales, varias funciones cognitivas llevan a la solución de los problemas, entre las funciones cognitivas más importantes están atención, percepción y memoria. El tiempo y la complejidad se convierten en factores muy importantes para el proceso de razonamiento y por lo tanto, es el apoyo de las funciones neuronales.

Al parecer, la solución de problemas, activan por lo menos, una región de la corteza posterior, quien se especializa en la representación y procesamiento de los datos que son importantes para quien quiere resolver un problema. Además, activa la corteza prefrontal. Ahora bien, se podría decir que una tarea que incluye un problema, es ayudada por medio de la activación de cogniciones preceptúales que representan el contenido sensorial y semántico del problema.

También es importante mencionar, que hay tres regiones prefrontales que se activan al momento de querer solucionar un problema:
- la región cingular anterior (anterior cingulate regiona)
- la región lateral (lateral region)
- región orbital (orbital region)

El papel de integrar que lleva a cabo la corteza prefrontal se ajusta de acuerdo a las necesidades, hay tres factores que determinan dichas necesidades:
- tiempo integrado (integration time)
- complejidad
-innovación


Toma de decisiones

Acerca de la toma de decisiones que realizamos diariamente se ha determinado que:
- el humano no es el único capaz de tomar decisiones
- no todas las decisiones se hacen de manera racional
- algunas decisiones las tomamos de manera inconsciente
- la mayoría de nuestras decisiones involucran experiencias previas

El acto de decidir, está en gran medida atado a las funciones ejecutivas del organismo. Cualquier papel que pueda tomar la corteza frontal en la toma de decisiones, debe ser visto como una expansión de la función de los niveles más bajos de la jerarquía de las estructuras ejecutivas encargadas de la selección de determinadas acciones.

Pareciera ser que las redes cognitivas que representan y procesan la información sensorial, categorizan estímulos de acuerdo con las decisiones que tomas dichos estímulos acerca del comportamiento. Algunas decisiones son tomadas o iniciadas en el lado perceptual del ciclo de percepción-acción, antes que las señales de la percepción lleguen a la corteza ejecutiva.

Es importante tomar en cuenta que no sólo la percepción es la encargada de tomar decisiones, también lo es el razonamiento. Además, de otros recursos como las emociones y las influencias sociales, que también incluyen todos aquellos que se derivan de la teoría de la mente (theory of mind) que es la habilidad de evaluar el estado mental y las intenciones de las demás personas; esta habilidad viene en su mayoría, de las percepciones intuitivas del habla y comportamiento. Otro recurso importantísimo para la toma de decisiones son los valores sociales, éticos y estéticos, que pueden ser vistos como las cogniciones más altas y abstractas de las representaciones percepciones y ejecutivas.

Ahora lo que nos queda por saber es cuando la decisión está tomada, cómo se inicia la acción en el cerebro. El apoyo empírico de la deducción que es el centro frontal el encargadazo, consiste en lo siguiente:
- las lesiones en la corteza frontal llevan a la parálisis en los movimientos voluntarios o una pérdida en desenvolvimiento del habla y comportamiento.
- una estimulación en la corteza frontal incita al movimiento de los ojos, cabeza o extremidades.
- los potenciales en la superficie del lóbulo frontal llevan a que se inicie una acción voluntaria.

En pocas palabras se podría decir que el hecho que se inicie una acción, es el resultado de la competencia de varias influencias que llegan a la vez a la corteza frontal desde algunos sectores del organismo. En cualquier momento, en base a su intensidad o probabilidad de actuar, sólo algunas de esas influencias prevalecen en la competencia por la atención ejecutiva. En los humanos, dichas influencias pueden venir también de del ambiente interno del organismo.


Inteligencia creativa

Entre los 6 y 16 años, se produce un cambio en la inteligencia, la esencia de este cambio es la separación de la inteligencia de los sentidos. En esta etapa lo sensorial da lugar a una mayor independencia cognitiva del medio ambiente, la mente se ve menor ligada y más individual. El desarrollo del lenguaje promueve esta transición, el lenguaje es una clave esencial para la liberación de la inteligencia de lo sensorial. Cuando el niño tiene más o menos 6 años, aparte de la expansión de su vocabularios, también se expande la imaginación.

Se ha dicho que la inteligencia creativa es poder crear metas, proyectos y planes o sea “inventar el futuro”, pero también es el poder de poner esas metas, proyectos y planes en acción. Sin embargo, el futuro se basa en gran medida en el pasado y presente, de tal manera que así como todas las inteligencias, la creativa se desarrolla de otra funciones cognitivas. Se desarrolla desde una gran cantidad de conocimientos que se han adquirido en el pasado por medio de la atención, percepción y lenguaje.

Varios estudios han demostrado la importancia de la corteza del lóbulo frontal y la corteza preforntal dorsolateral en la creatividad. Sin embargo, aún existen muy pocos sobre las funciones del cerebro en la inteligencia creativa. El estudio sobre las frencuencia EEG demuestran bastante actividad en el hemisferio derecho comparado con el izquierdo. Asimismo, un estudio realizado por Carlsson demuestra que la creatividad, la cual la midió como la habilidad de conceptualizar objetos utilizados para la construcción, se fundamental en la actividad metabólida en la corteza preforntal dorsolateral, además, que ambos hemisferios contribuyen en gran medida, pero más el derecho.

Actualmente, se ha definido crear (“to create”) como hacer nuevas cogniciones fuera de las que ya estaban antes. En base a todo este proceso, se encuentra la formación de nuevas asociaciones entre las viejas cogniciones.

Hay tres principales categorías de entradas neuronales, que activan las redes corticales en el proceso crativo:
- entradas desde las formación del límbico y mecencéfalo
- de otras redes corticales
- de los sistemas sensoriales
Estas tres categorías son las mismas que se juntan en la corteza frotal para la toma de decisiones, como ya lo hemos visto en el tema anterior. Ahora, contribuyen en la toma de decisiones enfocadas en crear nuevas cogniciones preceptúales y ejecutivas, este proceso, además, necesita de las entradas de las estructuras subcorticales. Estas estructuras dan al proceso creativo entradas desde el manejo, motivación y atención.

Desde el sistema límbico y la neocorteza vienen también cogniciones corticales, las cuales facilitan y mantienen el proceso de la inteligencia creativa. La esencia biológica de la creatividad, consiste en el proceso de formación de nuevas asociaciones de cualquier cognición o grupo de cogniciones de cualquier parte de la corteza.

jueves, 12 de noviembre de 2009

LENGUAJE


Efecto de la civilización, el lenguaje es considerado la primera función cognitiva que se encuentra en el cerebro. Incluso muestra la evolución y la complejidad que hemos logrado a través de las generaciones para comunicarnos mejor. Las representaciones lingüísticas y la capacidad de leer, escribir y entender funcionan de la misma manera que otras funciones cognitivas ya que dependen de la interacción entre las redes corticales.


Neurobiología del lenguaje

Los estudios indican que el lenguaje inició más o menos durante el surgimiento del Homo erectus y el Homo sapien. Hablar y escribir han sido maneras evolutivas para que el organismo logre adaptarse a su medio ambiente. Empezaron comunicando sus sentimientos a través de símbolos y gestos.

El lenguaje depende mayormente del sistema límbico porque el estado emocional afecta el aprendizaje del organismo. En el caso de los monos, que no tienen una corteza totalmente desarrollada, dependen gravemente del sistema límbico para comunicarse.

La mitad del cerebro del ser humano se encarga de dicha función cognitiva. Especialmente la neocorteza de asociación, ya que conforme se crean más conexiones entre neuronas y hay más mielinización axonal, el cerebro madura y el lenguaje se vuelve un recurso efectivo. Claro que existe la controversia sobre si el lenguaje es genético e innato. Según Chomsky, sí es hereditario porque a temprana edad y durante un corto período de tiempo, un niño fácilmente es capaz de aprender a formar frases. Por el contrario, Lashey propone que el lenguaje se aprende a través del significado que le damos a ciertas palabras y lo expresamos después de adaptarlo gramáticamente.

Al final, ambas perspectivas se complementan porque sabemos que los niños a temprana edad muestran su capacidad de relacionar, categorizar y asociar las palabras con los objetos. Entonces, queda claro que la genética y la plasticidad sináptica contribuyen al desarrollo del lenguaje. Junto con la ayuda de este, la motricidad se va desarrollando.


Laterización Hemisférica

Como mencioné anteriormente, el hemisferio derecho del cerebro es el que se encarga de la mayoría del procesamiento del lenguaje, mientras que los estudios muestran que dichas funciones en el hemisferio izquierdo son inhibidas. Claro que siempre interactúan ambas partes del cerebro para llevar a cabo las funciones. Adicionalmente, utiliza las funciones motoras y perceptuales, la memoria a largo plazo y la atención tanto para entender y expresar el lenguaje.

El área posterior y anterior del hemisferio derecho del cerebro son las principales ya que la primera se encarga de relacionar conforme el significado y la segunda trabaja la expresión. Ambas partes trabajan en equipo y están sujetas al cambio continuo a medida que nueva información es introducida.

A través del estudio de personas bilingües han concluido que ambos lenguajes están guardados en el hemisferio dominante o derecho. En cambio el hemisferio izquierdo asiste partes del lenguaje que requieren aprendizaje y educación.


Neuropsicología del lenguaje


El lenguaje se considera una función integrada porque no trabaja correctamente si no están presentes todas sus partes (semántica, fonológica, sintáctica). Por lo tanto, cualquier lesión afecta el resto de la jerarquía. Por ejemplo, alguien que daña la parte prefrontal de su cerebro va a tener problemas conceptualizando, planeando o ejecutando lenguaje complejo y en efecto no va a llevar a cabo el comportamiento deseado. Los niveles inferiores están relacionados con la audición y las proposiciones simples. Mientras que los niveles superiores tienen que ver con la asociación y las proposiciones complejas.

En conclusión, los verbos están localizados en la parte frontal y los sustantivos en la parte posterior de la corteza. Incluso, más adelante se discutirá cómo lo semántico está relacionado con la representación de símbolos ya que para ambos participan las mismas redes.


Arquitectura funcional de las semánticas

El significado del lenguaje son las semánticas, ambos conforman un orden jerárquico en donde el nivel más bajo está formado de sonidos o letras que forman las palabras. La estructura del lenguaje está conformada por la unión de las palabras, que forman frases y oraciones, dicha unión se llama sintaxis (syntax). Tanto las frases como las oraciones provienen no sólo del significado de las palabras sino también del espacio, o sea de la sintaxis. La estructura de las oraciones también está organizada de manera jerárquica.

Estudios han demostrado que generalmente las áreas que se activan al leer, son las mismas que se activan al escuchar. Dichas áreas son las del hemisferio izquierdo. Las redes que se activan, probablemente son particulares y se extiendes hacia la corteza de asociación. Además, los estudios demuestras que las cogniciones pueden acceder tanto por los odios como por los ojos, también que el significado de las palabras activan las áreas encargadas de “producir el lenguaje”. La activación de las estructuras ejecutivas para ver el significado de las palabras, demuestras que dichas estructuras también participan en el ciclo de percepción-acción, el cual trabaja para el lenguaje y otras expresiones del comportamiento. Asimismo, los estudios de Neville y sus colaboradores han demostrado que existe la participación de ciertas áreas, además de las mencionadas, que participan en la decodificación del significado semántico.

El lenguaje necesita del núcleo de las áreas corticales del hemisferio izquierdo. La sinapsis y conexiones de dichas áreas, puede que esté determinado genéticamente para que adapte los elementos del lenguaje semántico y sintáctico. En los recién nacidos, estas áreas apoyan un lenguaje primitivo que llamamos: balbuceo.

Con el paso del tiempo, las redes que proceden del núcleo de las áreas del lenguaje, van a asociarse con redes cognitivas más altas de la corteza de asociación de las regiones frontal y posterior. Dichas redes que se han expandido van a formar la base semántica y léxica del lenguaje, y en caso de una lesión, ésta conllevará a un desorden en el lenguaje, en donde el más común es la dislexia.

Como hemos visto ya anteriormente, los niveles más altos de la corteza de asociación, las cogniciones adoptan una forma semántica y simbólica, donde se convierten en prototipos categóricos de las experiencias que representan. En estos niveles, así como en los más bajos, las redes cognitivas se desarrollan asociando similitudes y repeticiones. Las conexiones del medio, se encargan de la formación de cogniciones más abstractas. En todas las áreas corticales de asociación, hay un traslapo topográfico entre las redes que representan las categorías abstractas y las que representen categorías más concretas.

La formación de categorías cognitivas más altas en la corteza de asociación, puede que esté acompañada con la formación de un sistema paralelo léxico-semántico (lexical-semantic system) de redes neuronales. Los sistemas léxico y cognitivos se desarrollan juntos e interactúan entre ellos, de tal manera que habrá una jerarquía léxica de símbolos verbales que interactúan con la jerarquía de la memoria perceptual.

En resumen, se podría decir que existe un sistema léxico que representa cogniciones preceptúales. En los niveles más bajos de la jerarquía perceptual es donde los símbolos representan fonemas (letras y sílabas). En los niveles más altos, las palabras van a representar cogniciones más complejas y conceptuales.


Dinámicas corticales de la sintaxis

La palabra sintaxis significa unir, por lo que necesita de un agente, quien en la gramática es quien habla o escribe y arregla as palabras en oraciones de acuerdo a ciertas reglas. Para nosotros, el agente es el cerebro del que habla o escribe.

El orden de la sintaxis es un orden temporal, ya que el que habla o escribe le da un significado a las oraciones ordenando las palabras en el dominio temporal. Ahora lo que necesitamos saber es cómo las cogniciones y los símbolos verbales son seleccionados en el momento y ordenados para dar un significado al lenguaje.

El área Brocas tiene un déficit que se ha llamada “déficit central sintáctico” (central syntactic déficit), es aquí donde se da una ausencia de elementos léxicos que son necesarios. Sin ellos, la relación correcta entre las palabras no puede darse de manera correcta; las ausencias más comunices son las conjunciones (a, ante, bajo, con, contra…) y las inflexiones, prefijos y subfijos, lo cual da como resultado un lenguaje difícil de entender.

Los desórdenes en el lenguaje después del lóbulo frontal, dan como resultado que sea visible la organización jerárquica de la sintaxis en la corteza lateral del lóbulo frontal. Además de las funciones del área Broca ya mencionadas, parece ser que algunas partes de la corteza promotora ayudan a una mejor coordinación de un lenguaje complejo. la corteza prefrontal lateral, funciona como medio para llegar a esas cogniciones en la construcción del lenguaje.

El propósito del lenguaje, la expresión, se lleva a cabo gracias a una formulación de un plan o esquema, el cual está representado en una red cortical de la corteza frontal y está formada por componentes léxicos de cogniciones ejecutivas. Dichas redes pueden ser activadas por entradas de otras estructuras o del ambiente, cuando son activadas, las redes activan redes ejecutivas más bajas, las cuales inician la expresión del lenguaje y del proceso sintáctico. Este proceso requiere el acceso de redes frontales a las redes semánticas-léxicas de las cortezas ejecutivas y preceptúales, que a la vez depende de la fuerza de las conexiones entre las redes léxicas y la corteza de asociación. Cada una de estas redes, al ser activadas se apoyan en estados de frecuencias fijas (fixed-frequency states), la fuerza de estas frecuencias, determinarán si en cierto momento, una red léxica entrará al proceso sintáctico. Desórdenes en la memoria, por ejemplo las demencias, pueden causar que no haya acceso a las redes léxicas, esto quiere decir que la persona tendrá acceso a las palabras, pero no a las correctas en determinados momentos. Esto explica por qué muchas veces creemos que se han perdido las representaciones corticales, cuando realmente lo que se perdió fue el acceso a ellas.

En la construcción sintáctica, las redes frontales trabajan junto las redes corticales posteriores. De tal manera que, mientras las redes frontales y posteriores dan el léxico, las redes frontales dan la gramática. La contribución frontal a la sintaxis se lleva a cabo en varios niveles. Como el proceso sintáctico está comprometido en la integración de lenguajes largos y elaborados, la memoria de trabajo se convierte en una función sintáctica.

jueves, 5 de noviembre de 2009

ATENCIÓN


La atención desde un punto de vista biológico

La atención involucra enfoque y selección de ciertas redes para efectuar cualquier comportamiento. Por lo tanto, dicha atención selectiva es necesaria para llevar a cabo los procesos corticales. Todo este proceso sirve al organismo para adaptarse al ambiente que lo rodea eficientemente. Incluso para reaccionar, primero actúa la atención para analizar el estímulo que ha sido introducido, incluyendo las experiencias pasadas que este conlleva. Generalmente los niveles inferiores se encargan de modular todo el trabajo.

Los mecanismos motores y sensoriales funcionan con la ayuda de todos los niveles del SNC, cuando inhiben ciertas partes y a la misma vez excitan a otras. Esta cooperación dual, como lo llama Fuster, permiten que la atención empiece a tomar su lugar. Dado que las redes corticales interfieren entre sí, por lo tanto es importante que la atención pueda seleccionar sólo las redes que necesita y tiene la capacidad de privar redes innecesarias.

Existen dos procesos principales de la atención: 1) inconscientemente seleccionamos o nos enfocamos sólo en el contenido necesario para llevar a cabo cierto comportamiento. 2) excluimos o privamos el contenido que está de más y así es como evitamos distraernos.


Atención perceptual

Como se dijo anteriormente, el fin de la atención es adaptarnos. Requiere la participación y la interacción del sistema sensorial, motor y límbico. La atención perceptual utiliza el procesamiento paralelo donde funcionan ambos niveles superiores e inferiores para al final obtener un mejor entendimiento de lo que nos rodea. Para que automáticamente los estímulos sensoriales encuentren su destino, debe haber procesamiento de abajo para arriba, de acuerdo a la jerarquía presente, ya que se encarga de notar los atributos físicos. Por otro lado, existe el procesamiento de arriba para abajo donde los niveles superiores actúan ante las respuestas que reciben del estímulo.


Memoria de trabajo

Este se refiere a la activación de la memoria de largo plazo para mantener representaciones recientes que nos van a servir para realizar la acción que deseamos. Todos los procesos siempre requieren de asociaciones y selecciones que derivan de la experiencia pasada que se han discutido anteriormente.

Para retener la información temporalmente, este requiere enfoque. Por lo tanto, la memoria de trabajo debe mantener varias redes de neuronas activadas de ambas la memoria perceptual y la ejecutiva. Además, es crucial que utilice la atención selectiva para usar sólo lo que verdaderamente necesita. Todo esto facilita las funciones que se llevan a cabo y así tener respuestas más rápidas.


La memoria de trabajo, no sólo influye en la activación de ciertas redes corticales, sino también la inhibición de otras, lo cual juega un papel importantísimo en la atención. De tal manera que, en conclusión podríamos decir que la memoria de trabajo, es la atención, que se centra en las representaciones internas de una cognición que ha sido recientemente activada por funciones ejecutivas, dichas cogniciones consisten en su mayoría de memorias a largo plazo que se han distribuido en la corteza de asociación.

Atención ejecutiva

Para poder llevar a cabo nuestras actividades, es necesario que sean asignados un grupo de recursos neuronales. Así como se lleva a cabo en la cognición, también hay atención ejecutiva, pero ésta no ha recibido la atención que se merece. La neuropsicología, ha sido de las pocas que le ha prestado atención a este tema, utilizando una serie de términos y conceptos, especialmente enfocándose en las funciones del lóbulo frontal. Sin embargo, el estudio neurocientífico el cual está dirigido y enfocado al movimiento, se ha visto afectado debido a que los científicos cognitivos han utilizado el término atención para el sistema sensorial y sus procesos.

Tal y como sucede con la atención perceptual, no hay razones empíricas para construir a sistema, estructura o grupo de estructuras enfocadas en la atención ejecutiva. La atención ejecutiva tiene sus raíces en la manera en que el hombre se adapta al medio ambiente, ya que ésta está relacionada con el proceso de adaptación que se lleva a cabo en cualquier nivel del SNC. En pocas palabras, se podría decir que la atención en el ámbito de la práctica, es generada y guiada dentro de un sistema de procesos y no existe una estructura neuronal, aparte de dichos sistemas, que sea necesaria para el control de la atención ejecutiva.

Es la corteza prefrontal, el nivel más alto encargado de controlar la atención ejecutiva. Gracias a muchos estudios, los investigadores le han designado a esta corteza la función de “executive control”, el cual es un término que se utiliza en la atención ejecutiva. Este concepto se puede ver claramente en personas que han sufrido en daño en la región prefontal, perdiendo la capacidad de formular, iniciar y realizar planes de acción.

La atención ejecutiva consiste en seleccionar alternativas entre las redes ejecutivas. Es un proceso auto-generado, el cual trabaja sin ayuda de un ejecutivo central, o un elemento independiente. Además, la atención ejecutiva está por toda la corteza frontal, así como están las redes involucradas en el proceso de selección de las entradas y salidas que de las acciones ejecutivas. Cuando las entradas son simples, y sus acciones que son dirigidas a una meta específica también lo son, las cogniciones ejecutivas seleccionadas son representadas en los niveles más bajos o intermedios de la jerarquía; pero cuando las entradas sensoriales o las acciones son más complejas o ambiguas, la atención ejecutiva y el proceso de selección utiliza niveles más altos.


Preparación y expectativas

La función principal de la corteza prefrontal lateral es la organización temporal del comportamiento, pero no de cualquier comportamiento, sino más bien rutinario, instintivo o ensayado previamente. En estos comportamientos, un acto conlleva al siguiente como una cadena, para formar secuencias sensoriales; sólo cuando éste requiere de la mediación de un suceso a través del tiempo y la solución de ambigüedades, el rol de organización temporal de la corteza prefrontal lateral, se convierte en algo esencial.

La función clave de la corteza prefrontal, es la de integración temporal, la cual consiste en estructurar el comportamiento basándose en la información que está temporalmente interrumpida, haciendo que la esencia del proceso sea la mediación entre los elementos que están separados por el tiempo. Es este proceso el que da cierto orden y puntualidad a acciones sucesivas en la secuencia de un comportamiento que va dirigido a determinada meta.

La mediación de las “cross-temporal contingencies” es el rol principal que realiza la corteza profrontal lateral, en la parte principal del ciclo de percepción-acción, y este rol es apoyado por dos funciones de la corteza: la memoria de trabajo y la otra el equipo de preparación (preparatory set). Este equipo de preparación, es el encarado de la atención dirigida al futuro, la cual se encarga de eventos esperados y anticipar las consecuencias de los eventos y acciones que están sucediendo en el presente.


Ejecución y seguimiento

Cuando se lleva a cabo cualquier actividad motora, la atención ejecutiva está conceptual y empíricamente ligada al proceso de dichas actividades. Tanto la atención como la ejecución motora, consisten en la selección de componentes de los sistemas motoras, que son indispensables en determinado momento para la ejecución de una acción. Hay determinadas regiones del lóbulo frontal que están involucradas en gran medida en comportamientos que requieren un algo grado de atención espacial, dichas regiones controlan la atención y por lo tanto la percepción del ambiente visual, controlando la dirección de la mirada. El control ejecutivo de las acciones, en el caso de la movilidad ocular, no se origina en la corteza frontal sino en el ambiente y las cogniciones preceptúales que procesan la información de los mismos.

Como ya hemos visto anteriormente, las cogniciones ejecutivas están organizadas jerárquicamente. Desde la corteza motora hasta la corteza prefrontal, las cogniciones ejecutivas se hacen más amplias y abstractas; la programación de acciones que tienen una secuencia, tiene metas más lejanas y se representan más esquemáticamente. Se ha encontrado que aún los niveles más bajos de la jerarquía frontal, hay una gran cantidad de representación. Además, se ha encontrado que la realización de cualquier programa o esquema de actividades, requiere de la participación de todos los niveles de la jerarquía.

Cuando se llevan a cabo acciones con una determinada meta, la tendencias que prevalecen del proceso neuronal, son desde la corteza prefrontal a la corteza motora, y desde acciones y representaciones globales a concretas. Entre estas tendencias, la asignación de estructura ejecutivas se hace más selectivas. Y es aquí donde debemos hacer énfasis en que el enfoque selectivo está acompañado por los procesos inhibitorios como la filtración y la anulación.

El procesamiento en serie (serial processing) es un requisito para la asignación correcta y puntual de los recursos neuronales para un orden en la ejecución de acciones que llevan una secuencia. Sin embargo, en todos los sistemas neuronales, el énfasis que se de a los procesamientos en serie, conllevan al menosprecio del procesamiento paralelo (parallel processing). En los sistemas motores, el procesamiento paralelo debe llevarse a cabo en una gran escala para que pueda completar el procesamiento en serie.

Con el fin de llevar a cabo su papel en la atención ejecutiva, ya sea en serie o paralela, la corteza prefrontal necesita una retroalimentación de parte de los receptores y de las áreas posteriores de la corteza asociativa, para que pueda cerrar el ciclo de la percepción-acción. Cualquier decisión que sea tomada en cualquier punto de la secuencia de las acciones, es anunciada en dicha retroalimentación, así como en las consecuencias anticipadas de las acciones. Esta retroalimentación, es la base de lo que se conocer como seguimiento (monitoring).

En todos los niveles del ciclo de percepción-acción, la retroalimentación de los sistemas sensoriales sobre los sistemas motores, es ajustada por una retroalimentación inhibidora en una dirección opuesta. Así, en lo más alto del ciclo, la corteza prefrontal no sólo integra y le da seguimiento a las acciones en secuencia, sino también protege a dichas acciones de influencias extrañas. Entre estas influencias extrañas se encuentran los estímulos sensoriales que nos distraen, y los esquemas o modelos de acción que no son compatibles con la acción actual y sus fines.

viernes, 30 de octubre de 2009

MEMORIA


Formación de la memoria

La memoria es mantener y contener la información que recibimos. Trabaja junto con el conocimiento tanto consciente e inconsciente. La diferencia entre ambos es que el conocimiento es eterno porque tenemos acceso a la información e incluso establecemos conexiones entre otros datos que ya teníamos. Por el contrario, la memoria es temporal en el sentido que requiere cierto tiempo para que permanezca la información y luego se convierta en conocimiento. Se considera un proceso circular ya que para introducir nuevos datos en nuestra memoria debemos recurrir a experiencia pasada, o sea conocimiento ya establecido para recordar interpretaciones anteriores y así agregar la nueva información. Esto quiere decir que de alguna manera actualizamos continuamente nuestra memoria al complementar los viejos datos por nuevos.

Es muy importante notar que la formación de la memoria es completamente un proceso de asociación. Primero para guardar información, se necesita de sinapsis entre las redes corticales que asocian para efectuar su función. Segundo, reconocer y recordar requieren de asociaciones. Además, para reforzar se necesita codificar con la ayuda de la atención, repetición y práctica. También, durante la formación de memoria siempre participan varios tipos de neurotransmisores y hay excitación de algunas neuronas mientras que otras son inhibidas. Gran parte de la memoria y su función se debe al hipocampo y si este se lesiona, el organismo ya no puede retener nueva información.

Por último, la memoria está creada por las relaciones que establece entre eventos. Así cuando entra un estímulo nuevo, todos los niveles interactúan y las redes se interfieren unas a otras ya que se complementan para llegar a la misma respuesta. Todas estas asociaciones están presentes gracias a la memoria de corto plazo.


Memoria de corto plazo

Como ya había mencionado, toda memoria se refuerza con repetición y práctica. Está dividida en: memoria a largo plazo, quien tiene la capacidad de retener la información por mucho tiempo, y memoria a corto plazo, se define por su capacidad de guardar la información temporalmente. De este depende el olvidar ya que ocurre gradualmente y mientras más difícil sea recordar, más fácil olvidamos.

Surge un gran debate entre si existen dos estructuras para cada tipo de memoria o sólo una. De acuerdo a la evidencia, no se necesitan dos lugares para guardar la información ya que existe un solo lugar donde toda clase de memoria se adapta. La pregunta es cómo están organizadas las redes corticales para lograr adaptar todo tipo de datos.


Memoria perceptual
Toda clase de memoria es heterogenia, ya que distintos tipos de información trabajan con otros por lo que es imposible clasificar o localizar la memoria. Para entender mejor cómo funciona debemos recurrir a la estructura de la corteza. Sabemos que la memoria perceptual utiliza las áreas que se encargan de guardar la información sensorial. En cambio, las áreas motoras, que se encargan del comportamiento son utilizadas por la memoria ejecutiva. Ambas están organizadas jerárquicamente. Además existe la memoria episódica o declarativa, que clasifica dependiendo de la información formando recuerdos autobiográficos.
Igualmente, nueva memoria perceptual o una nueva percepción es adquirida al asociar experiencia sensorial pasada y actualizar estos datos para tener una interpretación más completa. Siempre interactúan distintos niveles ya que requieren una mezcla de conocimiento y por eso las redes corticales interfieren con otras.
En conclusión, la memoria se forma a través de asociaciones y cuando trabajan al mismo tiempo distintas redes. Pueden funcionar en cualquiera de los dos hemisferios. Mientras exista más repetición y práctica, más fuerte es la memoria y hay menos vulnerabilidad a la pérdida de memoria tras una lesión. Usualmente las características generales son más fuertes ya que son reforzadas por la mayoría de las redes porque comparten esa misma característica. Las mayores diferencias se deben a cada organismo porque como ya sabemos la percepción es subjetiva.


Memoria ejecutiva
En la neurociencia cognitiva, el debate sobre la corteza de lóbulo frontal, es usualmente enmarcada en términos operantes. Acerca de las cortezas motoras y pre-motoras, las discusiones sobre sus funciones normalmente incluyen estudiar la cantidad de neuronas que influyen en el movimiento ocular y somático. Ahora bien, respecto a la corteza prefrontal, las preguntas que nos hacemos acerca de ella es de sus funciones relacionadas con el comportamiento y lenguaje.

La corteza del lóbulo frontal, no recibe tanta consideración como una parte neural para representación, o sea el almacenamiento de la memoria. La razón que se le da al abandono de la representación frontal, recae todo en la metodología, debido a que los humanos generalmente describen mejor sus experiencias preceptúales que los hábitos, modo de comportarse o planes futuros; esto puedo deberes a la inconsciencia y la naturaleza implícita de mucho de lo que consideramos memoria ejecutiva o motora. Sin embargo, es gracias al estudio fenomenológico en pacientes con daño en el lóbulo frontal, que hemos llega a conocer el trabajo de la corteza frontal como un apartado de almacenamiento. Entro las características principales de pacientes con dicho daño es el déficit par planear, un déficit que va desde el pasado hasta el futuro, o sea en la memoria del futuro o prospectiva.
Debido a los estudios que se han realizado en personas con leves lesiones en el área frontal, así como estudios psicológicos, se ha podido crear un modelo de una jerarquía motora de las áreas en el lóbulo frontal el cual coincide con una jerarquía similar, la de la representación perceptual en la corteza postcentral.
Principalmente en el campo de la neuropsicología, parece ser que las secuencias de acciones nuevas y complejas, en el comportamiento y dominio del lenguaje, son representadas por las redes de la corteza prefrontal lateral. Además, parece ser que tanto el comportamiento como el lenguaje, consisten en nuevos esquemas, planes y programa de acción.
Es importante mencionar que gran parte de la memoria de trabajo, es representada en redes neuronales de la corteza frontal, los cuales están organizados jerárquicamente por su contenido, conforme a sus conexiones, filogenéticamente y ontogenéticamente. Además, las cogniciones más concretas y específicas de las acciones motoras, están representadas en las redes de la corteza motora y promotora. Asimismo, las cogniciones más generales y abstractas del comportamiento y lenguaje, están representadas en las redes de la corteza prefrontal.
Cualquier memoria de trabajo, con cierto nivel de complejidad, necesita estás organizado de manera jerárquica, las cuales contiene redes de diferentes categorías jerárquicas, donde cada una traslapa a la siguiente.
Sobre la organización de las estructuras de la memoria de trabajo, podemos decir que son vulnerables a lesiones corticales. De tal manera que, lesiones en las áreas frontales de los niveles bajos de la jerarquía, son más perjudiciales que los que se dan en las áreas más altas. Por ejemplo: una lesión en la corteza motora y promotora, son más perjudiciales, ya que a la persona le será más difícil articular el lenguaje, que las lesiones en la corteza prefrontal. Únicamente, las lesiones largas y fuertes en la corteza última, conllevan a desórdenes en la representación del lenguaje y conceptos.
Hasta aquí, hemos hablado principalmente de los procedimientos de la memoria ejecutiva, o sea la memoria del aprendizaje de las acciones, la cual también la llamamos “procedural memory”. Parece ser que las redes asociativas que representan esta memoria, están en todo el lóbulo frontal. Luego de que han trabajo, las secuencias del comportamiento pueden convertirse en parte de la memoria perceptual y de las redes de la corteza posterior. La memoria autobiográfica, de las acciones del pasado puede ser altamente relacionada con la corteza posterior, donde las percepciones que están relacionadas a dichas acciones, están ubicadas en mapas espaciales y ligados al reloj y al calendario.
Desde el punto de vista neuropsicológico, es evidente que la corteza prefrontal última, ese esencial para el desarrollo de planes. Además, es indiscutible, en el campo psicológico, que sus neuronas están involucradas en las acciones futuras. De tal manera que podemos concluir que probablemente con la ayuda de entradas de otras regiones corticales y del sistema límbico, la corteza profrontal lateral puede formar por sí misma, redes que representan “future action”. La capacidad de representar una alta variedad de nuevas acciones es indiscutiblemente relaciones la desarrollo de dicha corteza. Ahora, podemos entender por qué la corteza prefrontal a sido llamada “excecutive of the brain” y “organ of creativity” y ha sido elegida como la que cumple con un papel crucial en la inteligencia.

La recuperación de la memoria

Recuperar la memoria es reactivar las redes que la representaban. Recordar, recapitular y reconocer pueden tomar varias formas y diferir en gran medida en contenido y contexto. En términos neuronales y cognitivos, el proceso de activación de las redes de la memoria, se deriva prácticamente del carácter asociativo de toda la memoria, perceptual o motora, desde lo más simple hasta lo más complejo. Dicho proceso, es un proceso asociativo, o sea que es la activación de las redes por medio de la activación de sus componentes asociativos.

Luego de lo mencionado anteriormente, le sigue que la recuperación de la memoria puede ser inducida por una gran cantidad de estímulos internos y externos y por medio de condiciones del organismo. Para aclarar un poco más este tema, es necesario recordar esos estímulos y condiciones, así como el mecanismo mediante el cual nos llevan a la recuperación de la memoria. Estar conciente es un fenómeno que actúa de la misma manera que mucho otros actos de recuperación y búsqueda de la memoria, así como atención y la memoria de trabajo. La percepción, como ya lo hemos visto anteriormente, es un proceso de reconocimiento de la memoria que da como resultado la categorización del mundo que nos rodea, la cual se lleva a cabo en gran medida de manera inconciente. Toda la memoria está en gran medida implícita y puede ser recuperada de manera inconsciente por medio de muchas razones de adaptación.

Para que la memoria pueda ser recuperada, es necesario que sus redes cognitivas tengan cierto grado de solidaridad, o sea que tengan sinapsis fuertes, esto quiere decir que mientras más sólidas sean, es más grande la probabilidad que la memoria se pueda recuperar. Algunas amnesias son totalmente atribuidas a la pérdida o debilitamiento de las redes corticales de la memoria por el desuso, envejecimiento o una patología. Por otro lado, otras amnesias, son atribuidas por un desorden de los mecanismos de recuperación, en estos casos, la memoria está ahí, pero no es posible recuperarla. En el caso de un trauman (golpe), las redes de la memoria que se han formado antes y después del golpe, están aún presentes, pero no son accesibles.

Ahora bien, también tenemos el caso de muchos recuerdos se vuelven inaccesibles, de manera consciente, por razones psicológicas. Las defensas que creamos en contra de la ansiedad, hacen que esos recuerdos que están relacionados con las emociones, se vuelvan irrecuperables temporalmente. Y una vez más, es material que está presente, pero que no está disponible. Por razones patológicas, algunos recuerdos que incluyan emoción, son obtenidos de nuevo, en estado consciente, otros son recuperados en los sueños o si la persona está hipnotizada, lo cual también sucede con la memoria motora.

Debido a que la mayoría de los recuerdos están organizados de manera jerárquica, con contenido cognitivo de diferentes niveles jerárquicos, y debido a que la memoria que está contenida en un solo nivel está más firme que otras que están en otros niveles, no todos los contenidos de la memoria pueden ser recuperados de la misma manera. Hay ciertos aspectos acerca de la recuperación de la memoria que consideramos importante mencionar:
- podemos recordar los hechos generales mejor que los específicos
- podemos recordar mejor los sucesos a los que hemos prestado atención que aquellos a los que no
- podemos tocar mejor las piecas de música que hemos ensayado que aquellas que no
- la memoria puede ser recuperada más fácil, por medio de del reconocimiento que por el intento de recordar

En el último aspecto, nos referimos a que en el reconocimiento, los estímulos están presentes y de manera más numerosa, en cambio cuando intentamos recordar, éstos están indirectos y esparcidos internamente. En ambos casos el estímulo que ha sido recuperado, tiene vínculos asociativos a la memoria y por medio de ellos es que la misma se activa.

El hipocampo ha sido involucrado en la recuperación consciente de ciertos tipos de memoria, especialmente en la perceptual, que también es llamada declarativa (hechos y episodios). Se ha visto que pacientes con daños en el hipocampo, presentan amnesia anterógrada que es la incapacidad de memorizar nuevas cosas; amnesia retrógrada, que es recordar eventos del pasado. Para explicar mejor esto, es preciso volver a mencionar que los recuerdos nuevos están puestos sobre viejos, de tal manera que se hace evidente que es necesario recuperar los viejos para la formación de los nuevos. Si el hipocampo es necesario para formar nuevos recuerdos, nos lleva a darnos cuenta que también juega un papel en la recuperación de los viejos.

Hay tres entradas neurales que nos pueden llevar a la recuperación de las redes corticales de la memoria:
- estímulo sensorial
- entradas de otras redes
- entradas del ambiente interno, lo cual incluye influencias de los órganos internos y del sistema límbico.
Para entender mejor esto, podemos hacer un breve resumen que explique de forma general cada uno de los aspectos. Sobre los estímulos sensoriales, debemos recordar que un estímulo puede hacernos recordar mientras este ha sido previamente relacionado con otros en la formación de la memoria. Acerca de las entradas de otras redes, podemos decir que una red activa puede actuar como un “recuperador” de otra red mediante vínculos que las conectan. La primera red debió haber sida activada por un estímulo, de tal manera que la excitación puede ser esparcida por medio de una red a otra. Y por último sobre el ambiente interno, podemos decir que el diencéfalo y el tronco cerebral inferior, integran una gran cantidad de influencias de los órganos internos, las cuales son transmitidas mediante el sistema límbico a áreas corticales, donde se modulan las actividades de la memoria. El hecho de unir entradas de los órganos y las emociones con estímulos externos, y las redes que los asocian, hacen lo que se llama memoria emocional. En determinadas situaciones, la memoria emocional puede distorsionar o desadaptar la recuperación de la memoria, proceso que se llama memoria falsa.

Para resumir este tema, podemos enumerar ciertos conceptos principales:
- La memoria es formada en redes corticales por medio de principios y mecanismos asociativos.
- Las redes de la memoria ejecutiva están organizadas de manera jerárquica en la corteza frontal.
- La recuperación de la memoria consiste en la reactivación de sus redes, eso significa incremental la capacidad de excitación y disparo de sus neuronas.
- El comportamiento es el resultado de la activación conjunta de las redes de la memoria preceptual y ejecutiva.

Además, debido a la ausencia de límites definidos entre la cognición y las redes de la memoria, podemos interpretar toda la corteza cerebral como una unión para adaptar cualquier memoria cognitiva. La evidencia empírica de la que hemos hablado a lo largo de este capítulo, indica que sin una red cortical que abarque todo, no podríamos realizar representaciones específicas. Esta especificación se deriva de dos hipótesis:
1) cualquier cantidad de neuronas, no se podrían conectar sin estar redes.
2) la fortaleza de las conexiones entre ellas, puede variar dependiendo de la cantidad de conexiones y las sinapsis que establezcan.

viernes, 23 de octubre de 2009

PERCEPCIÓN


Hasta ahora sabemos que las redes corticales están organizadas jerárquicamente donde los niveles inferiores son más generales. Incluyen todas las funciones cognitivas (percepción, lenguaje, memoria, atención e inteligencia) cuyo deber es procesar y representar información. Todo lo que percibimos, discriminamos, razonamos y conocemos es posible gracias a la habilidad del cerebro de categorizar o clasificar toda la información con el fin de adaptarnos ante una situación. Entonces, a partir de esto nuestro propósito es mostrar un orden que responde a la percepción o al orden mental.


Categorización perceptual

La percepción es todo lo que interpretamos del mundo a través de nuestros sentidos. Primero fue propuesto por Bishop Berkeley, quien sostenía que toda percepción resulta de la memoria o de experiencias pasadas. O sea que al experimentar, actualizamos nuestra percepción del mundo utilizando lo que ya habíamos experimentado antes, siempre gracias a la clasificación ya sea consciente o inconsciente. La atención es principal porque nos ayuda a seleccionar, discriminar o reclasificar lo que percibimos con el fin de entender lo que nos rodea. Se divide en atención incluyente y excluyente que serán discutidos más adelante.
Recordemos que toda percepción es subjetiva ya que es afectada por nuestra emoción y por el aprecio que le damos. Por ejemplo, cuando uno se encuentra ansioso, uno tiene menos criterio y eso no permite razonar correctamente o ver lo que realmente ocurre. Al contrario, alguien que está en esa misma situación pero conserva la calma va a percibir totalmente diferente. Por lo tanto, la memoria influye en lo que percibimos y eso que percibimos va a influenciar nuestra manera de actuar.

La Gestalt

Según la Gestalt, la base de la percepción es nuestra habilidad innata de organizar la información sensorial a partir de relaciones que establecemos, tomando en cuenta las partes esenciales, con patrones o formas. A la vez permitiendo que nuestro conocimiento se especifique. También, se enfocan en responder: ¿cómo somos capaces de distinguir los objetos y reconocerlos de los demás o incluso del fondo? Especialmente cuando nuestra visión continuamente es errónea.
Más adelante crean los principios de la organización que incluyen la ley de proximidad, del cierre, de semejanza y de simplicidad. Todos proponen una manera de agrupar o establecer relaciones entre las partes de información para convertirlas en un entero y así darle un significado. Las relaciones son efecto de asociaciones que ayudan durante el aprendizaje e involucran tanto el orden espacial como temporal. Además, existen niveles organizados jerárquicamente en cuanto a la clasificación perceptual.

De la Gestalt derivan dos problemas: la consistencia perceptual y la simbolización. Básicamente, la consistencia perceptual exige que a pesar de los distintos tamaños, colores, etc. somos capaces de discriminar los objetos gracias a las relaciones que establecemos con el objeto entre otros objetos y el fondo. Claro que siguen abiertos a otras soluciones ya que toman esto como una incompleta. Por otro lado, la simbolización se refiere a cómo se representa contenido abstracto en la corteza, que se discutirá más adelante.


Dinámicas corticales de la percepción

La dinámica de la percepción empieza con un estímulo que produce una sensación y automáticamente establece relaciones o una gestalt para que dicho sistema perciba. Jerárquicamente organizado, las redes corticales activan cierta unidad que representa el conocimiento necesario para reconocer la información. Procesamos o clasificamos la información utilizando la memoria y después modificamos el conocimiento para llevar a cabo una respuesta precisa.

En general, el reconocimiento es inconsciente y rápido ya que no necesita una correspondencia específica. Esto se debe a que una gestalt comparte similitudes o asociaciones con las demás y por eso activan varias redes corticales a la misma vez, facilitando su respuesta. Todo siempre está en movimiento y provoca un constante procesamiento sujeto al cambio. Por lo tanto, las gestalts que se repiten constantemente van ser procesadas mucho más rápido.

La manera de percibir a través de gestalts depende de la manera de clasificar. Por consiguiente, recordemos que el conocimiento en la corteza cerebral:

1. En los niveles inferiores sólo se percibe lo sensorial o lo más básico del mundo. Por ejemplo, la apariencia física del objeto.

2. En los niveles superiores pueden ocurrir distintos tipos de conexiones, entre ellas paralelas, convergentes o divergentes. Todas permiten la integración, distribución y análisis de la información.

3. Todos los niveles son capaces de aprender y ser modificados conforme se introducen nuevas experiencias ya que es posible la plasticidad cerebral.

4. Las neuronas se transmiten información o se activan por medio de sinapsis. Entre ellas se crean redes que se localizan dependiendo de la asociación que tengan con otras áreas.

5. Los niveles más altos trabajan lo abstracto o los símbolos. Los símbolos son creados cuando extraemos sólo las características esenciales, a pesar de todas las diferencias presentes, y continuamente se repite la experiencia. Es parecido al proceso de asociación para completar la representación y lograr llevar a cabo una respuesta porque aunque sólo se reconozca un estímulo, utilizamos la memoria para darle un significado.

En conclusión, las distintas conexiones ocurren entre todos los niveles para que puedan trabajar en equipo. Los niveles bajos integran la información sensorial o las gestalts externas. Los niveles altos, que se encargan de lo abstracto o simbólico, analizan y mantienen la constancia perceptual. Esto quiere decir que a pesar de las diferentes formas, colores, etc. somos cap


Ataduras preceptúales

Las ataduras preceptúales es un término que usan los psicólogos para referirse a la unión de las características sensoriales de un objeto, que están asociadas con la percepción de dicho objeto como un ente de la Gestalt. Para nosotros, estas ataduras preceptúales representan la activación de las redes neurales o cognitivas que representan a ese objeto asociado con la estructura neuronal. Por lo tanto, las ataduras preceptúales es la activación a la vez, de todas las neuronas de las redes, inducido por la presencia del objeto en sí o por una de sus partes.

Berger, que fue quien descubrió el EEG (electroencephalography), se dio cuenta que las olas oscilantes del cerebro puede ser registrada por medio del cuero cabelludo de las personas que están llevando a cabo operaciones mentales como por ejemplo: matemática, sudoku, crucigramas, etc.

El significado de la actividad HF (high-frequency) es todavía un tema por debatir entre los biofísicos y los psicólogos. Algunos creen que la actividad HF es una característica de las neuronas a temblar en algunas estructuras del cerebro, y dicha manifestación puede ser un eco en las ondas corticotalámicas. Sin embargo, hay otros que creen que la actividad HF en la corteza es producto de los circuitos corticales que tiene propiedades para codificar varias funciones cognitivas, especialmente la percepción.

Freeman (1975) fue el primero en atribuirle características de ataduras preceptúales a la actividad HF (en el olfato), de acuerdo a esto, las vibraciones en la actividad HF es una manifestación de la coherencia en la percepción., de la unión de todos los elementos de una relación entre ellos.

Singer y Gray (1995) decían que la relación sigue aún después de la llegada de la señal, la cual es codificada por dicha relación entre las redes neuronales, una relación que está bien delimitada aunque esté bastante distribuida. La afinidad de una gestalt codificada, es garantizada por la sincronización de las neuronas, las cuales toman dicha gestalt como una unidad según las leyes de proximidad y continuidad de la Gestalt.

Como hemos dicho ya anteriormente, la gestalt es codificada por un código temporal de un disparo neuronal en una red en la cual su activación implica la sincronización del disparo de sus neuronas, las neuronas corticales, tienden a desviar hacia adentro y fuera algunos patrones de frecuencias temporales. Además, hemos visto ya a estas frecuencias y patrones como “fixed-point attractors” que son estados definidos por sus funciones en la red y a las cuales sus células llegan. Ahora lo que debemos discutir en donde, en la percepción, una red cognitiva retumba con quienes atraen a la gestalt que la red ha reconocido y organizado.

Varios estudios sobre este tema, apoyan el hecho de la aparición de “HF attractor frequencies” en las redes corticales. Al parecer, dichas frecuencias se relacionan con el grado de coherencia que lleva cierto estímulo sensorial que ha sido percibido, así sea como una gestalt física o con cierto significado. Además, es de esperar que esté “attractor frequency” esté relacionado a la codificación de la cognición que cierta red represente. Al parecer, la codificación está definida de manera topológica por medio de las conexiones, y las frecuencias son determinadas por la sección activada de determinada red que lleva dicho código.

Tener una neuroimagen del cerebro, ha sido importante para investigar la activación de las redes neuronales. Los métodos más utilizados para el estudio de las dinámicas corticales de las funciones cognitivas son los PET y fMRI, sin embargo, estos métodos tienen varias deficiencias que son un obstáculo en la definición topográfica de las redes cognitivas.

Los autores Cabeza y Nyberg (2000) han elaborado una extensa crítica a los estudios sobre las imágenes de las funciones cognitivas. Dicha análisis pude ser visto como meta-análisis. Este método es bien visto debido a su evolución de métodos.

La visión que tenemos de cogniciones que están distirubidas, es compatible con la idea de que ciertas categorías de los objetos, por ejemplo: animales, frutas, herramientas, muebles, etc., están perfectamente localizadas en ciertas áreas corticlaes. Esta idea está apoyada por varias evidencias de lesiones neuropsicológicas. Sin embargo, la idea predominante que hemos venido desarrollando es que un objeto es representado en varios niveles jerárquicos, desde el sensorial hasta el simbólico, y la percepción de determinado objeto puede activar sus representaciones en cualquiera de dichos niveles. Es importante saber que muchas veces, activará una red cognitiva jerárquica que represente tanto lo sensorial como lo simbólico, o sea lo semántico, del objeto. Además, debemos saber que las redes cognitivas de objetos que son similares, tienen nodos que representan de manera única a la corteza de asociación, esto no quiere decir que la misma red no represente características semánticas de un objeto en áreas separadas de la corteza de asociación.


El ciclo de la percepción

La percepción puede llevarnos a muchos actos cognitivos como la atención, memoria de trabajo, recuperación de la memoria a largo plazo, etc. o también nos puede llevar al comportamiento. Que todo esto se lleve a cabo dependerá de varios factores que pueden ser agrupados en dos grandes categorías. La primera es la condiciones internas del organismo y la segunda el comportamiento, la cognición y las emociones que están relacionadas con la percepción.

A lo largo de todo el SNC, la transformación de una percepción en acción se lleva a cabo en conexiones entre estructuras sensoriales y motoras. Ambas estructuras están organizadas de manera jerárquica a lo largo de todo el eje de los nervios. Las estructuras sensoriales forman el nivel posterior o dorsal, y las motoras, las ventrales y anteriores. En la médula espina, las conexiones van a través de interneuronas y conectan las estructuras sensoriales y motoras. Además, es en el telencéfalo, posterior y frontal, quieen contituye el más algo nivel de la anatomía de la integración sensoriomotriz.

La conexión entre la corteza frontal y posterior es de manera topológica y está organizada jerárquicamente. Esto quiere decir que áreas de la corteza frontal, están conectada con áreas de la corteza posterior que están en su mismo nivel, de tal manera que se ven todas conectadas.

El autor nos dice que “the cognitive interactions of a primate with the surrounding world are governed by what I have named the percepcion-action cycle” (Fuster, 2005, p. 107). Esto es, el principio de la biología que nos dice que el organismo se adapta a su ambiente. Esta idea, fue en un principio, propuesta por el biológo Uexküll (1926) quien observó la manera de adaptarse de los animales. Él observó que el comportamiento de los animales se basa en una constante adaptación motora a los cambios tanto internos como externos del ambiente. Estos cambios motores, produce también cambios en el ambiente, que luego son detectados por receptores sensoriales y esto genera o transforma acciones futuras. De tal manera que, la adaptación del comportamiento está basado en la ejecución de un mecanismo universal, que es circular a través del SNC de esta manera: señales internas o sensoriales conlleva a acciones que generan una retroalimentación que regula acciones futuras y así sucesivamente.

Las integraciones sensoriomotoras instintivas, reflexivas, y aprendidas se llevan a cabo en circuitos de las conexiones neuronales, pero en niveles bajos de la jerarquía neural, estas son la médula espinal, ganglios basales, hipotálamo, etc. Sin embargo, en niveles más altos, el proceso de información sobre el comportamiento, habla y razonamiento involucra a las regiones preceptúales y que dirigen de la corteza cerebral.

Ahora bien, en el lado sensorial del ciclo de la percepción, está jerarquía de las áreas posteriores quienes se encargan de la representación y procesamiento de la percepción. Del lado motor, es la jerarquía de las áreas ejecutoras, pero como ya hemos mencionado anteriormente, existe la conexión entre los mismos niveles de las jerarquías. El hecho que el comportamiento logre su meta, depende del continuo trabajo del ciclo en varios niveles corticales de manera simultánea. De tal manera que acciones que ya son una rutina se llevarán a cabo en niveles más bajo, mientras que acciones que son más complejas en los niveles más altos.

Otro de las funciones del ciclo de la percepción es crear un puente en el tiempo. Los componentes sensoriales y motores de una estructura del comportamiento, o lingüística, que llevan hacia una meta, están separados por el tiempo. Es el tiempo quien separa señales sensoriales que guían el comportamiento, de tal manera que también separada las señales de las acciones que se llevarán a cabo y la retroalimentación sensorial de acciones futuras. Esto nos lleva a darnos cuenta que la organización de una estructura compleja, requiere de integración a través del tiempo de la percepción con otras percepciones, acciones con otras acciones y percepciones con acciones.

El rol de la corteza prefrontal en el cumplimiento de una estructura del comportamiento, comienza y se mantiene, en gran medida, gracias a entradas de cortezas posteriores. Dichas entradas son el resultado de la activación de cogniciones preceptúales que son realizadas por señales sensoriales y son el resultado del procesamiento de dichas señales en las redes que apoyan dichas cogniciones. Otras función de esta corteza es la de inhibir la retroalimentación. Esto quiere decir que envía señales para que no haya entradas de más al ciclo de la percepción. De tal manera que podemos concluir que la corteza prefontal ayuda a la integración temporal así como al control, por medio de la inhibición, para que el ciclo de la percepción logre su objetivo.

viernes, 16 de octubre de 2009

NEUROBIOLOGÍA DE LAS REDES CORTICALES


A continuación describiremos cómo se desarrollan las redes corticales, incluyendo la controversia de qué tanta influencia es genética y qué tanta es experiencia. Además, hablaremos sobre la evolución de la corteza y la estructura general de esta, que incluyen la función de los axones y la sinapsis.


Filogenia de la corteza

El origen de la corteza inicia en la era Mesozoica cuando surgen los primeros mamíferos. Ellos comparten cortezas similares, en cuanto a su estructura y función, ya que comparten el propósito de adaptarse, la capacidad de buena comunicación y principalmente sobrevivir. Al principio la llamaban “neopallium” pero conforme evoluciona, esta estructura crucial es denominada de otra manera. Algunos dicen que su desarrollo inició en el hipocampo, mientras que otros argumentan que dicha estructura surgió desde el telencéfalo.

A medida que evolucionan, la neocorteza sufre el proceso de la neocortizalización. Esto quiere decir que crece en superficie, grosor y aumenta de peso. También, hay que tomar en cuenta que las estructuras del cerebro siempre van a crecer en relación al tamaño del mismo. Crece más en superficie, pero siempre en cuanto al grosor también. Además, la neocorteza tiene un crecimiento mucho más apresurado comparado a las demás estructuras.

Adicionalmente, con el tiempo desarrollan áreas especializadas que se crean a partir de la función cortical que poseen. Es importante tomar en cuenta que siempre varía o requiere ser modificado porque nuevas experiencias son introducidas lo cual exige nuevos comportamientos o respuestas cognitivas.

Incluso, estos cambios pueden ser causados conforme las prolongaciones de las dendritas crecen ya que se crean nuevas conexiones corticales como propone Pasko Rakic. Esto implica que se llevan a cabo una secuencia de distintos procesos o aspectos de la elongación dendrítica como la migración de las células y la proliferación para finalmente formar las redes corticales, donde las células nuevas se localizan en los niveles superficiales. También, hay migración hacia afuera o hacia los niveles superiores y formación de la placa cortical. La materia blanca también contribuye a la expansión de la neocorteza al evolucionar, o sea a la maduración neuronal.En conclusión, las neuronas corticales tienen la habilidad de establecer conexiones con otras neuronas para crear redes que responden a representaciones específicas que afectan la cognición.

Ontogenia de la corteza

Ya sabemos que a medida que se forma el individuo, se va desarrollando la neocorteza con la ayuda de la migración de células y la proliferación radial, donde al final las viejas células son parte de los niveles inferiores. Estos procesos permiten que las neuronas lleguen a su destino con el apoyo de las fibras gliales y las terminaciones de los axones. Con el tiempo, las neuronas continúan su crecimiento, creando axones y desarrollando las capas inferiores de la corteza primero y luego las superiores. A la misma vez adaptando las redes junto con sus funciones. Mientras la corteza crece y madura en el ser humano, se crean fisuras. Al entrar a la adultez, ocurre una sobreproducción de axones y más adelante su cantidad se reduce ya que ocurre la podación neuronal donde se desechan las neuronas que no podrán establecer sinapsis.

Recientemente, se ha descubierto que durante la formación de la corteza intervienen tanto la genética como el ambiente. Changeux y Danchin proponen que conforme crecen y se reducen las neuronas, sus funciones y conexiones se van especificando gracias mayormente a la sinapsis. La experiencia hace que se seleccionen qué neuronas deben llevar a cabo la sinapsis.

Ciertos componentes que permiten el desarrollo de la neocorteza incluyen la protección que ofrece la hormona tiroxina. También, substancias como las Neurotrofinas que son liberadas por las dendritas y ayudan a la plasticidad cerebral. Flechsig propone que la mielina alrededor de los axones contribuye al desarrollo y otros dicen que la sinaptogénesis permite que maduren las áreas sensoriales, motoras y de asociación. Mientras que las funciones de las redes corticales son determinadas por la transmisión de químicos o neurotransmisores (monoamino, dopamina y serotonina).

Por lo tanto, el desarrollo de la corteza es primero influido por la genética y después es subjetivo porque depende de las experiencias y el ambiente que rodea al hombre. A la vez, nuevas experiencias causan modificaciones que cambian las conexiones y las asociaciones para al final mejorar la cognición y las respuestas. Es importante notar que cada etapa durante el desarrollo tiene un tiempo determinado para llevarse a cabo y cualquier alteración o lesión puede interrumpir dicho desarrollo.


Formación de redes cognitivas

Ahora sobre lo que nos toca hablar es sobre las generalidades de la estructura ya terminada. En pocas palabras, se puede decir que la neocorteza cuando ya está totalmente desarrollada, contiene miles de neuronas agrupadas en los racimos de la columna o en módulos de varias dimensiones, que son agrupados horizontalmente, unos en contra de otros. Éstos a la vez, completan la corteza dorsal de los hemisferios cerebrales. En determinadas áreas, las neuronas de cada módulo están conectadas unas con otras para formar redes, probablemente para representar una característica del entorno o una acción sobre el mismo. Estas redes están conectadas también con otras, las cuales llegan a formar unas más amplias con características más complejas. Esto puede representar la idea de una organización jerárquica de las redes y sus representaciones.

Luego del proceso que ya hemos mencionado en temas anteriores, toda la estructura de conexiones de la neocorteza, incluyendo las conexiones corticales entre las áreas, están potencialmente terminadas. Sin embargo, es términos de función, es la experiencia quien lo va a ir cambiando, especialmente para incrementar el rango de funciones. Son estas experiencias quienes van a cambiar las redes corticales en representaciones del entorno, así como de las acciones de la persona dentro de él, o sea en representaciones cognitivas. Es importante mencionar que las redes, así como el conocimiento y las modificaciones por la experiencia son ilimitadas. De este concepto general, Fuster (2003, p. 37) realiza la siguiente pregunta “How are the connective links within and between networks and thus to represent the knowledge acquired by experience?”

Para responder a esta pregunta, es inevitable comentar debate sobre herencia y medio ambiente. Como se trata del desarrollo cognitivo de la neocorteza, el debate se basa más que todo entre dos campos: seleccionismo y constructivismo. Acerca del seleccionismo se puede decir que apoya que las representaciones corticales son resultado de la selección de elementos neuronales.El hecho que el organismo se exponga constantemente al ambiente va a llevar a una competencia se sobrevivencia y especialización de ciertos grupos de elementos sobre otros. Además que los axones intervienen en la exploración y selección para la conexión entre las neuronas.

Por otro lado, el constructivismo, apoya la idea que las representaciones corticales son el resultado de la experiencia. Debido a este punto de vista, los constructivistas han sido llamados “empiristas modernos”.

A pesar que ambos puntos parecieran muy contrarios, son necesarios para explicar las representaciones de la corteza cerebral. Ahora bien, la pregunta no es herencia o medio ambiente, sino que tanto de cada una. Esta pregunta la mayoría de veces va a quedar sin resolverse, y si se hace, puede variar en la edad del organismo, el área cortical, etc. Además, la experiencia y la genética interactúan entre ellos todo el tiempo.

La selección competitiva es esencial en los puntos de vista del seleccionismo acerca de la corteza. Un modelo del seleccionismo que ha sido aceptado, es el propuesto por la “neuronal group selection theory” de Edelman (1987), éste habla sobre la formación de redes representativas mediante un proceso de selección que se lleva a cabo en la interacción con el ambiente. Para expresar mejor el proceso Fuster (2003, p. 38) nos dice que “the original substrate is an epigenetically Developer primary repertoire of cell groups that respond more or lees well to external stimuli” estos grupos que responden a los estímulos serán elegidos por la fuerza de las sinapsis.

Luego de este proceso, surge otro secundario: la formación de un mapa. Los nuevos mapas o redes que fueron formadas, responderán mejor a los estímulos individuales que los han formado. Luego, todas las redes reconocerán esos estímulos respondiendo a ellos categóricamente. Estas redes secundarias vana representar y clasificar mejor métodos como la percepción, memoria y comportamiento. Otro concepto muy importante de estas redes es la degeneración, esto se refiere a la capacidad que tiene una red para obtener la misma respuesta o dirigir resultados cuando sus estructuras individuales son estimuladas. Además, ese concepto es una clave para la percepción.

Los constructivistas basan sus argumentos, en gran medida, en la evidencia morfológica del desarrollo cortical como una función de las influencias del medio ambiente. La experiencia juega un papel muy importante durante toda la vida en la construcción de las redes. A esto se le suman experimentos que demuestran que la experiencia, además, influye en la formación de sinapsis, dendritas y axones. Esta evidencia recae en dos grandes categorías:

1) Atraso en el desarrollo por la privación sensorial: la privación sensorial llevan a una disminución en la longitud y densidad de las dendritas y axones lo cual viene afectando la sinapsis.

2) proliferación y extensión por la estimulación sensorial: un ambiente con estimulación sensorial mantiene el tamaño y grosor de las dendritas.

Hay algo en lo que ambas teorías están de acuerdo y es el papel que juega la sinapsis en la formación de redes cognitivas, o sea que las representaciones neocorticales de nuestro ambiente interno y externo, están construidas por la conexiones entre neuronas. Sin embargo, no todos aceptan la sinapsis como el medio de contacto entre neuronas. Además, aún no se sabe si la sinapsis o el contacto “ephaptic” se convierten en un vínculo, o parte de uno, en una red de neuronas corticales que representan características del ambiente.

La propuesta de Hebb (1949) establece que una célula: a) muchas veces toma lugar en el disparo de otra. B) algunos procesos de crecimiento o metabólicos son llevados a cabo en una u otra célula, de tal manera que los buenos resultados de la primero dispare a la segunda. Hay otra propiedad de las células pre-sinápticas y post-sinápticas aparte de la coincidencia temporal y es la de dirigir la facilitación sináptica, esta es la coincidencia temporal de entradas presinápticas que llegan a la misma células o a diferentes que pertenecen al mismo grupo.

Es importante mencionar que cualquier intento de realizar un modelo cortical de todas la redes, no se pueden pasar por algo las reglas de Hebb ya que contienen características esenciales como lo son:
1) la asociación por coincidencia temporal (correlación)
2) la relación de entrada en la estructura cerebral.
Sin embargo, podemos darnos cuentas que ambas suponen la existencia de sinapsis, de tal manera que no puede existir plasticidad sináptica influenciada por el medio ambiente antes que la estructura de la misma no haya sido establecida por medio de la herencia.
Luego, presentan una segunda propuesta que se han convertido en otra regla de Hebb y es el principio de cooperación, el cual es puede explicar diciendo que “we have a transceded cell A and cell B pulled cell groups A and B together to obey that principle” (Fuster, 2003, p. 45).


Factores Extracorticales

La formación de redes en la neorcorteza requiere de la influencia de otras estructuras del cerebro así como de neurotransmisores de origen subcorticar. Estas influencias extracorticales tiene roles completos y de por sí no confieren una representación específica en las redes corticales. Ahora bien, es necesario plantear de manera general el rol como mediador que tienen las estructuras límbicas y subcorticales en la formación de conexiones neocorticales. Además, se ha visto que el hipocampo cumple un papel esencial en la adquisición y consolidación de la memoria y por lo tanto, en la construcción de representaciones neorcorticales. En los humanos, una lesión en el hipocampo puede provocar una amnesia severa, especialmente en la memoria declarativa, o sea sobre eventos y hechos.

El hipocampo ejerce su role sobre la memoria en la neocorteza mediante conexiones que unen a ambas estructuras. Es importante mencionar que únicamente las áreas asociativas de la neocorteza necesitan una entrada del hipocampo para la formación de nuevas representaciones. Cuando nacemos estas cortezas tienen dichas representaciones del ambiente y de las acciones del organismo dentro de su estructura, de tal manea que pareciera que no necesitan de la entrada del hipocampo para la formación de elemntos sensoriales y motores.

Otra característica del hipocampo es que no sólo participa en hacer la memoria perceptual o declarativa, sino también la motora. Las cortezas motoras o promotoras están involucradas en el lenguaje, la corteza prefrontal en la planificación de acciones. Las conexiones anatómicas del hipocampo junto con la formación de la memoria contribuyen a la formación de representaciones neocorticales.

Además, es importante mencionar que el hipocampo no es la única estructura que está relacionada con la formación de redes cognitivas, ya que lesiones es las cortezas “entorhina” y “perirhinal” también produce deficiencia en la realización de ciertas actividades; también en la amígdala, puede producir deficiencia en la memoria. Asimismo, la amígdala puede comunicar a la neocorteza las entradas afectivas las cuales tiene un papel importante en la memoria. Estas conexiones entre la amígdala y la neocorteza son por medio del tálamo.

La construcciones de redes en la neocorteza también está sujeto al “nerochemical modulation” del origen subcortical. La neocorteza recibe varios sistemas de neurotransmisores que se originan en el tronco cerebral. Estos sistemas están involucrados en acciones como sueño, vigilia y alerta. La monoamina, participan en la formación de redes corticales. En un circuito neuronal simple, la serotonina interviene en el mecanismo de aprendizaje.

El GABA es un neurotransmisor que se especializa en inhibir. La inhibición neuronal es importante en la cognición, especialmente en la atención. El glutamato, es un neurotransmisor excitatorio que se encuentra en el SNC.


La estructura básica de las redes cognitivas

El desarrollo de las representaciones corticales comienza desde la evolución de la corteza en especies mamíferas de hace mucho tiempo. Sobre esto, Fuster (2003, p. 49) nos dice que “the phylogentically oldest representations are those of the simplest physical features of the world and of motor adaptation to it”. Éstas están presentes en la corteza motora primaria y la corteza motora, además, dicha estructura puede considerarse como parte de la memoria, ya que contiene información que ha sido guardada desde la evolución y que puede ser utilizada por el organismo para adaptarse en su entorno.

En períodos críticos para las funciones que realizan las áreas motoras y sensoriales, éstas necesitan ser estimuladas, de lo contrario se deteriorarán, perdiendo la capacidad de funcionar correctamente. Estos períodos son de gran vulnerabilidad para las estructuras motoras y sensoriales, donde además, es muy probable que se de un proceso de plasticidad.

Ahora, regresando al tema de las representaciones corticales, vamos a hacer un bosquejo sobre las conexiones que hasta cierto grado, siguen el desarrollo neocortical. Comenzando por las áreas motoras y sensitivas primarias, una serie de caminos corticales hacia áreas asociativas más altas, son trazados anatómicamente, las cuales están formados por fibras ascendentes y descendentes. Las redes neocorticales para representaciones cognitivas se desarrollan al igual que las conexiones corticales, donde los caminos trazados para a juntarse con redes de diferentes orígenes.

Las redes cognitivas, están en su mayoría auto-organizadas por “auto-association”. O sea, están formadas por entradas que llegan a la vez a grupo de células que están en redes de la corteza de asociación, donde dichas entradas establecen nuevas asociaciones, de tal manera que las nuevas son tal sólo una extensión de las anteriores.

viernes, 9 de octubre de 2009

INTRODUCCIÓN


Existe una relación entre el cerebro, la mente y la realidad. Los científicos saben que todo fenómeno es provocado por una causa que está relacionada con ambas el cerebro y el orden mental. El problema principal es si ese orden mental lleva a cabo los procesos utilizando la corteza cerebral, entre ellos incluyendo la función cognitiva (memoria, percepción, entendimiento y análisis). Por lo tanto, el propósito de este libro es demostrar la existencia de un orden espacial en la corteza cerebral que va de la mano con el orden cognitivo. Esto quiere decir que trabajamos con órdenes idénticos porque cualquier cambio en el orden cortical va a provocar un cambio en el orden mental y por ende en nuestro comportamiento.


Redes cognitivas: Teorías

Para apoyar nuestra teoría, empezaremos describiendo el modelo de las conexiones corticales y cognitivas. Estos modelos fueron realizados tras muchos años de estudios y debates. Por un lado Gall y Broca, quienes sostienen una idea empirista, dicen que la corteza está dividida en distintas áreas con estructuras que no están conectadas y por eso les corresponde una función cognitiva diferente a cada una. Por el contrario, otros creen que el orden cognitivo funciona de manera conectiva o que todos los sistemas se relacionan.

También, la Gestalt afirma que lo que percibimos depende de nuestras sensaciones o sentimientos y la organización de las relaciones que conllevan, que además dependen de nuestra experiencia. Más adelante, Hebb propone el concepto de red cortical. Básicamente trata de que la memoria es formada a través de sinapsis entre neuronas que ocurren constantemente y a la vez modificando las redes de conexiones para responder a cierto estímulo. En 1952, el economista Hayek expresa su teoría sobre la percepción y la memoria en su ensayo titulado El Orden Sensorial. Para él, el percibir es clasificar los objetos basándonos en conexiones que hemos creado a partir de asociaciones que dependen de nuestras experiencias.

Edelman propuso la teoría de selección grupal. Plantea que durante el aprendizaje, la memoria y la percepción, seleccionamos un grupo de neuronas para efectuar las funciones necesarias, donde puede llevarse a cabo la degeneración o la reentrada de conexiones entre neuronas. Recientemente, la inteligencia artificial ha logrado obtener respuestas y ha beneficiado la idea del conexionismo. O sea que las funciones cognitivas como la memoria, la percepción y el reconocimiento se llevan a cabo gracias a nuestras asociaciones creadas a partir de experiencias pasadas.


Redes cognitivas: Neurociencia

Hay tres campos de la neurociencia que contribuyen bastante a nuestro conocimiento sobre la estructura y funcionamiento de las redes corticales, y por lo tanto, a las aplicaciones del conexionismo a la neurociencia cognitiva.

Históricamente hablando, el primero campo es el de “cortical axonal connectivity”, donde las conexiones de la corteza con las estructuras inferiores, especialmente el tálamo, han sido reconocidas por mucho tiempo, sin embargo, el viejo dicho que dice que el tálamo es la clave de las funciones corticales pareciera no poder aplicarse a la corteza de asociación, quien lleva a cabo la mayor parte de las funciones cognitivas. Es importante notar que las funciones sensoriales de las áreas corticales primarias son mejor entendidas cuando reciben entradas de núcleo sensorial talámico específico. Sin embargo, aún no se sabe mucho sobre las proyecciones del tálamo a la corteza asociativa o sobre el núcleo donde se origina. De cualquier modo, existe la conexión entre las áreas corticales asociativas que al parecer son las más esenciales para cualquier modelo.

A pesar que los estudios sobre las conexiones entre las áreas corticales comenzaron hace mucho tiempo con los métodos sobre los métodos de degeneración de axón y neurografía, esto no dio mayores resultados hasta los avances en los métodos de tinción en los años sesentas. Luego recibió mayor apoyo con la aplicación de los métodos de transporte del axón. Después, estos métodos fueron complementados con los de inmunología y molecular, los cuales aclararon los moduladores y transmisores de sinapsis cortical. En las últimas tres décadas, se ha adquirido bastante información sobre conexiones intrínsecas y extrínsecas sobre prácticamente todas las regiones y subregiones de la corteza primitiva.

La segunda fuente empírica para aclarar las redes cognitivas corticales así como sus funciones y arquitectura fue la electropsicología. Desde el descubrimiento del electroencefalograma (EGG, siglas en inglés) por Berger, los campos corticales con potencial han sido bastante usados como medio de evaluación de la correlación entre la actividad de las neuronas corticales y estados cognitivos o funciones. El EGG de la corteza ha sido un método tradicional para determinar condiciones generales de la consciencia, así como la profundidad del sueño, el nivel de excitación y la intensidad de la atención. No obstante, visiones más objetivas de la topografía y operaciones de las redes cognitivas, son dadas por el estudio en el campo que evoca potenciales, que también es llamado potencial de eventos relacionados (ERPs, siglas en inglés).

Otra contribución especial al concepto de redes cognitivas es el estudio de microelectrodos, el cual trata sobre la descarga eléctrica de las neuronas corticales en monos que realizan tareas cognitivas.

La tercera fuente es la neuroimagen. A simple vista, pareciera que si somos capaces de ver la actividad neuronal constantemente en toda la corteza de un individuo, también seremos capaces de entender la extensión la de las redes corticales y cómo trabajan en la cognición. Otro problema que debemos resolver es el de “biophysical relationships” entre el flujo sanguíneo cerebral, metabolismo y actividad neuronal. Este tema es esencial porque el flujo sanguíneo y el metabolismo son derivados de la actividad neuronal.

El propósito inicial es estudiar la relación entre las estructuras, eventos y procesos en dos esferas que son: cognitivo y neuronal. Claramente, para alcanzar este propósito es importante el problema de ampliación.

El establecimiento de isomorfismo o topología entre ambas esferas, requiere escalas cerebrales con rangos y resoluciones acuerdo a los fenómenos cognitivos. Estructuralmente, el espacio cerebral con redes corticales, pues ser fácilmente definido en coordenadas métricas como profundidad y superficie. En resumen, podríamos decir que el paradigma de redes corticales requiere que ambas escalas de medida, espacial y temporal, se extiendan hasta donde el fisiólogo motor y sensorial llegue.


Cognición

Para darle características a la cognición en la red de conexiones, el autor a utilizado término cognición, el cual representa cualquier saber en la corteza cerebral. Su estructura está hecha de representaciones de la percepción o accione que han sido asociadas con otras por el aprendizaje o experiencias pasadas. Estas representaciones, son los nudos de la red de conexiones en un nivel muy sencillo, de tal manera que la cognición puede ser definida por esos nudos y su relación entre ellos.

La cognición es la estructura restante de todas las operaciones cognitivas, o por decirlo de manera más simple “la materia prima”. Algunos elementos cognitivas son innatos, esta característica innata de cualquier conocimiento, no es una premisa esencial de nuestro argumento. Lo que es esencial en la cognición es que está formado por pequeñas estructuras las cuales representan algo, y que pueden ser innatas. Además, la cognición son estructuras dinámicas, las cuales pueden cambiar con nuevas experiencias. En el desarrollo cognitivo, el organismo forma progresivamente cogniciones de gran magnitud y complejidad por medio de asociaciones en espacio, tiempo y similitud. Al mismo tiempo, por la discriminación sensorial y el razonamiento (ambas inductivas y deducativas) el organismo separa cogniciones en categorías cognitivas de tamaño más pequeño o distinciones más específicas entre ellos. Aprender es posible por la formación de nuevas cogniciones sobre las nuevas, por medio de la composición y descomposición de cogniciones ya existentes. Esto, por cierto, es también la esencia del progreso en la ciencia.

La cognición tiene una inmensa variedad de información contenida, complejidad y número y naturaleza de sus componentes. Su topografía, o sea su arquitectura de las redes corticales que los representa, es también variable. Su componente sensorial y motor, son representados in lugares relativamente discretos de la corteza motora y sensorial, los cuales en su mayoría son invariantes una de otra, y debido a estas características es por lo que son parte de un gran número de redes corticales. En principio, mientras la cognición sea más compleja y un asunto del aprendizaje se convierta más especializado, más amplio será la red cortical.

Es un principio central de esta monografía de todas las funciones cognitivas consisten en la transacción de la información entre cogniciones. Los mimas redes corticales pueden ser utilizadas para percepción, atención, memoria, comportamiento intelectual y lenguaje. Son las cogniciones y sus redes las que tienen una topografía específica, no las funciones que las utilizan. Este acercamiento a la neurocognición, parte de la visión que diferentes funciones cognitivas viven en diferentes localidades del cerebro. Es un enfoque más relacionado a las nociones eolíticas de las funciones más complejas del cerebro. En la neurociencia cognitiva, es un principio el aceptar que algunas funciones, como la memoria y el lenguaje, tienen una amplia distribución cortical, sin embargo, es comúnmente aceptado que estas distribuciones son diferentes de otras funciones, o sea que esas áreas separadas de la corteza son utilizadas para la atención, memoria, lenguaje, etc.