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Exégesis de cierta hipótesis comprobable acerca del posible correlato neuronal de la conciencia subjetiva (página 3)




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¿Es una sensación información consciente?

A partir de una sensación no subjetiva parece posible integrar comportamientos aparentemente conscientes sin que se integre la percepción subjetiva como parte del proceso de la integración de dicho comportamiento (en sentido figurado, sin que el yo consciente controle dicho comportamiento), como ocurre, por ejemplo, durante el mecanismo automático de ajuste del diámetro de la pupila en función de la distancia al objeto contemplado, en el que participa la corteza (se denomina mecanismo automático, en vez de reflejo, precisamente porque se integra en corteza, mientras que la integración de los reflejos es por definición subcortical). El sujeto no participa en el mecanismo de ajuste del diámetro pupilar a la distancia, es algo que tiene lugar sin control subjetivo, y además, en este ejemplo, sin opción, el yo no puede tomar el control del diámetro pupilar en función de la distancia aunque quiera (en otro tipo de comportamientos sí puede "inmiscuirse" –en sentido figurado- el yo consciente; por ejemplo, la excursiones ventilatorias del diafragma pueden tener lugar bajo el control del yo o seguir teniendo lugar al margen de éste, y a veces, aunque el yo "quiera" tampoco puede tomar el control del diafragma en todo caso, como cuando se estornuda).

¿Hay algún otro ejemplo de información probablemente consciente pero no subjetiva?

Durante el fenómeno de la visión ciega (un oxímoron, por cierto) un sujeto con cierto tipo de lesión en la corteza occipital afirma no ver como sujeto, y sin embargo esquiva obstáculos al caminar, es decir, sí que ve, e interpreta lo que ve (como obstáculos), lo cual parece indicar que hay percepción no subjetiva pero sí consciente, hay conciencia acerca de la presencia de los obstáculos ahí fuera, y se esquivan integrando información al respecto, que es congruente, e integrada con un cerebro que de hecho no es ni está inconsciente (dormido, en coma, anestesiado, etc.), sino consciente (despierto).

Por tanto, no hay que identificar conciencia con subjetividad (ni percepción con subjetividad), pues parecen dos propiedades mentales distintas, por mucho que una intuición común y apriorística lleve a concluir otra cosa, o por mucho que se unan para dar lugar a una sola cosa en determinadas circunstancias: el yo consciente. ¿Es importante el contraste para la formación de una sensación? Para que haya sensación de rojo, además de formarse dicha sensación, y que tenga intensidad suficiente, hace falta también algo más para que perdure y sea utilizable: el contraste.

Para dotar de contraste a la información sensorial entre sus distintos componentes, por ejemplo, a la sensación de rojo frente a otras sensaciones, un circuito que actúe como vía sensorial para rojo "procurará" que dicha información no se disperse por vías paralelas, mediante la inhibición lateral, la inhibición sináptica de los desvíos hacia carreteras paralelas secundarias desde la vía principal para la información rojo, mientras rojo esté circulando por ella (se desconoce si la sensación rojo en particular utiliza este mecanismo fisiológico del contraste, pero se utiliza como ejemplo por ser ilustrativo, para poder seguir presentando esta visión de conjunto del sistema nervioso).

¿Cómo se ejerce la inhibición lateral?

Como se ha visto, los circuitos neurales incrementan la intensidad de la señal con axones retroactivos que por un lado aumentan (facilitan) la intensidad de la señal por la "carretera principal", y por otro reducen (inhiben) la intensidad de la señal por el desvío a carreteras secundarias (pero principales para otra modalidad sensorial). De este modo, la señal "rojo" destacará no sólo por su intensidad, sino también por su contraste.

¿Es la especificidad de los fotopigmentos del 100%?

La especificidad de los fotopigmentos para las diversas frecuencias que absorben no es del 100%, así que, aunque cada cono tiende a dar cuenta de lo que tiende a dar cuenta (la máxima respuesta se produce con la frecuencia óptima, la que coincide con el pico de absorción), y aunque cada cono tiende a no dar cuenta de lo que no da cuenta (otra forma de definir la especificidad), a veces un cono da cuenta de aquéllo que no debería ser tenido en cuenta por su baja probabilidad (la respuesta de una célula fotosensible se basa en una tendencia dentro de un rango, así que depende de una probabilidad).

¿Qué supone para el sistema visual que la especificidad de los fotopigmentos no sea del 100%?

El que la especificidad del sistema no sea del 100%, como en el ejemplo de los fotopigmentos, introduce más errores en el sistema. Por ejemplo, un cono rojo podría responder a fotones de otro color en un momento dado. Como la mayoría de los conos rojos no tienden a hacer éso, por mera probabilidad, el efecto conjunto de todos los conos rojos se centrará en el rojo, de modo que el error quedará oculto en la práctica ya en la escala microscópica de los conos, y menos aun se detectará en la escala macroscópica de la percepción de la rojez del color rojo, donde se pierde resolución para lo pequeño (se percibe rojez, no neuronas ni fotones). Dicho de otro modo: la efectividad del cambio de escala, es decir, el que el fenómeno microscópico (absorción, transducción y procesamiento de fotones "rojos") resulte también patente en la escala macroscópica a ciertos efectos (percepción de la rojez, por ejemplo), a cierta altura del proceso, logra algo así como eliminar el error en el proceso, y por decirlo aun de otro modo: el error, la minoría, queda oculto por la mayoría en este caso (no en otros).

Dicho error despreciable en la práctica será por tanto despreciable a escala macroscópica en algunos casos, por ejemplo, del modo que se acaba de exponer, es decir, y por decirlo así: "gracias" al cambio de escala, y, en particular, en el caso del cerebro, "gracias" a la estructuración en redes neurales, que son estructuras morfofuncionales macroscópicas (detectables como tales a escala macroscópica e indetectables como tales a escala microscópica, a diferencia de las neuronas y los circuitos por los que circula la información sensorial, que son estructuras microscópicas de hecho).

Como se diría que ha sido la percepción subjetiva lo que evolutivamente ha convenido en algunas especies para comer y no ser comido, pues es lo que ha perdurado por selección natural en esos casos, aunque se haya fundamentado en un funcionamiento basado en parte en los errores. La estructuración en redes neurales, a pesar del aumento de complejidad que supone, podría conllevar sin embargo la ventaja inesperada (pero "aprovechable" por la evolución mediante selección natural, por su potencial utilidad en pro de la adaptabilidad circunstancial si fuera viable) de convertir los errores en sucesos convenientemente despreciables como tales errores en la práctica a ciertos efectos (al efecto, por ejemplo, de escapar a tiempo de un depredador al que "por error" se toma por depredador, en vez de tomarlo por lo que es, un montón de fotones que llegan a la retina, por ejemplo, y por fortuna para el yo consciente, ya que éso es precisamente lo congruente a escala macroscópica para que la escala macroscópica tenga sentido; y el yo ha resultado tener sentido sólo a escala macroscópica también, como el resto de las cosas que han resultado tener sentido sólo a escala macroscópica, de lo contrario, no estaríamos aquí hablando de ello).

¿Cómo se podrían definir la sensibilidad y la especificidad del sistema?

Seguramente sin especificidad en el proceso mental difícilmente habría conciencia. Para ilustrar ésto de un modo más intuitivo se podría proponer el siguiente ejemplo: un sistema de transmisión de información específico se podría representar por una expresión como la siguiente: E=VN/(VN+FP), siendo E la especificidad (VP=verdadero positivo; VN=verdadero negativo; FP= falso positivo; FN=falso negativo). Esta expresión indicaría la probabilidad, por ejemplo, la correspondiente al cono rojo, de descartar los fotones que no sean rojos. La sensibilidad del cono rojo sería en cambio la probabilidad de detectar los fotones rojos, que se podría expresar como S=VP/(VP+FN). De modo que la especificidad es la capacidad del sistema para evitar falsos positivos, es decir, para evitar que un cono rojo tome por rojo a un fotón verde. La sensibilidad del sistema es su capacidad para evitar los falsos negativos, por ejemplo, la capacidad del cono rojo para no dejar de detectar un fotón rojo a su alcance.

¿Por qué se definen la sensibilidad y la especificidad como probabilidades?

Podría parecer poco cabal el basar la sensibilidad y especificidad del sistema en una probabilidad, pero la razón es que los conos, por ejemplo, no envían un tren de potenciales de acción hacia la corteza cuando detectan los fotones adecuados, sino que parece ser que los conos están enviando dichos trenes todo el rato, y lo que ocurre es que la llegada de fotones modifica, es decir, modula, la frecuencia de descarga. Así que la descarga ya estaba en marcha, y lo que ocurre al llegar los fotones específicos es que la descarga cambia en cierta proporcion, que debería ser específica.

¿Afecta la falta de especificidad a la objetividad?

Si una neurona da cuenta de lo que no ha de dar cuenta, por un error en el sistema, la respuesta seguirá siendo objetiva, aunque inespecífica, introduciendo así en el sistema algo categorizable como un error de medición más o menos despreciable para algún efecto en la práctica, o al contrario, un error útil en algunos casos por conveniencia evolutiva. Por ejemplo: supóngase que los receptores cutáneos son estimulados con agua de temperatura en aumento; si se sobrepasan los 45º C de temperatura, que es el umbral para empezar a sentir dolor, en vez de temperatura (en vez de estimularse los receptores cutáneos de temperatura) se empezará a sentir dolor (empezarán a estimularse los receptores de dolor); en tal caso la incapacidad para detectar específicamente una temperatura a más de 45º C resultará beneficioso al individuo como un todo, que podrá así protegerse contra la quemadura. De modo que el que haya cambio de escala y capacidad de despreciar el error inherente al hecho de que la especificidad no sea del 100% conllevará una conveniencia evolutiva en algunos casos, curiosamente, es decir, la falta de especificidad impedirá distinguir los 45º C de los 46º C, pero a cambio se podrá percibir objetivamente un dolor, algo que será conveniente en este caso (y se podrá huir del "depredador" otra vez, del dolor en este caso).

¿Suponen los errores del sistema un beneficio en todo caso?

Los fotorreceptores de la retina son específicos para el estímulo con energía luminosa, con fotones; pero si se golpea el ojo, si se aplica un estímulo con energía mecánica, los fotorreceptores también responderán a ese estímulo inespecífico, que también identificarán, por error, como si fuesen fotones, pues en ese caso se percibirán fotopsias ("estrellitas" o lucecitas), y no se sufrirá dolor necesariamente; así que en este segundo ejemplo no parece que resulte excesivamente útil que el ojo responda también inespecíficamente a estímulos mecánicos, aparentemente no conlleva una conveniencia evolutiva, mientras que sí ha resultado útil a lo largo de la evolución filogenética, en el caso de la piel, la inespecificidad de los receptores de temperatura a más de 45º C (como se ve, este tipo de hechos siguen yendo en contra de un posible diseño inteligente o de un fin premeditado en la evolución de las especies por selección natural).

Cada caso es distinto y no parece haber un guion escrito para lo que ha de ocurrir. De modo que la evolución no parece tener previsto qué va a ocurrir, ni que preadaptación va a ser conveniente por exaptación, o no, ni parece tener como objetivo favorecer lo beneficioso o lo útil, ni lo perjudicial o inútil, ni lo neutro: ocurre cualquier cosa (dentro de lo posible), fundamentalmente gracias a la complejidad del universo, y la selección natural "se encargará" de eliminar por el camino, o no, a la preadaptación que corresponda, durante el inevitable y accidentado tanteo evolutivo y ajuste al que continuamente está sometido todo lo real.

¿Hay correlación entre zona cerebral y función cerebral?

En la práctica médica cotidiana se observa que los estados mentales dependen de los estados cerebrales con una correlación evidente. Esta dependencia es tan estrecha que incluso surge de inmediato la tentación de asignar a zonas determinadas del cerebro funciones mentales determinadas, y hasta cierto punto es posible en la práctica a ciertos efectos. Por ejemplo, hay áreas cerebrales determinadas e inintercambiables dentro de ciertos límites, como las visuales, las áreas del lenguaje, las de los movimientos prácticos aprendidos (o praxias, como la praxia necesaria para abrir un bote de mermelada, o usar un destornillador), el área para la sensación táctil en la punta del dedo gordo del pie derecho, y así sucesivamente.

¿La correlación entre área cerebral y función es innata o adquirida?

Algunas de esas zonas identificables con cierta precisión están más determinadas genéticamente de modo innato, y otras más necesitadas de un aprendizaje después del nacimiento, a lo largo de más o menos tiempo y tras permanecer en un entorno adecuado.

¿Es muy precisa la localización de funciones en el cerebro?

El cerebro es algo más que determinada localización de ciertas funciones dadas en su superficie: en primer lugar, dicha determinación no es exacta, pues, por ejemplo, el área del lenguaje está distribuida por diversas áreas que se complementan funcionando en red, y no todas son imprescindibles ni están activas a la vez en todo momento en que se está usando el lenguaje. La localización de la actividad cerebral tiende a ser imprecisa en la práctica, a lo que se denomina funcionamiento en red. Sobre la marcha se va formando una trama de neuronas, una red neural, de "un solo uso", que es distinta a la anterior y a las siguientes que se puedan producir en ese cerebro (no se piensa en lo mismo exactamente dos veces). La localización se vuelve precisa cuando una zona sufre un infarto y una función determinada se pierde claramente sin ser sustituida, mientras que otras funciones no se pierden, y de ahí la falsa impresión de que la localización es más precisa de lo que es.

¿Por qué no es suficiente la localización de funciones para entender cómo funciona el cerebro?

El cerebro se encuentra en un constante cambio de estado morfofuncional, su funcionamiento consiste en una continua combinación de heterogeneidad y patrones regulares. Es más: el estado morfofuncional efectivo de todo un cerebro en cada instante en que se pretenda obtener una "foto fija" del mismo será en todo caso, y posiblemente, distinto del estado de cualquier otro sistema (resto de cerebros incluidos) en todo el universo, e irrepetible en toda la historia del universo (incluido ese mismo cerebro). Es en esa heterogeneidad e irrepetibilidad de los estados del cerebro donde se quiebra la idea de asignar a la localización de funciones el protagonismo de lo que el cerebro supone para el fenómeno mental.

Por ejemplo, se puede predecir con bastante acierto qué parte del cerebro de una persona es más probable que se active cuando su mente se ocupe del tacto de su dedo gordo del pie derecho, pero gracias a la tendencia a la evolución caótica de los sistemas en el universo, al mismo tiempo que se sabe cuál es la zona que con más probabilidad se va a activar en correlación con las cosquillas en la punta del dedo, es imposible determinar con precisión el momento en que tal área se va a activar, y tampoco es posible predecir en compañía de la actividad de qué otras áreas se va a activar en red esa área referente al dedo del pie. Ambos extremos son impredecibles, de ahí que el interés de la localización exacta de las zonas cerebrales deba ser matizado con el hecho de la evolución caótica de los sistemas dinámicos, cerebro incluido, y con el concepto de funcionamiento en red y el concepto por tanto de red neural. ¿Es el funcionamiento en red preferible a una utópica localización de funciones totalmente precisa? En esta lucha entre heterogeneidad y patrones, entre desorden y orden, entre caos (complejidad e impredecibilidad) y determinismo (grado de certeza acerca de la probabilidad de un suceso futuro), el cerebro consigue un equilibrio en su tendencia al caos que le permite ser a pesar de todo eficaz como órgano de control de muchas funciones del organismo, y capaz de contribuir con éxito a la supervivencia del individuo mediante su capacidad de adaptación al cambio, y, por tanto, tal vez capaz de contribuir con éxito también a la supervivencia de la especie. Ésto es lo que se infiere al observar que hasta ahora ésto es lo que parece que viene ocurriendo.

La neurona y el potencial de acción

¿Qué es una célula?

Las células son como laboratorios químicos, aislados del medio por una membrana celular, formada por una bicapa lipídica con permeabilidad selectiva. Las neuronas son células. La teoría celular de Schwann data de 1.839. Según esta teoría la unidad elemental de la vida es la célula, la estructura mínima capaz de soportar el proceso vital por sí misma, la partícula de la vida, el objeto elemental que explica la presencia del proceso físico sistemático de la vida, y es que la vida no parece ser más que un proceso físico sistemático peculiar, como otros.

¿Es la neurona una célula como las demás?

Parece ser que la fisiología de la neurona, a escala molecular, es más compleja que la del resto de las células corporales, más incluso que la de los hepatocitos, según explica Cardinali en el Tratado de Fisiología de Tresguerres. En las neuronas es destacable la actividad bioeléctrica.

¿Qué es la biofísica?

La biofísica es una rama de la biología que utiliza métodos físicos para medir la actividad biológica, como, por ejemplo, la actividad bioeléctrica celular, mediante la investigación electrofisiológica de los canales iónicos de la membrana celular. El objetivo de la biofísica es medir.

¿Cómo explica la biofísica la actividad bioeléctrica neuronal?

Desde el punto de vista de la biofísica, la actividad bioeléctrica neuronal se consigue explicar mediante conceptos provenientes de la física clásica, como puedan ser los conceptos de conductancia, fuerza electromotriz, capacitancia, etc.

¿Cómo se produce la distribución de cargas a ambos lados de la membrana neuronal?

La neurona, como las demás células, está delimitada por la membrana celular, una bicapa lipídica; delimitada, no rodeada, porque la membrana forma parte de la neurona. La membrana es semipermeable (presenta permeabilidad selectiva). Dicha semipermeabilidad provoca que las concentraciones de ciertas moléculas y elementos a un lado y otro de la membrana sean asimétricas. Como algunas de dichas moléculas, e iones, tienen carga eléctrica, la carga eléctrica a un lado y otro de la membrana (dentro y fuera de la célula) será distinta. La distribución de cargas a un lado y otro de la membrana en parte se produce de modo pasivo, pero en parte es generada de modo activo por la neurona.

¿Cómo genera impulsos bioeléctricos la neurona?

La neurona genera, conduce y transmite impulsos bioeléctricos mediante la descarga de la membrana, mediante un cambio eléctrico transitorio de la distribución de cargas a un lado y otro de la membrana, mediante la producción de potenciales eléctricos.

¿Cómo se cargan y descargan las neuronas?

Las neuronas se cargan al establecerse una diferencia de potencial a un lado y otro de la membrana. Y también se descargan, de manera espontánea, o provocada y regulada por estímulos entrantes en la neurona desde otras neuronas o desde células receptoras sensoriales, o en un laboratorio usando estímulos, eléctricos, por ejemplo.

¿Qué funciones pueden desempeñar las células que se descargan?

Las células que se descargan espontáneamente pueden actuar, por ejemplo, como marcapasos, como ocurre con las células cardíacas.

¿Qué células tienen la capacidad de descargarse?

Las células capaces de descargarse son las células excitables, que son los siguientes tipos celulares: células receptoras, nerviosas, musculares y glandulares.

¿Qué supone la descarga celular desde el punto de vista citológico?

Las células excitables, al descargarse, responden con un comportamiento (no categorizable como consciente, pero sí como propositivo) como consecuencia de dicha descarga, que puede consistir en una contracción, como es el caso de las células musculares, o en una secreción, como es el caso de las neuronas, que secretan neurotransmisores (secretan neurotransmisores, no conciencia). La excitabilidad neuronal es lo que hace posible la sensibilidad del sistema.

¿Cómo se produce el potencial de acción neuronal?

El potencial de acción neuronal aparece cuando las neuronas se descargan, es por tanto un tipo de potencial bioeléctrico. El potencial de acción se caracteriza, por ejemplo, por ser un fenómeno discreto en el espacio y en el tiempo, autolimitado, estereotipado, constante, específico, y transmisible dentro del sistema. La teoría acerca del potencial bioeléctrico de reposo fue presentada por Bernstein a principios del siglo 20. Todas las células presentan un potencial de reposo, una carga eléctrica diferente a un lado y otro de la membrana celular. Hicieron falta 50 años, desde los experimentos de Overton hacia 1.902, hasta los de Hodgkin y Huxley hacia 1.952 (Katz completa el trío de los implicados en la teoría iónica de la sinapsis), para tener suficientemente claro el mecanismo por el que el flujo de iones a un lado y otro de la membrana se relaciona con la detección de los diversos tipos de potenciales bioeléctricos de membrana, como el potencial de reposo o el potencial de acción.

¿Qué tiene que ver el potencial de acción con la transmisión de información?

Las características del potencial de acción lo convierten en el candidato para explicar la transmisión de información abstracta en el cerebro.

La estructuración en circuitos y redes permite a su vez comprender que haya un procesamiento (asociación e integración) de dicha información durante su transmisión a base de potenciales de acción.

La transmisión de este modo se puede entender como cuantificada, potencial de acción a potencial de acción, gracias a la ley del todo o nada: o hay potencial de acción con una descarga dada, o no lo hay; y también gracias a la existencia de la sinapsis: un solo potencial de acción por cada transmisión a través de la sinapsis, y además en un solo sentido (con carácter "valvular").

Estas características, sumadas a otras, como la estabilidad del sistema a gran escala a pesar de los cambios a pequeña escala, que permite la efectividad del proceso en la práctica, establecen una tendencia al orden, necesaria para que la mente surja como fenómeno verificable.

¿Qué ocurre en el interior de las células?

En el interior de las células se producen miles de reacciones químicas distintas en cada instante. Dichas reacciones consisten fundamentalmente en choques moleculares. Las moléculas son capaces de, por ejemplo, unos cien millones de choques por segundo, según explica Guyton en su Tratado de Fisiología. Ésto quiere decir que las moléculas son muy rápidas desde un punto de vista macroscópico, e incluso desde el microscópico. Con tantos choques en tan poco tiempo se entiende más fácilmente que las reacciones bioquímicas sigan su curso y que la vida sea posible sucesivamente en sus diferentes niveles microscópico y macroscópico, a pesar de lo enigmática que resulta la efectividad de dicha posibilidad, por su improbabilidad.

Las moléculas se organizan en estructuras, organitos u orgánulos (pequeños órganos) intracelulares, de tal manera que las diversas vías metabólicas se vean favorecidas al quedar localizadas. Así mismo, algunas moléculas, las enzimas, actúan como catalizadoras de reacciones, que aceleran las reacciones, con lo cual las vías metabólicas posibles en este sistema se vuelven especialmente probables.

¿Cómo obtienen energía las células?

Las reacciones bioquímicas consisten en una transformación de la energía obtenida del medio externo a la célula, del que la célula toma la energía que utiliza. La célula utiliza dicha energía, que toma en forma de electrones, mediante la transferencia de electrones de unas moléculas a otras, moléculas especializadas en transportar electrones en el interior de la célula, haciendo que los electrones vayan bajando de nivel energético por el camino, hacia el estado de mínima energía (ya citado al hablar de estabilidad). Dicha caída de nivel energético supone que la energía cedida en la caída sea tomada por las moléculas de la célula para cargarse de energía, en forma de fotones, que van "extrayendo" de los electrones conforme éstos van cayendo de nivel energético y "soltando" fotones cuando saltan de unas moléculas a otras y de unos orbitales electrónicos a otros. La célula reconvierte esa energía en trabajo, que en última instancia resultará útil al organismo, posiblemente por presión selectiva en ese sentido.

¿De dónde procede la energía de las células?

Los fotones de los que se apropia la célula proceden en su mayor parte del sol, y son incorporados a la cadena de la vida gracias a la fotosíntesis que llevan a cabo las plantas, con cuya energía realizan la síntesis de moléculas orgánicas que van a entrar en la cadena de la bioquímica, y en la cadena alimentaria en definitiva, al ir pasando esa energía al resto de los seres.

¿Cuál es la principal fuente de energía de las neuronas?

La molécula llamada glucosa es la principal fuente de energía de las neuronas. No ocurre así con otras células del organismo.

¿Qué tipo de trabajo realizan las células?

La célula lleva a cabo cuatro tipos de funciones fundamentales: de tipo mecánico, osmótico, químico y eléctrico. Este último tipo de actividad, la actividad eléctrica, o bioeléctrica, es especialmente llamativa en el caso de las células nerviosas. Las células nerviosas generan, conducen y transmiten impulsos bioeléctricos, que llegan, por ejemplo, a los músculos, que también tienen la facultad de responder a dichos impulsos y conducirlos.

¿Para que se utilizan los impulsos bioeléctricos de las neuronas?

El organismo utiliza los impulsos bioeléctricos para recibir y transmitir información referente al medio interno y externo a lo largo de los circuitos neurales. Se integran así las diferentes partes del organismo, con una doble función: receptora y efectora.

No es de extrañar que esta manera de manipular información biológica haya tenido éxito evolutivo, ya que es una forma de transmisión suficientemente rápida como para ser eficiente desde un punto de vista macroscópico, es decir, desde el punto de vista, por ejemplo, del comportamiento animal.

¿Hay más sistemas de transmisión de información aparte del nervioso?

Otro sistema de transmisión de información para integrar comportamientos congruentes con el medio es el hormonal, más lento. El sistema nervioso ha complementado al hormonal en animales con locomoción, seguramente debido en parte precisamente a su rapidez.

¿Hay mucha diferencia entre el sistema nervioso y el hormonal?

El sistema nervioso no deja de ser algo así como un sistema de secreción hormonal también, pues los neurotransmisores que secretan las neuronas en las sinapsis son como hormonas. Lo que pasa es que las hormonas pueden viajar vía sanguínea a grandes distancias desde su punto de secreción para hacer su efecto, mientras que los neurotransmisores actúan localmente, donde se secretan, al otro lado de la sinapsis, y en la mayoría de los casos el neurotransmisor es luego eliminado o reabsorbido ahí mismo en menos de un segundo, con lo cual se dificulta el que cause un segundo efecto hormonal a mayor distancia, aunque en algunos casos ésto también ocurre.

¿Qué es la ley del todo o nada?

La generación de impulsos bioeléctricos se debe a la capacidad de las neuronas para generar el potencial eléctrico denominado potencial de acción. Una propiedad del potencial de acción es que sigue la ley del todo o nada, según la cual, cuando un estímulo o una serie de estímulos llegan a la neurona con suficiente intensidad como para provocar la aparición de un potencial de acción en la membrana de dicha célula, el potencial de acción se produce en todo caso, y alcanzando la amplitud (voltaje) máxima posible en cada caso. Ese máximo no es de idéntica magnitud en cada caso, pero será la magnitud máxima posible en cada suceso.

De este modo, si un estímulo ha sido tan intenso como para que la despolarización que provoca cruce el umbral de aparición del potencial de acción, éste aparece, y el potencial bioeléctrico se propaga sin que la magnitud de dicha amplitud se resienta, hasta llegar a la siguiente estación de relevo del flujo eléctrico, la sinapsis, desde donde se suelta una cantidad de neurotransmisor proporcional a la amplitud del potencial de acción, de modo que a la membrana postsináptica llegará de nuevo suficiente neurotransmisor como para desencadenar otro potencial de acción (sobre todo, si son varias las neuronas convergentes en la región postsináptica), o no. ¿Por qué se cumple la ley del todo o nada? La transmisión del impulso en el tejido neuromuscular cumple el todo o nada, aparte de por las propiedades peculiares de la membrana (en lo que se refiere a la permeabilidad y difusión iónica particular en función del voltaje y la concentración), porque para tal fin se consume energía.

La energía obtenida del sol se acumula en las células en ciertos tipos de moléculas especializadas en tal función, que actúan como moneda de cambio energético en las células, como es el caso del A.T.P., o adenosintrifostato. El todo o nada se ha ido preparando en el instante previo al potencial de acción consumiendo la energía del A.T.P. Si se imagina que el potencial de acción fuera una flecha disparada con una ballesta de una neurona a otra, siguiendo el todo o nada (o se dispara, o no se dispara, sin término medio), se puede imaginar que el todo o nada se prepara en el instante previo tensando y cargando la ballesta.

¿Qué es el potencial en equilibrio?

El gasto energético (gasto de A.T.P.) previo a un potencial de acción consiste en la generación de un potencial bioeléctrico, previo al potencial de acción, un potencial en equilibrio (mediante un bombeo asimétrico de iones de un lado a otro de la membrana usando la energía del A.T.P.). Como todo equilibrio, es inestable: la cuerda de la ballesta no está relajada, sino tensa y cargada con la flecha, y al ballestero le tiembla el dedo sobre el gatillo. Dicho potencial en equilibrio es electronegativo en el interior de la célula, y positivo en el exterior, es decir, hay una diferencia de potencial a ambos lados de la membrana, diferencia que se mantiene en equilibrio en ciertas cifras, en cierta cantidad de milivoltios, mediante una continua difusión de iones a un lado y otro de la membrana "en espera" de la descarga del potencial de acción.

¿Quién conduce la electricidad en las neuronas?

Hay que tener en cuenta algo importante: en las neuronas la conducción eléctrica no consiste en el movimiento de electrones, como en un cable de cobre en un circuito eléctrico, sino en el movimiento de iones, átomos cargados. Los iones implicados en la generación de potenciales eléctricos en las neuronas son los iones de sodio y potasio, con importante participación también de los de calcio y magnesio, y algunos otros como iones proteicos, etc. El paso de iones a un lado y otro de la membrana, según una "coreografía" estereotipada que se repite de igual modo una y otra vez, es lo que genera los potenciales bioeléctricos. Los detalles son complejos, pero gracias a varios investigadores y el trabajo de décadas se conocen en bastante detalle (dichos detalles se pueden encontrar en un tratado de Fisiología).

¿Cómo se pasa de potencial de reposo a potencial de acción?

Hay una diferencia de potencial a un lado y otro de la membrana durante el potencial de reposo, reposo relativo, dependiendo del punto de vista, porque se llama reposo al hecho de estar con la ballesta cargada y la flecha quieta… pero la cuerda tensa. La diferencia de potencial en reposo es tan amplia como para que al iniciarse la despolarización ante un estímulo adecuado se alcance el umbral necesario para la producción del potencial de acción (la cuerda de la ballesta, para estar en equilibrio, necesariamente está también tan tensa como para que la flecha pueda salir disparada).

¿Cuál es el umbral para que se produzca la descarga de un potencial de acción durante la despolarización?

El umbral a partir del cual la despolarización no se detiene y llega hasta el final, hasta la descarga del potencial de acción de acuerdo con un todo o nada, se encuentra aproximadamente en los -45 mV (menos cuarenta y cinco milivoltios) en el interior de la célula.

¿Resulta difícil descargar un potencial de acción?

El equilibrio durante el potencial de reposo se rompe fácilmente, y el potencial de acción se produce a favor de gradiente (un gradiente es una medida, vectorial, del cambio de una magnitud en un sistema, que indica la dirección e intensidad de dicho cambio), y no requiere gasto adicional, sino que "rueda por sí mismo cuesta abajo" hacia el lugar de menor energía, por decirlo de un modo fácil de intuir.

¿Qué es la facilitación neuronal?

Si la neurona está parcialmente despolarizada, por ejemplo, por la suma de estímulos pequeños convergentes sobre ella, puede que su potencial se encuentre cerca de los -45 mV, y en tal caso la neurona estaría parcialmente despolarizada, parcialmente descargada, sin llegar a formarse el potencial de acción, pero en tal caso la descarga del potencial de acción será más fácil que en el contrario. En dicha situación, se dice que la neurona está facilitada, y la facilitación es una forma de regulación fundamental en el cerebro, para integrar respuestas, pues es lo que ayuda a que ante dos opciones se tome una antes y más fácilmente que otra; la vía por la que se opte antes generalmente será la vía neural más facilitada, obviamente (que por tanto será la más probable).

¿Tendría que ver de algún modo la facilitación con el concepto de libertad?

En el cerebro, como sistema de computación, la libertad parece consistir en que sea posible disponer de opciones, de alternativas, dicho de un modo más gráfico, de encrucijadas o cruces de caminos con varias vías posibles (circuitos en y griega o divergentes), y dicha libertad depende de la facilitación previa de las vías neurales opcionales, y, tal vez, dependa de ésto más que de otra cosa, no parece depender tanto de lo que uno "quiere hacer" como de lo que uno "puede hacer", uno sería libre para hacer "lo que puede", no "lo que quiere". Para el ser humano todo no es posible, y la estructura morfofuncional del "órgano de pensar" es un ejemplo más.

¿Cuáles son los mecanismos de facilitación?

Hay estímulos que despolarizan o facilitan vías por diversos motivos, pero la mayoría de los estímulos retroactivos, que podrían ser los encargados de la facilitación, en la práctica parece ser que son inhibidores, no excitadores.

La descripción de las vías inhibidoras en gran parte se debe al trabajo de Eccles.

Sin embargo, los circuitos retroactivos inhibidores sí resultan ser en la práctica excitadores a fin de cuentas, ya que dos inhibiciones sucesivas, adecuadamente aplicadas (inhibiendo la inhibición), pueden lograr el mismo efecto que una excitación.

¿Para qué sirven las sinapsis inhibidoras de la despolarización?

Las sinapsis inhibidoras son un mecanismo regulador fundamental en el cerebro, y producen el efecto contrario a las sinapsis excitadoras: alejan a la neurona del umbral de descarga del potencial de acción, lejos de los -45 mV, por ejemplo, a -90 mV, situación que se denomina hiperpolarización, que es un estado en el que la neurona responde peor a su estímulo (el dedo del ballestero se separa del gatillo, reduciéndose la probabilidad del disparo). Todo este galimatías sobre potenciales bioeléctricos quizá parezca excesivamente complejo y difícil de entender, y, sin embargo, el funcionamiento de, por ejemplo, el riñón, la formación de orina en la nefrona en concreto, es todavía más difícil de entender que el funcionamiento de la neurona y el sistema nervioso, y sólo es orina, ni siquiera es un yo consciente, así que no hay que dejarse impresionar porque lo que hagan uno y otro órgano parezca muy alejado entre sí: sólo son órganos, ambos, el cerebro y el riñón, tan propio de la biología es ser un individuo que orina como ser un yo consciente.

¿Qué relación hay entre la hiperpolarización y el potencial de acción?

Estando la neurona hiperpolarizada, el estímulo habría de ser mayor para lograr un mismo efecto, por ejemplo, un potencial de acción.

¿Cuál es el potencial de equilibrio óptimo para obtener un potencial de acción?

La situación de equilibrio óptima para obtener un potencial de acción en condiciones ideales se supone de manera fundamentada que está alrededor de los -85 mV, y dicha situación ha sido lograda mediante evolución y selección natural, es decir, por tanteo en ese sentido. ¿Se repolariza la neurona tras un potencial de acción? El potencial de acción se produce por una alteración del equilibrio iónico a un lado y otro de la membrana, y consiste en una despolarización de la membrana. Una vez despolarizada, ha de volverse a repolarizar, para lo que la célula consume A.T.P. cuando se van consumiendo las, en sentido figurado, ballestas de las que dispone para numerosos disparos antes de consumir su munición. En cada potencial de acción (en cada disparo) se consumen pocos iones, y la producción del potencial de acción en sí no conlleva consumo de A.T.P., ya que se produce a favor de gradiente.

Daño cerebral y mente

¿Sirve el daño cerebral para elucubrar sobre la posible correlación entre la mente y el cerebro?

Las lesiones cerebrales permiten conocer para qué sirve cada región del cerebro, porque cuando se daña una región dada se pierde una función dada. Si ésto se confirma una y otra vez en miles de personas, con poca diferencia entre todas, se puede llegar a saber para qué sirve cada región cerebral con bastante seguridad. De este modo se sabe a qué se dedican las diversas regiones del cerebro. Por ejemplo: si se dañan ciertas regiones de la superficie cortical se pierden funciones bien determinadas, como el cálculo. En cambio, si se dañan ciertas regiones subcorticales más que la calidad de las funciones se altera la cantidad, por ejemplo: no se pierde el cálculo, pero se calcula más despacio (este tipo de detalles permiten distinguir las demencias corticales de las subcorticales).

Damasio relata en su libro, El error de Descartes, el caso de un hombre que sufrió un daño en su región ventromedial del lóbulo frontal, a consecuencia de lo cual dejó de ser capaz de tomar decisiones; no es que no se le ocurriese qué hacer, sino que no podía tomar la decisión de hacerlo, fuera lo que fuera, una función bastante abstracta, por cierto, como se puede apreciar; y la lesión de la cara lateral de su lóbulo frontal le produjo una incapacidad para controlar la atención. Damasio también explica que la lesión en la corteza somatosensorial derecha puede afectar a la toma de decisiones, lo cual entronca una vez más con la idea de la organización en red, y en este caso con algún otro defecto asociado, como parálisis, etc.

Más ejemplos: la lesión de la circunvolución prefrontal produce alteración de la personalidad; la de la circunvolución frontal ascendente, hemiplejía (parálisis de medio cuerpo); si falla la circunvolución frontal inferior dominante se produce afasia de Broca (incapacidad de emitir lenguaje); en la circunvolución parietal superior, hemianestesia (pérdida de la sensibilidad en medio cuerpo); en la circunvolución parietal superior, apraxia (dificultad para ejecutar tareas motoras aprendidas, como abrir un tarro de mermelada); en el giro supramarginal se producen alteraciones diversas, como alexia (incapacidad para leer), agrafia (incapacidad para escribir), acalculia (incapacidad para calcular), agnosia digital (agnosia es incapacidad para reconocer); en el giro angular, agnosia visual; en la corteza occipital, agnosia visual; en la corteza temporal superior, agnosia auditiva, etc. También es conocida la lesión del hipocampo que altera la memoria de modo peculiar: se pierde la posibilidad de formar nuevos recuerdos, sin olvidar los ya asentados, de modo que no olvidan su nombre, pero olvidan, por ejemplo, si han comido ya, o no, hace media hora. ¿Son algunos tipos de lesión cerebral especialmente llamativos? Son más conocidos algunos de estos defectos funcionales por su difusión en los textos divulgativos al tener connotaciones llamativas, como algunos de los defectos funcionales vinculados a lesiones en el lóbulo parietal derecho, como es el caso de la apraxia del vestir, la anosognosia (negación de la enfermedad que se padece), la hemisomatognosia (se ignora la mitad del cuerpo, de modo que, por asombroso que parezca, los afectados afirman, cuando miran hacia esa parte de su cuerpo, que debe de ser el cuerpo de otra persona, pues rellenan con su imaginación el vacío de información en su lóbulo parietal de ese modo), y la desorientación topográfica y espacial.

También es frecuente que el enfermo fabule sobre su situación en los casos de ceguera cortical por anosognosia, diciendo que no ve porque se ha ido la luz.

Puede que sorprenda que los enfermos nieguen una realidad evidente para los demás, pero así es como ocurre, por ejemplo: no es infrecuente observar a un paciente afásico, incapaz de formar palabras en su cerebro, tratar de mantener animadas conversaciones con quien tenga delante, a base de farfullar sin cesar sonidos articulados, pero mediante una jerigonza logorreica, amorfa y sin significado, sin darse cuenta de que está hablando sin lenguaje. ¿Qué es el sistema límbico? Así como la parte externa del lóbulo temporal está especializada en lenguaje y audición, en general, la parte interna constituye la circunvolución del hipocampo, que es una corteza más antigua, con tres capas de neuronas en vez de seis, como el resto de la corteza, debido a que el hipocampo es, desde el punto de vista de la telencefalización, una corteza más primitiva; de hecho, el hipocampo forma parte del sistema límbico, la parte del cerebro dedicada a integrar en red la conducta instintiva y emotiva, es decir, la más primitiva, la que los humanos tienen en común con animales cerebrados menos evolucionados y por tanto con un córtex menos extenso. En el caso del ser humano, el lóbulo prefrontal, que integra a todo el cerebro, controla los impulsos instintivos con aportaciones como la moral, por ejemplo, que se integra en el lóbulo prefrontal; las lesiones del lóbulo prefrontal, por un tumor cerebral, por ejemplo, pueden cursar con ignorancia de la moral previamente conocida, con lo que el afectado puede pasar de ser un santo a ser un crápula desinhibido, agresivo y socialmente reprobable, y acabar "entre rejas", como ocurre en ocasiones.

¿Aparte de por el defecto de actividad neuronal, se puede saber algo de la correlación mente-cerebro a partir del exceso de actividad neuronal?

El exceso de actividad neuronal también es interesante, y también la actividad a destiempo, fuera de lugar, no por muerte neuronal, sino por irritación neuronal, como ocurre en la epilepsia, en la que las neuronas descargan fuera de control; por ejemplo: en las descargas epilépticas en el lóbulo temporolímbico el afectado puede percibir, según la zona descargada: dejá-vu, ilusiones, miedo, pensamiento forzado, angustia, rabia, alucinaciones, y también otro tipo de manifestaciones menos abstractas, como palidez de la piel, labios azulados (cianóticos), dilatación de la pupila, movimientos intestinales, salivación (sialorrea), comportamientos consistentes en vestirse y desvestirse, deglutir, masticar, toquetear cosas, dar vueltas, salir a vagar, etc.

¿Puede estar la individualidad en jaque en algunos casos?

Un individuo, cada miembro de una especie animal, como pueda ser una persona, no es exactamente un individuo a todos los efectos: no es totalmente indivisible (individuo significa indivisible): a una persona se la puede dividir, se le puede amputar un brazo, etc. Pero un brazo amputado no implica en la práctica que ahora haya dos personas, pues el concepto de individuo es eficaz en la práctica para categorizar como individuales los comportamientos conscientes de, por ejemplo, éso que se comporta como persona y que recibe el nombre de persona, aunque esté parcialmente dividido, aunque tenga amputado un brazo, por ejemplo. Pero hay una situación límite que dificulta esta conclusión según la cual amputarle algo a una persona no es compatible con el desarrollo de dos comportamientos conscientes individuales: la sección completa del cuerpo calloso. ¿Qué es el cuerpo calloso? El cuerpo calloso es una estructura entre ambos hemisferios formada por unos 200 millones de axones (nadie los ha contado con precisión, es una estimación) que asocian e integran ambos hemisferios. El cuerpo calloso es una estructura que conecta los dos hemisferios cerebrales.

Los hemisferios son las dos mitades del cerebro, y es que el ser humano presenta simetría bilateral, así que está formado por dos mitades corporales con simetría bilateral, es decir, con inversión espacial: una es como el reflejo especular de la otra, un todo formado por dos mitades simétricas por paridad; ésto distingue al ser humano de los animales con simetría radial, como las estrellas de mar (si uno lo piensa, ser simétricos es algo extraño y aberrante, y "osado"; lo más lógico sería tender a ser esféricos por fuera y asimétricos por dentro, como los seres unicelulares; lo que pasa es que esta simetría parece necesaria para algunas cosas, como poder ser pluricelulares, o, sin ir más lejos, simplemente poder caminar, por ejemplo, pues hacen falta dos piernas, aunque ello requiera además una costosa coordinación entre ambas mitades). ¿Sirven las lesiones del cuerpo calloso para establecer correlaciones también? Pocas veces se ve a personas con daño en el cuerpo calloso, pero, cuando se encuentra a alguien, sorprende, ya que en la situación extrema, la sección completa del cuerpo calloso, los dos hemisferios quedan separados, y como se concluye a partir del trabajo de Sperry, se trataría entonces posiblemente de dos mentes distintas, dos sujetos conscientes en una sola cabeza, dos yoes, y cada una de las mentes ajena a la existencia de la otra, la una, el hemisferio dominante, capaz de hablar y racionalizar su entorno, y la otra, el hemisferio no dominante, intuitivo y capaz de unas cuantas cosas, pero no de racionalizar a fondo su existencia, al carecer del lenguaje.

Ésto resulta extraño y contraintuitivo (y evidentemente redunda en la idea del carácter ilusorio del yo consciente, ya que, por ejemplo, no sería verdaderamente único e individual, sólo lo parecería), pero parece que hay alguna certeza sobre ello. Las lesiones parciales del cuerpo calloso desembocan en una serie de complejos síndromes de desconexión del cuerpo calloso, con diferentes posibilidades, por ejemplo, en la lesión de la parte anterior del cuerpo calloso se produce apraxia de la mano izquierda; en la lesión de la parte posterior del cuerpo calloso se produce anomia táctil de la mano izquierda, etc.

¿Qué ocurre si se corta el cuerpo calloso?

En la sección completa del cuerpo calloso, una persona, con una mente consciente subjetiva antes de la sección del cuerpo calloso, con la sección y separación completa de sus dos hemisferios cerebrales parece dar lugar a dos mentes conscientes subjetivas en una sola cabeza, según se concluye a partir de las investigaciones de Sperry. Éso sí, dos mentes conscientes subjetivas pero con algo de perturbación mental, sobre todo en el lado no dominante, el lado en el que se pierde el lenguaje, que da lugar a una mente más confusa que la que conserva la facultad del lenguaje. La sección del cuerpo calloso es una situación excepcional, infrecuente, y como la cabeza sigue siendo una en el caso de la sección del cuerpo calloso, a las personas con este problema se las suele seguir considerando en la práctica, que se sepa, como una sola persona a efectos legales cuando se da esta rara situación, a pesar de que, asombrosamente, tras la sección haya probablemente dos personas confusas dentro de esa cabeza.

¿Hay correlación también entre la mente y las lesiones de los ganglios basales y el cerebelo?

Las lesiones de los ganglios basales son frecuentes, e incluyen el síndrome de Parkinson, entre otros.

Las lesiones localizadas en el cerebelo también son frecuentes y cursan con una lista de alteraciones posibles, como vértigo cerebeloso, ataxia de la marcha, y un largo etcétera. La alteración en ganglios basales, y posiblemente en cerebelo, también afecta al pensamiento; por ejemplo, del mismo modo que las personas con parkinsonismo pueden presentar lentitud para iniciar el movimiento de un miembro, o hipodinamia, también pueden presentar lentitud para iniciar sus pensamientos, algo de lo que algunas personas con parkinsonismo se quejan amargamente, pues ocurre en contra de sus deseos. Toda esta evidencia sobre la correlación entre daño cerebral y mente se refiere a hechos que ocurren en el cerebro y que tienen que ver con la mente, así que es posible concluir que la mente podría ser lo que el cerebro hace con la información abstracta que procesa, y no otra cosa.

Cerebro y evolución

¿Tiene que ver el peculiar cerebro humano con el proceso evolutivo peculiar de la hominización?

Hay un detalle en el que no se piensa a menudo, pero que es interesante: la mente, un continuo ontogenético, depende del cerebro, y el cerebro es un eslabón más en la cadena evolutiva filogenética del sistema nervioso de una generación a otra, y de una especie animal a otra, y por ello también las mentes forman parte de un continuo filogenético. Las características del cerebro humano son propias de la especie humana, y forman parte en particular del proceso de hominización, ese proceso de cambio evolutivo que ha llevado del primate al ser humano, en esta línea evolutiva en particular. La hominización también es un acontecimiento evolutivo más, uno de tantos.

¿Cuántos tipos de seres humanos hay?

Que se sepa, sólo existe en la actualidad una especie animal a la que definir como ser humano. Dicha especie es el Homo sapiens sapiens. Este pequeño detalle es sin embargo notable, ya que se trata de un caso excepcional que convierte al ser humano en una pequeña "joya" desde el punto de vista de la zoología, pues es un caso único en su género. Véase con un ejemplo qué significa esta excepcional soledad del ser humano entre el resto de los animales: así como se puede ser humano, también se puede ser, por ejemplo, felino, como les ocurre a los gatos. Lo que pasa es que hay diversas especies de felinos, de modo que los gatos, por nombrar a unos de ellos, no son los únicos felinos existentes. También están los tigres, los leones, etc. En cambio, sólo una especie animal es humana en la actualidad.

Homo es un género de animales, y lo habitual es que un género animal esté representado por varias especies. Pues bien, el género Homo es de esos géneros animales llamativos por tener una sola especie como representante: Homo sapiens sapiens, el ser humano moderno. En el pasado sí hubo simultáneamente varias especies humanas distintas a la vez sobre la tierra.

¿Cómo se clasifican los animales?

Los grupos animales se clasifican, grosso modo, y yendo en el sentido de las hojas a la raíz del árbol, en raza, especie, género, familia, orden, clase, tipo y reino. Por supuesto que esta clasificación se puede modificar al antojo de cada autor. Lo que interesa es percatarse de la ramificación de la clasificación, como un tronco de un árbol macroscópico con ramas (o una neurona microscópica con dendritas), que refleja el hecho evolutivo: conforme pasa el tiempo, se van añadiendo ramas al árbol (o botones sinápticos a las dendritas), al ir surgiendo animales diferentes a los anteriores con el progreso de la evolución, y con la desaparición de algunas de las ramas previas por selección natural (y en conjunto con un aumento de complejidad).

El hombre pertenece al orden de los primates y a la clase de los mamíferos.

¿Qué es un primate?

Los primates son animales caracterizados, entre otras cosas, aparte de por ser mamíferos, por tener cinco dedos en la mano y pulgar oponible, por poder efectuar la pronosupinacion de la mano, por tener uñas en vez de garras, por ser plantígrados, por poseer visión estereoscópica frontal, por ser euterios, es decir, placentarios, y por tener el rinopalio o corteza olfatoria relativamente menos desarrollada.

Hay dos ramas importantes de mamíferos, los placentarios y los marsupiales. Los placentarios tienen una gestación más prolongada y la osificación de su cráneo empieza más tarde, algo que probablemente hace posible que, si se da el caso, y a diferencia de los marsupiales, el cráneo y su contenido puedan tener relativamente más tamaño a lo largo de la evolución filogenética, y de ahí que especies placentarias y marsupiales convergentes que por coincidencia compitan por un mismo nicho evolucionen hacia el dominio de las placentarias sobre las marsupiales, y de ahí también que sea posible para los placentarios la evolución hacia la hominización, al ser una de sus características peculiares un tamaño del cerebro progresivamente mayor. El orden de los primates probablemente surgió en el pleoceno, durante la era terciaria, hace, tal vez, unos 60 millones de años.

Es probable que los primates evolucionaran a partir de mamíferos insectívoros, con un aspecto parecido al de las actuales musarañas.

¿Cómo se ordenan los primates?

A los zoólogos les parece conveniente dividir al orden de los primates en dos subórdenes: prosimios y simios. El suborden de los prosimios, continuando con esta complicación del ramaje de este árbol evolutivo que lleva hacia los homínidos, se divide en los infraórdenes de los lemuriformes, lorisiformes y tarsiformes.

El suborden de los simios, también llamados antropoideos, se divide en los infraórdenes de platirrinos y catarrinos. Los platirrinos son monos con cola, y están menos evolucionados que los catarrinos. Los monos platirrinos se dividen en tres géneros: tití, cebus y ateles. Los monos catarrinos aparecieron "en escena" hace unos 50 millones de años, probablemente en el eoceno, y se caracterizan por algo curioso: por tener 32 dientes, incluido el ser humano adulto. Los monos catarrinos se clasifican en 4 familias: cercopitecos, hilobátidos, antropomorfos y homínidos.

Los cercopitecos son los únicos catarrinos con cola, aunque en su caso no es prensil.

Los hilobátidos, con 4 especies, son los gibones, menos evolucionados que antropomorfos y homínidos. Los póngidos o antropomorfos se clasifican a veces en la misma familia que los hilobátidos, pues ambos son catarrinos sin cola que no son humanoides.

Los póngidos se dividen en 3 géneros: Pongo, u orangutanes, Pan, o chimpancés, con dos especies, y Gorilla. ¿Qué es un homínido? La familia de los homínidos es la cuarta familia de los catarrinos que falta por mencionar. En la familia de los homínidos se encuentra ya a los seres humanos. Los homínidos se caracterizan por el bipedismo. Hay dos géneros conocidos pertenecientes a la familia de los homínidos: Australopithecus y Homo. De estos dos géneros de homínidos, uno de ellos, el género Australopithecus, ya se ha extinguido.

¿Quiénes eran los Australopithecus?

Los Australopithecus eran seres de aspecto casi humano, aunque posiblemente no eran totalmente humanos. Quizá ni siquiera fueran capaces de hablar, quizá fueran algo así como chimpancés bípedos, tal vez con más inteligencia que los chimpancés, lo que otorgaría a sus tribus un aspecto a medio camino entre una tribu de chimpancés y una tribu de hombres primitivos. Y ésto matizándolo además con el hecho de las varias especies de Australopithecus que ha habido, algunas más evolucionadas que otras.

¿Quiénes son los humanos?

Dentro del género Homo también hay diversas especies conocidas, como es el caso de Homo erectus, o el caso del hombre de Neandertal u Homo sapiens neanderthalensis, ambas especies ya extinguidas en la actualidad, que se sepa.

En principio, en la actualidad sólo hay una especie animal representante del género Homo: Homo sapiens sapiens, el ser humano moderno. Es más, no sólo Homo sapiens sapiens es la única especie animal representante del género Homo, sino que por su parte el género Homo es el único género animal representante de la familia de los homínidos.

El hombre es un simio catarrino de la familia de los homínidos, la única especie viva representante del género Homo, la única especie humana, y además también el único homínido que existe en la actualidad. Así como el hecho de ser un animal felino es una característica achacable a un género animal dado, del mismo modo el hecho de ser un animal humano es una característica achacable a otro género animal dado, el género Homo. De modo que ser humano tal vez quiera decir: pertenencia al género Homo.

¿Es el humano una especie "elegida"?

Es fácil caer en la tentación de intuir que se trata de una especie "elegida" por su singularidad, como si hubiese sido "señalada por el destino", pero lo que se ha comprobado es que durante millones de años han convivido varias especies humanas distintas sobre el planeta, así que la situación actual es llamativa, pero circunstancial, y, si indica algún destino, sería que la familia humana podría estar más abocada a la extinción que otras familias de animales con más diversidad en sus representantes.

¿Cuál es el rasgo humano clave?

¿Cuál sería el rasgo clave que permitiría categorizar aparte al género Homo? En principio podrían ser una serie de rasgos, no uno. No obstante, hay un fenómeno en particular que podría determinar especialmente la característica naturaleza humana: la neotenia, y precisamente la neotenia tras afectar a un antepasado del ser humano probablemente parecido a un antropomorfo. Es posible que el hombre sea simplemente un simio catarrino antropomorfo que se ha vuelto primero homínido (bípedo) y después Homo (humano) como resultado de la manifestación de la neotenia en el curso de su evolución particular a lo largo de las generaciones. En definitiva: el rasgo humano clave podría ser la neotenia asociada al antropomorfismo.

¿Se le había ocurrido ya a alguien lo de la neotenia como rasgo humano?

Tras tener esta idea hice una búsqueda bibliográfica para ver a quién más se le había ocurrido lo mismo y, si era así, cómo lo expresaba. En un libro de Lamotte, Antropología neuroevolutiva, se decía ésto mismo, que el ser humano debía su aspecto a la neotenia. Pero Lamotte a su vez refería habérselo leído a Changeaux en su libro El hombre neuronal, libro que tardé varios años en conseguir. Una vez leído el libro de Changeaux, comprobé que su vez Changeaux refería habérselo leído a Bolk, en un trabajo de 1.926.

Bolk había hecho mención al parecido entre el chimpancé joven y el hombre adulto. De ahí la sospecha de la persistencia de rasgos fetales en el humano adulto. Bolk decía que lo que le pasaba al hombre era como si lo que es una etapa de transición en la ontogénesis de otros primates se hubiera convertido en una etapa final en el hombre, en referencia a los rasgos faciales. Y en cuanto al cráneo, Bolk dijo que el hombre se parece a un feto de chimpancé convertido en adulto, con lo que sería un animal neoténico. En definitiva: el rasgo humano clave podría ser la neotenia asociada al antropomorfismo.

¿Qué es la neotenia?

El fenómeno de la neotenia consiste en manifestar en la edad adulta características infantiles o larvarias (consiste, estrictamente, en alcanzar la madurez sexual durante el estado de larva, como se explica en el libro Elementos de biología, de Planas Mestres, en la página 347). Un ejemplo típico de neotenia se encuentra entre los anfibios que conservan las branquias en la etapa adulta, como ocurre con el anfibio Proteus anguinus. Ocurre algo parecido con el ajolote (Ambystoma mexicanum), por poner otro ejemplo. El fenómeno de la neotenia se observa en grupos diversos de animales, insectos, gusanos equiúridos, etc. No hay que confundir la neotenia con la paidogénesis, que consiste en la capacidad de algunos individuos con caracteres larvarios para reproducirse mediante partenogénesis, como ocurre con algunos dípteros (por cierto, la partenogénesis fue descrita por Aristóteles, parece ser).

¿Cómo se clasifican los seres vivos?

Los seres vivos se clasifican por sus características y por su ubicación a lo largo del árbol evolutivo.

La primera división de la vida se establece entre procariotas, o células primitivas, y eucariotas, o células modernas, éstas con el material genético dentro de un núcleo celular con membrana. Los humanos son eucariotas, las bacterias son procariotas. Según Margulis, las células eucariotas podrían ser un estado simbiótico de células procariotas, pues algunos de los orgánulos dentro de las células eucariotas parecen de hecho células procariotas, como es el caso de las mitocondrias, que incluso tienen en su interior cromosomas sin núcleo.

¿Qué son los cromosomas?

Los cromosomas son organitos intracelulares en los que están empaquetados los genes de la célula, las unidades morfofuncionales hechas de ácidos nucleicos con la información genética.

¿Qué tipos de procariotas y eucariotas hay?

Los procariotas son dos grupos de seres vivos: bacterias y cianofíceas.

Los eucariotas están constituidos por los siguientes 4 grupos de seres vivos: protistas, hongos, metafitas y metazoos.

Los protistas son seres unicelulares, como los procariotas, pero son eucariotas. Los protistas pueden ser animales, los protozoos, o vegetales, las protofitas. Entre los protozoos resultan interesantes los cianoflagelados, pues su estructura es similar a la de unas células, los coanocitos, a las que se hará mención enseguida, por su interés. Las metafitas son las plantas, y los metazoos son los animales formados por muchas células, o animales multi o pluricelulares.

Los metazoos, o animales pluricelulares, se dividen en parazoos, mesozoos y eumetazoos.

¿Qué tienen de interesante los parazoos?

Los parazoos son las esponjas, y se caracterizan por presentar cierta diferenciación celular, cierta especialización de sus células, pero sin formar éstas tejidos.

Los tejidos aparecen en cuanto aparece la lámina basal, una estructura laminar que separa un grupo celular de otro, caracterizando así a cada tejido como el grupo celular separado por una lámina basal. Las esponjas son interesantes pues uno de sus tipos celulares es el coanocito, que al ser tan parecido a los protozoos llamados cianoflagelados, obliga a pensar que los metazoos, de los cuales las esponjas son un primer representante menos evolucionado, o más primitivo, son el resultado, de algún modo, de una asociación entre protistas, procedentes de una misma célula germinal, y más o menos diferenciados entre sí (especializados), unidos en lo que a la larga resulta ser algo así como un "propósito común", una sola vida individual a escala macroscópica, protistas que además tendrían los mismos genes y por tanto procederían de una célula huevo común. ¿Qué tienen de interesante los eumetazoos? Los mesozoos son un estado intermedio entre parazoos y eumetazoos.

Los eumetazoos son metazoos con epitelios, con tejidos celulares. Los eumetazoos crecen a partir de una célula embrionaria, que se divide, multiplica y subespecializa, empezando a formar tejidos. Primero forma capas de células: si el embrión tiene dos capas, los eumetazoos se denominan diblásticos, si tiene tres, triblásticos.

Los eumetazoos diblásticos presentan simetría radial, y son los ctenóforos y los cnidarios. Los cnidarios son los pólipos, las medusas, las anémonas.

Los eumetazoos triblásticos presentan simetría bilateral, excepto los equinodermos (las estrellas de mar).

La importancia de los eumetazoos triblásticos consiste en que, a diferencia de los demás seres, y con la excepción de los equinodermos (por su simetría radial, que lo hace improbable) presentan el fenómeno de la cefalización.

¿Qué es la cefalización?

La cefalización es el desarrollo de un polo cefálico en el cuerpo del animal, por el que se establece una simetría entre sus dos polos o extremos, de modo que uno de ellos se va a especializar en ser la cabeza del animal.

Se trata de una novedad importante a la hora de buscar comida mediante el movimiento autónomo (originalmente, el movimiento era natatorio).

¿Cómo se clasifican los eumetazoos?

Los eumetazoos triblásticos se dividen en acelomados (platelmintos, etc.), seudocelomados (nematelmintos, rotíferos, etc.), y celomados, dependiendo de si tienen, o no, o casi, cavidad celómica.

Los celomados, dependiendo de dónde aparezca un orificio que se llama blastoporo en la fase en la que el huevo se está dividiendo y formando una primera bola de células, se dividen en protostomios y deuterostomios. En los protostomios el blastoporo se sitúa de modo que dé lugar a la boca, y en los deuterostomios dará lugar al ano.

Los protostomios se dividen en anélidos, artrópodos y moluscos. Los artrópodos se dividen en quelicerados (arácnidos, merostomos y picnogónidos) y antenados o mandibulados (crustáceos, miriápodos, insectos).

¿Qué tienen de interesante los moluscos?

Los moluscos son interesantes porque son el primer grupo animal, desde este enfoque evolutivo, en el que los agrupamientos de neuronas en el polo cefálico, los ganglios neuronales cefálicos, se fusionan por primera vez en un órgano al que considerar ya un primer cerebro rudimentario, siendo especialmente notable el hecho en el caso de los cefalópodos, como el conocido caso del pulpo, capaz, por ejemplo, de diseñar soluciones imaginativas para problemas difíciles. El propio cerebro humano es también algo así como un ganglio grande, o un gran agrupamiento de ganglios.

¿Qué tienen de interesante los deuterostomios?

Los deuterostomios son interesantes por ser los animales en los que el sistema nervioso se sitúa en posición dorsal. Los deuterostomios se dividen en equinodermos y cordados.

Los equinodermos, como ya se ha dicho, presentan simetría radial, y son las estrellas, los erizos de mar y las holoturias.

Los cordados se caracterizan por tener en posición dorsal un cordón llamado corda, por tener un tubo nervioso cerca de la corda, y por tener faringe.

Hay cuatro tipos de cordados: cefalocordados (amphioxus), urocordados (ascidia), perennicordados y craneados. Los craneados son los animales con cráneo.

Los craneados se dividen en mixinoides (ciclóstomos, como la lamprea) y vertebrados.

¿Qué tienen de peculiar los vertebrados?

Los vertebrados se caracterizan por poseer tejido óseo, y dividirse en cabeza, tronco y cola. La cabeza es el miembro único (aunque formado por dos mitades simétricas unidas, cerebro incluido) del polo cefálico, unido al cuerpo por el cuello, y compuesto por cráneo y cara.

Los vertebrados son los anamniotas (peces y anfibios) y los amniotas (reptiles, aves y mamíferos).

Los mamíferos incluyen entre otros a los insectívoros, a partir de los cuales evolucionaron los primates, que es lo que entre otras cosas son los humanos, primates. El ser humano tiene más en común con una holoturia, o con un erizo de mar, o con una estrella de mar, a pesar de presentar simetría radial, que con un pulpo, o con una mantis religiosa, con simetría bilateral. ¿Tendrá la neotenia algo que ver con el tamaño cerebral relativamente mayor del hombre? Tal vez el aumento del tamaño relativo del cráneo en el hombre moderno tenga que ver con la tendencia a conservar las proporciones infantiles en el adulto, aumentando tanto el continente como el contenido, sin que el aumento del continente, la hipertrofia (aumento del tamaño de las piezas) y la hiperplasia (aumento del número de piezas) del cerebro, haya supuesto un cambio deletéreo, sino al contrario, una nueva arma con la que enfrentarse al rigor de la selección natural.

Hay que tener en cuenta que la hipertrofia e hiperplasia del cerebro no siempre da lugar a individuos sanos, ni siquiera viables: el aumento del tamaño del cerebro, la megalencefalia, puede ser patológica. De hecho, hay diversos tipos de megalencefalia descritos en patología médica, y todos ellos están categorizados como enfermedad (por casualidad he encontrado recientemente un artículo que hacer referencia precisamente a ésto, y cuya referencia es: Bruner E. et al. Functional craniology and brain evolution: from paleontology to biomedicine. Frontiers in Neuroanatomy 2014; online).

El aumento del volumen ocupado por la caja craneana no ha ido paralelo al aumento del número de neuronas del cerebro, como recuerda Mora en su libro Continuum ¿cómo funciona el cerebro? Las neuronas han aumentado a mayor ritmo que el volumen craneal, de modo que ha sido la aparición de las circunvoluciones cerebrales (más superficie de corteza en el mismo volumen) lo que ha hecho posible la viabilidad del cráneo humano a pesar de haber habido un mayor aumento de neuronas que de capacidad craneal a lo largo de la evolución de la especie.

Cambio de escala y emergencia

¿Qué es medir?

El objetivo de la física (de los físicos) es medir. Medir es averiguar la magnitud del cambio de estado en un sistema, de acuerdo con algún parámetro, tras la interacción de los elementos del sistema. Medir es comparar una cantidad con otra de referencia.

¿Cómo se mide?

Se toman cantidades de referencia suficientemente fijas en cierta escala, de manera arbitraria, como el metro, o el segundo. Dichas cantidades son imperfectas, pero, en la escala en la que son consideradas las cantidades de referencia para una medición dada, el error en la medición por dicha imperfección es despreciable. Por ejemplo: si se dice que una persona es baja a simple vista (a escala macroscópica confinada), en comparación con la estatura media del grupo estimada objetivamente a simple vista, no se estará ajustando o aproximando la medición al milímetro, así que un error de un milímetro sería despreciable en esta medición a simple vista. Ésto quiere decir que si a simple vista se observara que dos individuos miden lo mismo, aunque su estatura difiriese en una décima de milímetro, a simple vista no se daría uno cuenta, ya que a simple vista no se afina hasta la décima de milímetro, de modo que tal error en la determinación de esa igualdad sería despreciable a simple vista en la práctica.

Si su estatura difiriese en una millonésima de milímetro el error sería más despreciable aun en esta medición a simple vista. Por tanto, al medir es importante la escala de medición, pues en función de la escala varía la resolución del sistema de medida (el mayor o menor grado de visión microscópica o macroscópica que se alcance) y de ahí el resultado obtenido (y por tanto la posible interpretación de lo que se observa: si no se ve algo no se puede percibir, y si se ve borroso se percibirá borroso, por ejemplo, se percibirá un todo, y no partes, rojez, y no neuronas, yo consciente, y no potenciales de acción).

¿Qué es una escala?

Un objeto es lo que un observador determina como objeto. Determinar es ubicar algo en el espaciotiempo, o sea, otorgar unas magnitudes definidas a un fenómeno dentro de unos parámetros físicos dados. La magnitud es el nivel alcanzado en una escala.

El parámetro es el tipo de sistema usado como soporte para la unidad (por ejemplo, un parámetro es el espacio, y una unidad el metro).

La escala es el sistema de medida, una cantidad de un fenómeno físico dado, dividida en una escala, una escalera, un número de peldaños o partes iguales, siendo cada parte la unidad.

La unidad es una cantidad dada (fija y elemental en una escala dada), que se toma como referencia para medir un fenómeno compatible con dicha escala de medición, por ejemplo, la distancia en centímetros entre dos puntos es compatible con la longitud de una cinta métrica dividida en centímetros, así que una cinta métrica sirve para medir dicha distancia.

La magnitud es el número de unidades que el fenómeno alcanza en la escala. ¿Es importante la escala empleada en una medición? Según Niels Bohr, los sistemas macroscópicos no pueden considerarse de igual modo que los microscópicos. La escala de medida es importante en un proceso de medición, en el resultado de la medición, pues el resultado cambia según la escala usada. Por ejemplo, si se pasa de un punto de vista microscópico (imperceptible a simple vista por su pequeñez relativa) a uno macroscópico (perceptible a simple vista por su tamaño compatible con la vista) se producirá un cambio en la percepción (interpretación) de la realidad, se contemplará una realidad distinta, aun siendo la misma. De cerca, un avión a reacción parecerá que vuela deprisa, de lejos, el mismo avión, a la misma velocidad, parecerá que vuela despacio.

Así mismo, es importante, cuando se produce, el confinamiento de dicho proceso de percepción en una escala dada. Por ejemplo, si uno observa de cerca (a pequeña escala) una pantalla con pixels, sólo verá pixels, pero si cambia a una escala mayor, por ejemplo, si uno se aleja de la pantalla para contemplar de lejos y como un todo un número suficiente de pixels, podrá pasar de percibir pixels a percibir una figura representada por esa masa organizada de pixels, como pudiera ser la imagen de un rostro. Y si uno se confina en esa escala mayor, si deja de ser posible percibir pixels individuales por falta de resolución visual al estar demasiado lejos, percibirá ya solo el rostro (a pesar de que lo que uno está viendo son pixels, de hecho), quedando en ese momento fuera de la percepción (de la medición a escala macroscópica) los pixels individuales (que incluso parecerá que no están ahí).

¿Qué ocurre al cambiar de escala?

Con el cambio de escala un rostro recreado por unos pixels suficientemente complejos en cuanto a cantidad de pixels y organización u ordenación (estructura interna o forma en que se sitúan unos respecto de otros, o forma en que interaccionan) parecerá que "emerge" en la pantalla.

¿Tienen que ver la escala de medición y la resolución del sistema que mide?

Aunque a simple vista el pensamiento da la impresión de ser instantáneo, en realidad no lo es, lleva un tiempo pensar (a simple vista quiere decir a escala macroscópica confinada; confinada quiere decir que a simple vista no se puede percibir lo microscópico, por ejemplo, a simple vista uno percibe el agua como una masa de agua continua, no como lo que es, una multiplicidad de moléculas de H2O discontinuas entre sí). A simple vista se discrimina hasta las décimas de segundo (aproximadamente), mientras que los nervios que llevan a cabo esa operación, para conducir impulsos a lo largo de los axones (y también a lo largo y ancho de somas y dendritas, se sobreentiende) deben protagonizar acontecimientos fisiológicos encuadrados en el rango de las milésimas de segundo (milisegundos o ms) para ser efectivos (son detectables como tales en esa escala).

Por dicha rapidez de los fenómenos microscópicos, que ocurren en la escala de los milisegundos, no son discriminables a simple vista (a escala macroscópica confinada), por la falta de resolución a dicha escala macroscópica. En la escala macroscópica la percepción consciente queda atrapada o confinada, mediante ese cambio de escala que incluye el confinamiento en dicha escala, de tal manera que sólo se percibe lo macroscópico, no lo microscópico. Por el cambio de escala y el confinamiento se pasa de detectar acontecimientos medibles en el rango de los milisegundos a detectar acontecimientos perceptibles o medibles mediante la percepción sólo en el rango de las décimas de segundo (más o menos), por lo que su detección objetiva sólo es posible o queda confinada en dicho rango a simple vista.

Además, este confinamiento supone que la percepción no parezca actividad neural desde un punto de vista macroscópico, sino percepción, y como la actividad neural no se percibe como tal, la percepción subjetiva es patente con el aspecto de un fenómeno emergente, el de un yo consciente, por ejemplo, o en forma de la percepción de agua, no de moléculas de agua, o en forma de la percepción de una bola de billar roja, no de las partes que la componen (brillo, color, forma, movimiento, etc.), o en forma de bola de billar roja, no de las neuronas correlativas que la recrean, todo ésto dependiendo del punto de vista desde el que se quiera considerar la cuestión.

¿Son detectables en una misma escala la secreción de una molécula de neurotransmisor y la descarga de un potencial de acción?

Con cada potencial de acción se secretan a la hendidura sináptica numerosas moléculas de neurotransmisor. Pero la descarga de neurotransmisor ocurre en la escala de las millonésimas de segundo. Una molécula de neurotransmisor puede variar su trayectoria tal vez unos cien millones de veces por segundo en la hendidura sináptica, si es correcta la comprensión del movimiento browniano (movimiento de partículas microscópicas en un fluido explicada por la interacción molecular) por parte de Guyton, que si no recuerdo mal es quien aporta esta cifra (en su Tratado de Fisiología médica). En cambio, el potencial de acción se verifica, a efectos de su detectabilidad, es decir, de su efectividad o patencia como ente real a determinada escala, en milésimas de segundo.

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