Blog

Rastrear la conciencia hasta las células

Rastrear la conciencia hasta las celulas

¿Dónde está la conciencia en el cerebro? Esta pregunta ha atormentado durante mucho tiempo a científicos, médicos y filósofos. El trabajo reciente plantea una posibilidad emocionante: es posible que podamos rastrear las capacidades más complejas del cerebro, hasta la célula.

La corteza cerebral consta de millones de células especializadas que procesan toda la información entrante y producen resultados conductuales: neuronas piramidales. Pero, ¿cómo nos hacen conscientes estas células de lo que estamos pasando? Curiosamente, las teorías recientes proponen que incluso una sola neurona piramidal puede condensar características clave de la percepción consciente. Estas características se refieren a la capacidad de contextualizar nuestras percepciones. Esto nos permite elegir el comportamiento correcto. El trabajo reciente de mis colegas y yo utiliza modelos matemáticos de células cerebrales para explorar cómo sucede esto.

enorme piramide

Hace unos 150 años, el anatomista ucraniano Betz fue el primero en vislumbrar los tipos de células más visibles en el cerebro. Los llamó «pirámides gigantes» debido a sus siluetas afiladas. Desde entonces, la forma de las neuronas piramidales se ha dado a conocer por su complejidad. Así como una casa tiene varias habitaciones, estas neuronas también tienen varios compartimentos espaciales: terminales de entrada – dendritas – un cuerpo y una terminal de salida – axones. Las dendritas son donde las neuronas reciben información entrante, pero esa información puede venir en forma de susurros o gritos fuertes. Si la entrada es débil, no tiene mucho efecto sobre la actividad de la neurona. Pero si la entrada es lo suficientemente fuerte, la neurona produce una respuesta de salida. Un estado de percepción consciente ocurre cuando las neuronas responden fuertemente a un estímulo percibido.

LEER  6 señales de que tu matrimonio debe cambiar

Pero resulta que la historia no es tan simple. Por un lado, las neuronas piramidales tienen entradas sensoriales preferidas. Un grupo de neuronas puede tener preferencia por una determinada palabra, otro por una ubicación específica en la pantalla de una computadora, otro por la cara de un ser querido. Las neuronas en la misma pandilla impulsan la actividad de las demás. Al mismo tiempo, reprimieron a otras bandas con diferentes preferencias. La entrada del grupo preferido está cerca del cuerpo de la neurona asociada: la entrada tiene una ruta directa para activar la neurona. Entonces, ¿para qué sirve el resto del área de entrada?

poner las cosas en contexto

Hasta ahora, hemos considerado la capacidad de las neuronas piramidales para integrar palabras específicas, puntos espaciales o rostros. En general, una neurona se disparará cuando esté presente su estímulo preferido. Sin embargo, a veces permanece en silencio. La razón es que las neuronas piramidales también son sensibles al entorno en el que se produce la información. Por ejemplo, cuando oímos sonar el teléfono, rápidamente abrimos una bolsa y tomamos el dispositivo… o simplemente continuamos como si nada. ¿la diferencia? ¿El teléfono que suena es nuestro o de nuestro vecino? Incluso si los tonos de llamada son los mismos, los tratamos de manera diferente. Aquí es donde la información contextual juega un papel clave. Durante mucho tiempo se ha reconocido que el cerebro tiene una capacidad asombrosa para integrar diversa información contextual: nuestras necesidades físicas (tengo hambre), necesidades externas (tengo que llegar a tiempo al trabajo), estado actual (el tren llega tarde hoy), predicciones sobre el futuro (mi jefe se enfadará si llego tarde), y luego produzca un resultado (hoy no tengo tiempo para desayunar, voy camino al trabajo por un café). Sorprendentemente, este complejo proceso puede incluso tener lugar a nivel de neuronas individuales.

La información contextual llega al otro extremo del área de entrada de la neurona. A partir de ahí, esta información puede modular cómo responde la neurona a sus estímulos preferidos, es decir, los estímulos que están cerca de su cuerpo. Esta separación espacial de la información dentro de las neuronas ha intrigado a los neurocientíficos. Una consecuencia es que no todo lo que podría ser procesado será realmente procesado. De hecho, muchos experimentos a lo largo de los años han demostrado que solo una fracción de lo que realmente percibimos alcanza un estado de percepción consciente. Esto tiene muchos beneficios, porque ser absolutamente consciente de cada estímulo que nos rodea es extremadamente costoso en términos de energía y tiempo. La clave es centrarse solo en lo que es relevante: esto ya se calcula a nivel de las neuronas individuales.

sonido en el cerebro

Esto se vuelve aún más interesante si el sistema es pirateado. Cierto contenido sensorial puede ser intensamente procesado por las neuronas y entrar en la conciencia, pero en realidad no proviene de nuestros sentidos. Esto es lo que sucede cuando soñamos. Además, ciertos trastornos psiquiátricos están asociados con lo que los neuropsicólogos denominan estados alterados de conciencia, como las alucinaciones patológicas. Los sonidos auditivos son muy reales para el paciente, pero en realidad no son de donde parecen provenir. Comprender cómo se seleccionan las entradas a nivel de neurona individual es el primer paso para comprender cómo ocurren estas anomalías. Pero si el sistema es tan complejo, ¿cómo lo estudiamos?

¿Cómo pueden las matemáticas y las computadoras ayudarnos a comprender el cerebro?

En un artículo reciente, exploramos cómo interactúan diferentes entradas y moduladores a nivel neuronal para determinar si una neurona se activa. Construimos modelos matemáticos que representan la biofísica de las neuronas piramidales. Luego investigamos las propiedades del modelo con herramientas computacionales. Hacemos esto al incluir diferentes parámetros que representan diferentes factores, y luego examinamos cómo afectan la capacidad de activación de la neurona. Estos factores incluyen, por ejemplo, la composición celular específica de la neurona, las sustancias que llegan a la neurona (neuroduladores) o la ubicación de la estimulación. Nuestro modelo es capaz de reproducir algunos resultados experimentales. Además, muestran que una combinación de muchos factores produce una amplia gama de posibles escenarios en los que las neuronas tienen diferentes sensibilidades a los estímulos entrantes. Si bien estos aún se encuentran en las primeras etapas, abre la emocionante posibilidad de que en el futuro podamos simular todos los diferentes estados de conciencia que el cerebro humano puede atravesar. Esperamos poder aprender más sobre cómo el cerebro es un órgano tan flexible y por qué procesa la información de manera diferente en el contexto de la enfermedad mental.

LEER  Cambiar compañero A, B, C

Publicaciones relacionadas

Deja una respuesta

Tu dirección de correo electrónico no será publicada. Los campos obligatorios están marcados con *

Botón volver arriba