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Charla «Un retrato neuronal de la mente humana» de TED2014 en español.
La pionera en imágenes cerebrales Nancy Kanwisher, que usa la IRMf para ver la actividad en las regiones del cerebro (a veces del suyo), nos comparte lo que ella y sus colegas han aprendido. El cerebro está hecho tanto de componentes especializados como de una maquinaria de uso general. Otra sorpresa: aún queda mucho por aprender.
- Autor/a de la charla: Nancy Kanwisher
- Fecha de grabación: 2014-03-14
- Fecha de publicación: 2014-10-02
- Duración de «Un retrato neuronal de la mente humana»: 1060 segundos
Traducción de «Un retrato neuronal de la mente humana» en español.
Hoy quiero hablar de un proyecto que se está llevando a cabo por científicos de todo el mundo para crear un retrato neuronal de la mente humana.
Y la idea central de este trabajo es que la mente humana y el cerebro no es solo un procesador con propósito general, sino es una colección de componentes de alta especialización y cada uno soluciona un problema específico diferente, pero que, sin embargo, en su conjunto constituyen lo que somos como seres humanos y pensadores.
Para ilustrar esta idea, imaginen la siguiente situación: Vas al jardín infantil de tu hijo.
Como de costumbre, hay una docena de niños allí esperando que los recojan, pero esta vez, las caras de los niños se ven extrañamente similares, y no puedes decidir qué niño es el tuyo.
¿Necesitas lentes nuevos?
¿Estás volviéndote loca?
Haces una verificación mental rápida.
No, parece que estás pensando con claridad, y tu visión es perfectamente nítida.
Y todo parece normal excepto las caras de los niños.
Puedes ver las caras, pero no se ven distintas, y ninguna de ellas parece familiar, y es solo mediante una cinta naranja en el pelo que encuentras a tu hija.
Esta pérdida repentina de la capacidad de reconocer las caras realmente le sucede a la gente.
Se llama prosopagnosia, y es el resultado del daño de una parte particular del cerebro.
Lo más llamativo es que solo afecta el reconocimiento de la cara todo lo demás está bien.
La prosopagnosia es uno de los muchos déficits mentales sorprendentemente específicos que pueden ocurrir después de daño cerebral.
Estos síndromes colectivamente han sugerido durante mucho tiempo que la mente está repartida en distintos componentes, pero el esfuerzo para descubrir esos componentes ha ido a mucha mayor velocidad con la invención de la tecnología de imágenes cerebrales, especialmente la imagen por resonancia magnética (IRM).
El IRM permite ver la anatomía interna en alta resolución, voy a mostrarles un conjunto de IRMs de cortes transversales de un objeto familiar, iremos a través de ellos e intentarán averiguar qué objeto es.
Empezamos.
No es tan fácil.
Es una alcachofa.
Bueno, probemos con otra, empezando en la parte inferior hasta la parte superior.
¡Brócoli! ¡Es una cabeza de brócoli.
¿No es hermoso?
Me encanta.
Bueno, aquí hay otra.
Es un cerebro, por supuesto.
De hecho, es mi cerebro.
Estamos pasando rebanadas de mi cabeza.
Esa es mi nariz a la derecha, y ahora vamos por aquí, aquí mismo.
Esta imagen es bonita, si me permiten decirlo, pero solo muestra la anatomía.
El avance realmente genial con imágenes funcionales ocurrió al descubrir cómo hacer imágenes que no solo muestren la anatomía sino la actividad, es decir, cuándo se activan las neuronas.
Así es cómo funciona.
El cerebro es como los músculos.
Cuando se activan, aumentan el flujo sanguíneo para realizar la actividad, y por suerte, el control del flujo de sangre al cerebro es local, por lo que si un grupo de neuronas, por ejemplo, aquí, se activa y empieza a trabajar, entonces aumenta el flujo de sangre justo allí.
El IRM funcional registra ese aumento del flujo sanguíneo, que produce una mayor respuesta del IRM donde la actividad neuronal aumenta.
Para darles una idea concreta de cómo es un experimento IRM funcional y lo qué se puede aprender de él y lo que no se puede, permítanme describir uno de los primeros estudios que hice.
Queríamos saber si había una parte especial del cerebro para reconocer caras, y ya había razones para pensar que puede haber tal cosa por este fenómeno de prosopagnosia que describí hace un momento, pero nadie había visto nunca esa parte del cerebro en una persona normal, así que nos pusimos a buscarla.
Yo fue el primer sujeto.
Entré en el escáner, me tumbé boca arriba, mantuve la cabeza tan quieta como pude mientras miraba imágenes de rostros como estos y objetos como estos y rostros y objetos por horas.
Así que como alguien que está muy cerca del récord del mundo del mayor total de horas dentro de un escáner de IRM, puedo decir que una de las habilidades más importantes para la investigación de IRM es el control de la vejiga.
(Risas)
Cuando salí del escáner, hice un análisis rápido de los datos, buscando cualquier parte de mi cerebro que hubiera producido una mayor respuesta al mirar las caras que al mirar los objetos, y esto es lo que vi.
Esta imagen se ve horrible para los estándares actuales, pero en ese momento pensé que era hermosa.
Lo que muestra es que la región justo ahí, esa pequeña burbuja, que es cerca del tamaño de una aceituna y está en la base de la superficie de mi cerebro como a dos cm de aquí.
Y lo que esa parte de mi cerebro está haciendo es producir una mayor respuesta de IRM, es decir, una mayor actividad neuronal, al mirar las caras que al mirar los objetos.
Es bastante impresionante, pero
¿cómo sabemos que esto no es una casualidad?
Bueno, la forma más fácil es simplemente hacer el experimento de nuevo.
Así que volví en el escáner, Miré más caras y miré más objetos y obtuve una mancha parecida, y luego lo hice otra vez y lo hice de nuevo y una y otra vez, y entonces decidí creer que era correcto.
Pero aún así, tal vez esto es algo raro en mi cerebro y nadie más tiene una de estas cosas allí, así que para saberlo, escaneamos a muchas otras personas y encontramos que casi todo el mundo tiene esa pequeña región para el reconocimiento de rostros.
en un lugar similar del cerebro.
Así que la siguiente pregunta fue,
¿qué hace esto realmente?
¿Es realmente especializada o solo es para el reconocimiento facial?
Bueno, quizá no,
¿verdad?
Tal vez no solo responde a las caras sino a cualquier parte del cuerpo.
Tal vez responde a algo humano o cualquier ser viva o a cualquier cosa redonda.
La única forma de estar realmente seguros de que esa región está especializada en el reconocimiento facial es descartar todas esas hipótesis.
Así que pasamos la mayor parte de los siguientes dos años escaneando a personas mientras veían muchos tipos diferentes de imágenes, y demostramos que esa parte del cerebro responde de manera sensible al mirar cualquiera de las imágenes que sean caras de algún tipo, y responde mucho menos fuerte a cualquier imagen que no sea una cara, como algunas de estas.
Así que
¿finalmente resolvimos el caso de que esta región es necesaria para el reconocimiento facial?
No, no lo hemos hecho.
Las imágenes cerebrales no pueden decir si una región es necesaria para nada.
Todo lo que se puede obtener son regiones que se encienden y se apagan conforme la gente piensa pensamientos diferentes.
Para saber si es necesaria una parte para una función mental, necesitamos jugar con ella y ver qué pasa, y normalmente no hacemos hacer eso.
Pero una gran oportunidad surgió hace muy poco, cuando un par de colegas míos examinaban a este hombre con epilepsia y que se muestra aquí en su cama de hospital con unos electrodos en la superficie de su cerebro para identificar la fuente de sus convulsiones.
Así que resultó que por casualidad que dos de los electrodos estaban arriba del área de los rostros.
Así que, con el consentimiento del paciente, los médicos le preguntaron qué pasó cuando estimularon eléctricamente esa parte de su cerebro.
El paciente no sabe dónde están los electrodos, y nunca ha oído hablar de la zona de rostros.
Así que vamos a ver qué pasa.
Se comienza con una condición de control que dice «SHAM» casi invisible en rojo en la parte inferior izquierda, cuando no hay corriente, y oirán al neurólogo hablarle al paciente en primer lugar.
Veamos.
Neurólogo: Está bien, basta con ver mi cara y dime qué sucede al hacer esto.
¿De acuerdo?
Paciente: Bueno.
Neurólogo: Uno, dos, tres.
Paciente: Nada.
Neurólogo:
¿Nada?
Bueno.
Voy a hacerlo una vez más.
Mira mi cara.
Uno, dos, tres.
Paciente: Ud.
acaba de convertirse en alguien más.
Su cara se transformó.
Su nariz se aflojó, se fue a la izquierda.
Casi se veía como alguien que había visto antes, pero alguien diferente.
Ese fue un viaje.
(Risas)
Nancy Kanwisher: Este experimento…
(Aplausos)
Este experimento, finalmente, cerró el caso, esta región del cerebro no solo responde selectivamente a las caras sino que está implicada causalmente en la percepción de los rostros.
Así que revisé estos detalles sobre la región de los rostros para demostrar realmente que una parte del cerebro está implicada selectivamente en un proceso mental específico.
A continuación, iré más rápidamente por algunas de las otras regiones especializadas del cerebro que nosotros y otros han encontrado.
Para hacer esto, he pasado mucho tiempo en el escáner en el último mes para mostrar estas cosas en mi cerebro.
Así que empezamos.
Aquí está mi hemisferio derecho.
Están viendo mi cerebro de este lado.
Con la cabeza de esta manera.
Imagínenlo sin el cráneo y se ve la superficie del cerebro así.
Como pueden ver, la superficie del cerebro está toda plegada.
Esto no es bueno.
Algo podría ocultarse allí.
Queremos ver todo, así que vamos a inflarlo para poder ver todo.
Vemos el área de los rostros del que he estado hablando que responde a las imágenes como éstas.
Para ver esto, giramos el cerebro y vemos en la base de la superficie interior y ahí está, esa es mi área de los rostros.
Justo a la derecha hay otra región que se muestra en color morado que responde al procesar la información de color, y cerca de esas regiones hay otras regiones que están implicadas en la percepción de lugares, como ahora mismo, estoy viendo este espacio a mi alrededor y estas regiones en verde justo allí están realmente activas.
Hay otra en la superficie exterior donde hay un par de regiones del rostro también.
También en esta área hay una región que está involucrada de forma selectiva en el procesamiento del movimiento visual, como estos puntos móviles.
y es el amarillo en la parte inferior del cerebro, y cerca hay una región que responde si nos fijamos en imágenes de cuerpos y partes del cuerpo como éstas y se muestra en verde lima en la parte inferior del cerebro.
Todas estas regiones están implicadas en aspectos específicos de la percepción visual.
¿Nos hemos especializado regiones del cerebro para otros sentidos, como el oído?
Sí, lo hemos hecho.
Así que si giramos el cerebro un poco, aquí hay una región en azul oscuro que reportamos hace apenas un par de meses, y esta región responde fuertemente al oír los sonidos con tono, como estos.
(Sirenas) (Música de Cello) (Timbre) En contraste, la misma región no responde fuertemente al escuchar sonidos perfectamente conocidos que no tienen un tono claro, como estos.
(Mordiscos) (Redoble de tambores) (Cisternas de los inodoros ) Bueno.
Junto esta zona hay otras regiones que son selectivamente sensibles al escuchar los sonidos del habla.
Veamos estas mismas regiones en mi hemisferio izquierdo; hay una disposición similar, no idéntica, pero similar, y la mayoría de las mismas regiones están aquí, aunque a veces diferentes en tamaño.
Ahora, todo lo que he mostrado hasta ahora son regiones involucradas en diferentes aspectos de la percepción, visual y auditiva.
¿Hay regiones del cerebro especializadas para procesos mentales sofisticados y complicados?
Sí, sí hay.
Así que aquí en rosa son mis regiones lingüísticas.
Se conoce desde hace mucho tiempo que esa área general del cerebro está implicada en el procesamiento del lenguaje, pero hemos demostrado recientemente que estas regiones de color rosa responden de manera extremadamente selectiva.
Responden cuando se entiende el significado de una oración, pero no cuando se hacen otras cosas mentales complejas, como el cálculo mental o almacenar información en la memoria o apreciar una estructura compleja en una pieza musical.
La región más increíble que se ha encontrado es esta de aquí en turquesa.
Esta región responde cuando se piensa en lo que otra persona está pensando.
Esto puede parecer una locura, pero en realidad, los humanos hacemos esto todo el tiempo.
Están haciendo esto al darse cuenta que su pareja se va a preocupar si no la llama para decirle que se les hizo tarde.
Estoy haciendo esto con esa región de mi cerebro en este momento cuando me doy cuenta que Uds.
probablemente se están preguntando sobre todo ese territorio gris, desconocido en el cerebro, y qué hay con eso.
Bueno, también me lo pregunto y estamos haciendo muchos experimentos en el laboratorio para tratar de encontrar otros posibles especializaciones en el cerebro para otras funciones mentales muy específicas.
Pero lo más importante, no creo que tengamos especializaciones en el cerebro para cada función mental importante, incluso las funciones que puedan ser críticas para la supervivencia.
De hecho, hace unos años, había un científico en mi laboratorio que estaba convencido de que había encontrado una región para detectar alimentos, y respondía muy fuerte en el escáner cuando la gente veía imágenes como ésta.
Y aún más, encontró una respuesta similar en más o menos la misma ubicación en 10 de 12 sujetos.
Estaba emocionado y corría alrededor del laboratorio diciéndole a todos que iba a ir a Oprah con su gran descubrimiento.
Pero entonces ideó la prueba crítica: Mostró a los sujetos imágenes de comida como éstas y las comparó con imágenes muy similares en color y forma, pero que no eran alimentos, como éstas.
Y su región respondió igual a ambos conjuntos de imágenes.
No era una zona de alimentos, era solo una región que le gustan los colores y formas.
Hasta ahí con Oprah.
Pero entonces la pregunta es, por supuesto,
¿cómo procesamos todas estas otras cosas para las que no tenemos regiones especializadas del cerebro?
Creo que la respuesta es que, además de estos componentes altamente especializados que he estado describiendo, también hay una gran cantidad de maquinaria de uso muy general que nos permite hacer frente a cualquier problema que se presente.
De hecho, hemos demostrado recientemente que estas regiones aquí en blanco responden cada vez que se hace cualquier tarea mental difícil al menos de las 7 que hemos probado.
Cada una de las regiones del cerebro que he descrito el día de hoy está presente en aproximadamente la misma ubicación en cada sujeto normal.
Podría escoger a cualquiera de Uds., meterlo en el escáner, y encontrar cada una de esas regiones en su cerebro, y se vería como mi cerebro, Aunque las regiones serían ligeramente diferentes en su ubicación exacta y en su tamaño.
Lo importante para mí acerca de este trabajo no son los lugares particulares de estas regiones del cerebro, sino el simple hecho de que tenemos componentes selectivos y específicos de la mente y el cerebro en primer lugar.
Digo, podría haber sido de otra manera.
El cerebro podría haber sido un solo, procesador de propósito general, más como un cuchillo de cocina que una navaja suiza.
En su lugar, lo que las imágenes cerebrales han mostrado es esta imagen rica e interesante de la mente humana.
Así que tenemos esta imagen de una máquina de propósito general en nuestras cabezas además de esta matriz sorprendente de componentes muy especializado.
Es pronto en esta empresa.
Hemos pintado solo las primeras pinceladas en nuestro retrato neuronal de la mente humana.
Las preguntas fundamentales siguen sin respuesta.
Por ejemplo,
¿qué hacen cada una de estas regiones exactamente?
¿Por qué necesitamos tres áreas del rostro y tres áreas de lugar, y cómo dividen el trabajo entre ellos?
En segundo lugar,
¿cómo se conectan todas ellas en el cerebro?
Con la difusión de imágenes, se puede rastrear haces de neuronas que se conectan a diferentes partes del cerebro, y con este método que se muestra aquí, se puede rastrear las conexiones de las neuronas individuales en el cerebro, potencialmente algún día nos dará un diagrama del cableado de todo el cerebro humano.
En tercer lugar,
¿cómo se contruye toda esta estructura sistemática, tanto en el desarrollo en la infancia como en la evolución de nuestra especie?
Para hacer frente a ese tipo de preguntas, los científicos están explorando otras especies de animales, y también están escaneando a los bebés humanos.
Muchas personas justifican el alto costo de la investigación en neurociencias señalando que puede ayudarnos algún día para tratar trastornos cerebrales como el Alzheimer y el autismo.
Ese es un objetivo muy importante, y estaría encantada si alguno de mis trabajos contribuyera a ello, pero arreglar las cosas descompuestas en el mundo no es por lo único que vale la pena hacerlo.
El esfuerzo por entender la mente humana y el cerebro vale la pena incluso si nunca llevara al tratamiento de una sola enfermedad.
¿Qué podría ser más emocionante que entender los mecanismos fundamentales que subyacen en la experiencia humana, entender, en esencia, lo que somos?
Esta es, creo, la mayor búsqueda científica de todos los tiempos.
(Aplausos)
https://www.ted.com/talks/nancy_kanwisher_a_neural_portrait_of_the_human_mind/