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 ¿CÓMO FUNCIONA EL CEREBRO?

María GudínNeuróloga

1. ¿CÓMO FUNCIONA EL CEREBRO?

El cerebro está de moda y da la impresión que el hombre se ha deslumbradoante los conocimientos neuroanatómicos, y bioquímicos que rigen los procesosmentales que han sido descubiertos en el último siglo.

Numerosos textos de actualidad se refieren al cerebro como la base deconocimientos, de comportamientos conductuales, y de la estructurapsicológica humana. El cerebro ha pasado, de ser una caja negra en la queentraban determinados datos sensoriales para salir transformados en hechosconductuales, a ser un sustrato propio del conocimiento científico y la base dela función mental. Nos hemos alejado de los modelos estrictos de conducta(psicoanálisis, conductismo) para adentrarnos en el estudio de la funcióncerebral como base de esa conducta. Y, en la actualidad las neurociencias dela conducta sostienen que los procesos mentales, emocionales y decomportamiento nacen de la actividad neuronal.

¿Es posible reducir la actividad del hombre al resultado de conexionesneuronales?

Nos situamos ante la incógnita del hombre, que es la incógnita de un ser quecon su inteligencia es capaz de transformar el medio en el que vive,modificándolo, de un ser hábil para la creación artística, y que penetra en lanaturaleza descubriendo sus leyes.

El porqué del hombre es el objeto de la filosofía. Durante años se haintentado dar una explicación al ser humano, esa explicación es objeto de lafilosofía, que estudia los porqués de lo real. La ciencia en cambio se preguntapor el cómo de ese mismo ser humano. Sin embargo, el cómo ha resultado sertan complejo y apasionante, que nos ha alejado del porqué. Ha llegado un

momento en el que la gran cantidad de árboles (datos científicos) no nos hadejado contemplar el bosque (la propia realidad humana). Así, losdescubrimientos del último siglo han llevado a científicos como Cajal haexpresar asertos como el siguiente:

"La época de la filosofía dogmática ha pasado. O mucho meequivoco o la filosofía del porvenir se reducirá a una síntesisluminosa de las magnas teorías científicas..."

Es cierto que los filósofos necesitan conocimientos de la ciencia, y enparticular de neurología, pero la filosofía no puede reducirse a la ciencia. Como

veremos más adelante, la neurología no puede explicar la compleja realidad

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humana, de hecho cuánto más estudiamos el funcionamiento cerebral,comprendemos que existe algo que se nos escapa.

La visión cientifista del hombre, y del mundo reduce todo a la materia, sinembargo cuanto más estudiamos la anatomía y la fisiología del cuerpo

humano, llegamos a puntos dónde comienza lo inexplicable, el problema queplantea un ser capaz de regir su propio destino, un ser que es capaz deconocerse a sí mismo, es, en definitiva, el problema de la conciencia humana.

2.- HISTORIA DE LAS FUNCIONES CEREBRALES

  Dentro de la cultura griega, Pitágoras (580-489 a.C.), fue aparentemente elprimero en describir el cerebro humano como un órgano central quecontrola las actividades superiores, y localiza el alma en el cerebro.

Poseidonius que vivió en Bizancio en el siglo IV antes deJC, tuvo algunas

ideas sobre la función del cerebro. Creyó que la imaginación se localizabaen su zona anterior, la razón en la zona media y la memoria en su parteposterior. Alcmeón considera que el cerebro es el asiento de los sentidos yel centro de la inteligencia.

Para Hipócrates (460-377 a.C), el cerebro es el órgano más perfecto delcuerpo, asiento de placeres y penas, mensajero del conocimiento y delmovimiento. Describe los síntomas contralaterales en los traumatismos yrecomienda la trepanación en diversas situaciones: traumatismo craneal,epilepsia, cefaleas...

Después de Hipócrates el centro del saber pasó a Alejandría. destacanCelso y Galeno. Galeno (130-200 d.C.) refiere:

"El cerebro es el centro del movimiento y las sensaciones, el cuerpo esel instrumento del alma", reconoce la existencia del líquidocefalorraquídeo, describe el cerebro como un  órgano bañado en estelíquido y encerrado en la cavidad craneana.

  Durante la Edad Media se detiene el conocimiento médico al no realizarse

disecciones humanas.

  En el Renacimiento  los trabajos de Vesalio reinician las diseccioneshumanas, y se comienza a estudiar de nuevo el cerebro. Posteriormente,Descartes define que la conexión entre cuerpo y espíritu se sitúa a nivel dela glándula pineal. Thomas Willis afirma que el cerebro controlamovimientos voluntarios y sensaciones y el cerebelo los movimientosinvoluntarios de corazón y pulmón.

  En el siglo XIX, se estudia la relación entre cerebro y conducta con elneurólogo, cirujano y antropólogo Paul Broca. En estudios de pacientes que

habían perdido el habla, Broca encontró que:

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"Una lesión de la tercera circunvolución frontal izquierda,da lugar a la pérdida de la facultad del lenguaje".

En ese momento la idea despertó un gran entusiasmo, quizá impulsadapor la competencia con los populares frenologistas, que llevó a los neurólogosa postular "centros" cerebrales que pudieran ser independientemente

responsables de habilidades mentales particulares (tales como memoria,lenguaje y música).

Sin embargo, otros médicos, entre los que se incluye Sigmund Freud en susaños iniciales como neurólogo, observaron que lesiones en distintas áreascerebrales, totalmente distintas del área de Broca, podían producir trastornosdel lenguaje. Se produce un retroceso contra la localización, y se llega aconcluir que había poca organización intrínseca cerebral y que distintas áreasencefálicas eran equipotentes e intercambiables entre sí en términos de lasfunciones cognitivas que desempeñaban.

  En los años 30  de este siglo Penfield yJaspers en Montreal, estudiandopacientes epilépticos tratados con cirugía, determinan áreas en las queestán representados los distintos músculos del organismo y también losmovimientos que estos pueden realizar, describen así mismo área yregiones sensitivas en el cerebro. Describen el célebre homúnculo dePenfield.

  Durante los años 60  el desarrollo de métodos de trazado de las víasnerviosas permitió a los neurocientíficos estudiar las intrincadas conexionesentre las diferentes áreas del cerebro en animales. Igualmente importantesfueron las observaciones clínicas realizadas por neurólogos conductualescomo Norman Geschwind en Boston. A raíz de diversas observacionesclínicas en pacientes con lesiones en diversas áreas cerebrales, se postulóque lesiones en áreas concretas del encéfalo podían dar lugar a déficitsneuropsicológicos específicos, ya que las lesiones desconectaban áreasinteractivas del encéfalo.

Una lesión cerebral, que se correlacionaba con una alteración conductual,había sido previamente interpretada como identificadora del centro responsablepara esa conducta. Ahora, una lesión era reconocida sólo como un registro enla hipotética red de regiones anatómicas designadas para cooperar en una

función específica.Tanto estudios experimentales como clínicos nos han llevado, en la

actualidad, a concebir el encéfalo como un compendio de múltiples, altamentecomplejas pero muy específicas redes neuronales que interactúan y semodulan unas a otras dando soporte a la riqueza de nuestra vida mental y lasinteracciones con el mundo exterior.

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3. CONCEPTOS ANATÓMICOS

El sistema nervioso central es aquella parte del sistema nervioso situada

dentro de la cavidad craneal, y la columna espinal. Se compone de cerebro,tronco cerebral, y médula espinal.

Células nerviosas

El tejido nervioso consta de células nerviosas o neuronas y de células desoporte o glía. La célula nerviosa, o neurona, es propiamente la unidadelemental básica del sistema nervioso. El encéfalo humano contiene 100.000milones de neuronas junto con una variedad de células gliales que ayudan asostener y mantener la integridad física y fisiológica de las neuronas. Cadaneurona es una unidad tridimensional, fuertemente asimétrica, especializada en

recibir y transmitir impulsos nerviosos. La neurona consta de cuerpo celular opericarion, partiendo del cuerpo celular neuronal se observan múltiplesramificaciones o dendritas, que son prolongaciones cortas y cónicas quereciben los impulsos nerviosos aferentes. Cada neurona da lugar a un únicoaxón, que transporta los impulsos desde el cuerpo celular a otras partes delcerebro o médula espinal.

Los impulsos eléctricos 

Los impulsos eléctricos son transportados desde el axón terminal a dendritasde otras neuronas en zonas diana apropiadas del encéfalo. El punto en el queel axón terminal de una neurona se confronta con las dendritas de otra neuronase denomina sinapsis.

El axón terminal libera un compuesto químico denominado neurotransmisor,cuando un neurotransmisor actúa sobre la siguiente célula de la cadena seorigina una breve corriente eléctrica.

Las células nerviosas forman con sus conexiones una malla reticular, quesin embargo, no constituye ninguna trama continua de fibras nerviosas (teoríade la continuidad, de Golgi) sino que consta de innumerables elementos únicos

(teoría neuronal, de Cajal). La neurona como elemento fundamental delsistema nervioso constituye una unidad anatómica, genética, trófica, yfuncional.

En la red nerviosa, las neuronas están de cierto modo enlazadas entre sí(conexión neuronal). Además de las conexiones para la excitación, lasconexiones inhibidoras son tan importantes como las de la transmisión, puespor mediación de ellas tiene lugar una selección y delimitación constante de delaflujo de estímulos: las señales importantes son transmitidas, las noimportantes son reprimidas.

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4. ¿CÓMO SE DISPONEN LAS NEURONAS EN EL ENCÉFALO?  

El cerebro dispone sus células en su parte externa en lo que denominamos

corteza (córtex cerebral) y en acúmulos más profundos que constituyen losganglios basales.

Cuando se realiza un corte a través del cerebro, inmediatamente seobservan zonas mate de sustancia gris y zonas más brillantes de sustanciablanca. Los cuerpos de las células nerviosas forman la sustancia gris, que seencuentra en la superficie externa o córtex cerebral, y en grupos o núcleos enla profundidad del cerebro. la sustancia blanca se compone de haces de fibrasnerviosas que viajan entre diferente regiones de la sustancia gris y hacia lamédula espinal.

Distinguimos la superficie cerebral o neocórtex, que constituye la parte másdesarrollada y plegada del cerebro. El arqui o paleo córtex, que es la parte másantigua y profunda del cerebro y constituye lo que llamamos el sistema límbico,de limbus, que quiere decir, borde en latín y es la superficie interna cerebral.Los núcleos subcorticales o ganglios basales y el tronco del encéfalo con elcerebelo.

Corteza cerebral

Es en la corteza cerebral donde se sitúan las funciones más finassensitivas, motoras, y psicológicas. Según su arquitectura, es decir del númerode capas en que se disponen las neuronas, en la corteza cerebral, se puedendiferenciar, claramente dos zonas: por un lado el paleo y arquicórtex, formadapor tres capas de neuronas y por otro, el neocórtex.

  Paleocórtex, compuesto por 3 capas neuronales, es la parte másantigua de los hemisferios. Forma su suelo, el paleo córtex secorresponde con el bulbo olfatorio y el rinéncéfalo.

   Arquicortex. Está también formado por tres capas neuronales, locomponen el hipocampo y la amígdala.

  Neocórtex. Toda las superficie cerebral externa, se desarrolla muytardíamente, y ocupa la mayor parte de la superficie cerebral. En suparte ventral rodea un territorio de transición al neocórtex que se hallaencima del estriado y es la énsula. Está compuesto por seis capasneuronales, según el mayor o menor desarrollo de estas capas, sepueden diferenciar diferentes áreas en la corteza.

Las investigaciones sobre la arquitectura cortical, que se iniciaron con elpsiquiatra vienés Meynert (1868), culminaron a principios de siglo con lapublicación de numerosos mapas de la corteza cerebral. Uno de los más

famosos es el de Brodman publicado en 1909.

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Cada campo de Brodman es un sector especializado en distintas funciones, porejemplo en la corteza motora están más desarrolladas unas célulasdenominadas piramidales, que son neuronas con un cuerpo celular muydesarrollado para poder nutrir a los grandes axones motores que recorren todoel SNC hasta llegar a la médula espinal. Hay más de cuarenta campos deBrodman, pero para no alargar la exposición, vamos a resumir brevemente lafunción de los lóbulos cerebrales.

5. LOS LÓBULOS CEREBRALES Y SU FUNCIÓN 

Como hemos ya mencionado, el desarrollo enorme de la corteza cerebral seconsigue mediante plegamientos. A los plegamientos se les denominacircunvoluciones cerebrales. Las circunvoluciones forman los lóbulos, queestán separados entre sí por las cisuras y surcos.

  El lóbulo frontal  está situado en la porción anterior del cerebro,separado por la cisura de Rolando del lóbulo parietal, y por la de Silviodel temporal. La porción postrolándica es como, ya hemos visto la quelleva en sí el homúnculo de Penfield y el córtex motor. La porciónanterior que se denomina región prefrontal tiene una gran importancia enel hombre y constituye una de las principales áreas asociativas. Durante

años se conoció como el cerebro mudo pero más adelante veremos suenorme importancia.

  El lóbulo parietal, es el lóbulo peor demarcado del resto. Detrás elsurco central y encima de la fisura de Silvio, no tiene límites con el lóbulotemporal y occipital. Se consideró como la corteza parietal como un áreasilente. Pero ahora no hay duda para concluir que la corteza parietalanterior contiene el mecanismo para la percepción táctil. Pero la partemás importante del las funciones del lóbulo parietal componen un centropara la integración de la información somatosensorial, con la auditiva yla visual, con el fin de construir lo que se denomina el esquema corporal

y su relación con el espacio exterior. Las actividades construccionalesimplican fundamentalmente el lóbulo parietal izquierdo. la comprensiónde los aspectos gramaticales y sintácticos del lenguaje es una funcióndel lobulo parietal dominante.

En cambio, el reconocimiento y utilización de números, principios aritméticosy cálculo se sitúa en el lóbulo parietal no dominante. Las alteraciones máscuriosas del lóbulo parietal son las agnosias, que constituyen la incapacidadpara reconocer determinados aspectos de la visión, la audición o la percepcióncorporal.

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  El lóbulo temporal se separa del frontal por la gran cisura de Silvio. Enél se sitúa el lenguaje auditivo, la memoria, y por sus grandesconexiones con el sistema límbico alteraciones emocionales.

  Los lóbulos occipitales son el término de las vías geniculocalcarinas y

son esenciales para la percepción y reconocimiento visual.

  Lóbulo de la énsula, situado en la profundidad de la cisura de Silvio sufunción primordial es vegetativa, controla funciones autonómicas: esdecir, la temperatura, la tensión arterial, la frecuencia cardiaca, el gradode dilatación de los vasos sanguíneos que va a guardar relación con laexpresión de las emociones en la cara.

  Sistema límbico es el gran cerebro asociativo que controla la memoriay las emociones, es un haz oval que conecta entre sí las distintascircunvoluciones y lóbulos.

6.- LA INTEGRACIÓN NEURAL: ÁREAS DE ASOCIACIÓN.

La organización de las conexiones del encéfalo permite que múltiplesimpulsos excitatorios e inhibitorios sean integrados en una única experienciamental.

Cuando uno experimento un objeto del entorno- por ejemplo, la imagen deun café de noche. Existe una imagen con visual con el color, forma de las

mesas y yuxtaposición de las figuras, se capta el movimiento de las personas yel ruido de los coches. El complejo de olores de las cervezas en las mesas, y lasensación de frío o calor ambiental. No sólo hay estas percepciones inmediatassin un surtido de asociaciones de recuerdos que esta imagen suscita.

De alguna forma, nosotros integramos todas estas múltiples aferencias enuna experiencia con sentido y nos movemos hacia la mesa para saludar a lapersona sentada o para pedir algo de comer por que estamos hambrientos.

Cada aspecto del entorno excita distintas poblaciones de neuronas endiferentes áreas geográficas del encéfalo, de este modo el cerebro organizístas

en una experiencia mental única y controla la ejecución de la acción apropiada.

Para comprender cómo tiene lugar la integración se debe tener una apreciaciónde las vías neuroanatómicas a través de las cuáles se procesa la información.

En las cortezas de asociación visuales más primarias (área 18 y 19) seaprecian el color básico, la forma, la profundidad y la textura. A medida que losimpulsos excitan otras áreas de asociación de orden superior más anteriores,en las vías de conexión hacia el lóbulo temporal y la región hipocampal (áreas37, 20 y 21), se empieza a atribuir significado a la percepción visual.

Las lesiones en la región occipito temporal pueden causar una agnosiavisual, en la que el individuo puede ser capaz de ver un objeto pero no

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reconocerlo. Por ejemplo, uno puede no ser capaz de distinguir visualmente uncerdo de un perro, o a menudo ser incapaz de reconocer visualmente laidentidad específica de su propia cara en el espejo.

Cada modalidad sensitiva tiene un área cortical primaria y un sistema de

conexiones para el procesamiento sensorial. 

  Una característica importante de las cortezas primarias visual, auditiva ysomatosensorial es su organización topográfica.  En el sistemasomatosensorial, el córtex primario está somatotópicamente organizado,de tal forma que partes específicas de la corteza cerebral reciben lasaferencias de partes concretas del organismo, mientras que el córtexcalcarino está retinotópicamente organizado, y el córtex auditivo estátonotópicamente organizado.

  Cada región sensitiva primaria tiene conexiones con áreas de asociación

de modalidad específica, donde tiene lugar la convergencia e integraciónde diferentes atributos de la experiencia sensorial.

  En puntos sucesivos, los axones de diferentes áreas sensitivas deasociación de modalidad específica, empiezan a converger en lo que sedenominan áreas de asociación multimodal. En estas áreas se hademostrado que existen neuronas, que por ejemplo, se activan enrespuesta al estímulo visual, encontrándose entremezcladas conneuronas que responden a estímulos auditivos, y con neuronas queresponden a estímulos sensitivos múltiples.

Las áreas de asociación multimodal son t res:

1. El sistema límbico.2. El área temporoparietal que incluye el lóbulo témporoparietal inferior

y las zonas laterales del surco temporal superior.3. El área prefrontal que incluye vastas expansiones del córtex por

delante de las cortezas motoras del lóbulo frontal.

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 7.- LA REGIÓN PREFRONTAL

La corteza prefrontal y frontal es un mundo desconocido en el cerebro,durante años se consideraron estas zonas como "zonas mudas" o un cerebro

desaprovechado, sin una función clara. Sin embargo, existen diversos datos enla literatura médica que nos permiten evaluar su importancia. Por ejemplo, lacorteza frontal incrementa su tamaño con el desarrollo filogenético. El sectorcortical llamado por Brodman "regio frontalis" constituye según sus cálculos el29% de la corteza total en el humano, el 17% en el chimpancé, el 11 % en elgibbon y en el macaco, y el 8,5% en el lemur. Para el perro y el gato laproporción es de un 7%, de un 3,5 % respectivamente.

Aunque el uso de tales valores, tiene sus pasos en falso y sus limitaciones,la magnitud más grande de estas zonas ha hecho presuponer desde hacetiempo que esta corteza es el sustrato de la actividad neural de orden más alto.

Esta noción, que puede ser esencialmente correcta, no ha sido probada.

La historia del estudio clínico del lóbulo frontal es larga y rica. Un casocitado frecuentemente en la literatura médica es el de Phineas Gage, un obrerode la construcción de ferrocarriles, quien a mediados del siglo XIX fue heridoaccidentalmente por una barra de hiero puntiaguda que penetró en su frente demanera oblicua y desde abajo, atravesando la base del cráneo, e infligiéndoleun daño masivo en el lóbulo frontal izquierdo (Harlow 1848). Aparte del aspectocurioso de la herida y de la increíble supervivencia de la víctima, lo interesantedel caso es la notable descripción clínica que Harlow realizó describiendo loscambios de personalidad que el paciente presentaba a consecuencia de laherida. Estos cambios eran tan importantes que, tras el accidente y a los ojosde sus amigos, Gage "ya no era Gage". De modo diferente a su conductaprevia, Gage mostraba una conducta caprichosa, con pobre capacidad deplanear acciones y una impulsividad incontrolada. Veinte años después, en1868, Harlow escribió:

"Un niño en su capacidad intelectual y mamifestaciones, perotiene las pasiones animales de un hombre fuerte".

La corteza frontal es una región cardinal en la convergencia de las tres víastranscorticales que proceden de las vías visuales, auditivas y somestésicasprimarias. En resumen, las conexiones del lóbulo frontal están al frente todaslas conexiones sensoriales, y del sistema mnémonico-emocional límbico.

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8.- FUNCIONES DEL LÓBULO FRONTAL.

J. Fuster, un español afincado en Los Angeles, Director del Instituto para laInvestigación Cerebral de la Universidad de California Los Angeles,yrecogiendo ideas de otros autores, situada el nivel más alto de integración

neuronal en el la parte más anterior del lóbulo frontal, en la región prefrontal.

Postula que la corteza prefrontal juega un papel clave en la organización delcomportamiento.

La función clave que representa el lóbulo frontal es la unificación temporal delcomportamiento con un único propósito o meta, es decir la estructuración deaquel comportamiento que es implica una novedad, que es creativo, la base delcomportamiento inteligente.

El comportamiento innato e instintivo, que es por definición invariable y comúna todas las especies, se excluye de las categorías del comportamientoestructurado hacia un fin, y por tanto, no está regulado por la región prefrontal.

El hombre se distingue del animal en el increíble desarrollo de la regiónprefrontal, que es la región del cerebro que modula los comportamientos unidosa una meta y hacia la consecución de objetivos.

Así, las estructuras de comportamiento para las cuales la corteza prefrontales necesaria, tienen dos características: su novedad y su complejidad.

  La primera característica, (novedad) es suficiente y necesaria; lasegunda no lo es.  Es decir para que una acción esté reguladafundamentalmente por la corteza frontal, ha de ser novedosa y compleja,pero la novedad es más importante que la complejidad, en la activacióndel sistema frontal. Por ejemplo, acciones complejas como la ocupaciónde conducir un vehículo, al ser realizadas repetidamente pueden llegar aconvertirse en automáticas e instintivas, entonces pasan a estarreguladas por otras áreas corticales, distintas del lóbulo frontal.

  La complejidad se determina por el numero y variedad de elementossensoriales, motores y cognitivos que la constituyen. Aunque en los

actos automáticos o instintivos existe complejidad no existe novedad,estos actos no están bajo el control frontal.

Novedad y complejidad son dimensiones relativas y no fácilmentecuantificables.

La corteza prefrontal es esencial para la realización de actos cuya complejidady novedad no puede ser claramente especificada. Por otro lado, patrones deconducta, bien establecidos y simples pueden ser ejecutados sin una activaciónfrontal.

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 Joaquín Fuster plantea la hipótesis de que la característica primordial de la

región frontal tiene relación con el tiempo, pero el tiempo por si mismo no esuna característica imprescindible si la acción es instintiva y estereotipada. Estono ocurre, por ejemplo, en la migración de las aves, las aves realizan una

conducta compleja y de larga duración en el tiempo que es estereotipada, y nonecesita la activación de un sistema tan complejo como es el sistema prefrontalhumano.

Pero, el tiempo es el único factor crítico que determina la afectación de lacorteza prefrontal en la síntesis de una estructura de comportamiento novel.

La función del lóbulo frontal parece ser sintética, basada en su capacidadde hacer de puente entre discontinuidades temporales de elementos de lamisma estructura de comportamiento. La lógica de la función de puente

temporal del lóbulo frontal se expresa en el pensamiento de esta manera:

"Si ahora ocurre esto, después haré lo otro y si no lo de más allá".

Funciones específicas de la región frontal

Tres funciones son específicas para la región frontal:

1. Una memoria a corto plazo, que permite una función retrospectiva.2. Un set o conjunto preparatorio que permite una función prospectiva o

anticipatoria. 3. Una función protectora o de control de interferencias. Es decir,

influencias internas y externas, entre las que se incluyen recuerdos ydatos de memoria que interfieran con la formación de estructuras decomportamiento.

Las dos primeras funciones se localizan ampliamente en la regióndorsolateral, mientras que la tercera se localiza en la región orbitaria interna dela corteza frontal.

Trastornos de atención

Las lesiones del lóbulo frontal en humanos se caracterizan por distintasemiología clínica. Los trastornos de atención son una característicaprominente de los síndromes clinicos prefrontales. Tales desórdenes sonresponsables parcialmente de déficits cognitivos, entre los que se incluyedistorsión de percepciones. Las lesiones de la corteza prefrontal dorsolateralpueden resultar en apatía y falta de movimiento espontáneo. Las lesionesorbitarias pueden conducir a hipercinesia, euforia y desinhibición.

El resultado más común y característico del daño frontal en el humano esel fallo para organizar nuevos y deliberados esquemas de comportamiento

secuencial.

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  Este fallo se acompaña de un concretamente temporal, una cualidad deinmediatez y falta de perspectiva en tiempo. Prospectiva a la vez queretrospectiva que invade en todas las formas de comportamiento yespecialmente en el lado izquierdo el lenguaje hablado.

Relación del lóbulo frontal y la creatividad

El lóbulo frontal, al guardar una relación tan directa con la capacidad decreación y el manejo de las novedades de conducta, puede decirse que estárelacionado de una manera indudable con la inteligencia, considerada comocapacidad de creación.

Esto no quiere decir que la inteligencia sea una función del lóbulo frontal,quiere decir únicamente que para poder realizar una actividad creativa, que endefinitiva, es una actividad propiamente humana se necesita de alguna manera

el funcionamiento adecuado de las estructuras frontales:

  La capacidad de orientar la actuación hacia una meta.

  Evitar la distorsión por otras actividades que descentran la atención y lacapacidad de generar un comportamiento estable.

9. EL AREA DE ASOCIACIÓN TEMPORAL

Otra gran Área de asociación desarrollada de modo mucho más importante enhumanos que en los animales es el lóbulo temporal.

Junto con el área prefrontal, ya descrita, contiene muchas funcionesespecíficamente humanas; en él se sitúa una amplia representación decontenidos de memoria, de lenguaje y, en él se produce una relacióndirectísima con el sistema emocional.

Así, los estudios de las conexiones del neocórtex del lóbulo temporal,realizados en animales, nos han mostrado que esta zona del cerebro estáampliamente conectada con el resto de estructuras cerebrales, perofundamentalmente con el lóbulo temporal más profundo y el sistema límbico, o

cerebro emocional.

En el hombre, conocemos las funciones del lóbulo temporal humano,gracias al estudio de los pacientes epilépticos. Así, dos tercios de las epilepsiasfocales - es decir, con un inicio en un punto del cerebro -, tienen su origen en ellóbulo temporal. Se ha comprobado que las crisis epilépticas del lóbulotemporal se relacionan con la personal identidad. Tras estimulación eléctricadel lóbulo temporal se induce la aparición de experiencias previas que, enrealidad, forman parte del pasado del paciente. Estos fenómenos recrean en lamente del paciente experiencias del pasado personal que tienen unasimilaridad con elementos del pasado, e incluso son más vívidos que los

fenómenos de la vida real.

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 Combinan tres elementos:

- Una percepción, más o menos compleja.- Elementos de memoria, sens de familiaridad.

- Sensaciones afectivas.

Entre los fenómenos afectivos  que se producen en las crisis del lóbulotemporal, la sensación de miedo es la más frecuente. Suele asociarse a unasensación visceral, generalmente a nivel del abdomen, que es muy típica.

Otros fenómenos afectivos, que pueden aparecer al estimular el lóbulotemporal son: sensación de tristeza, soledad, vergüenza, culpa, enfado o ira,excitación anticipatoria, placer, excitación sexual y sensación de contento ofelicidad.

En los fenómenos perceptivos a nivel temporal  (generalmente visuales oauditivos) no se produce con un tiempo real, excepto la música: las escenasson estáticas. Los detalles perceptivos pueden ser fragmentarios y les falta lasensación de viveza. El paciente permanece pasivo y no siente que participaen la escena.

Formación de experiencias

La formación de una experiencia depende de una red de neuronas excitadas oinhibidas en grandes áreas de la corteza temporal y conectadas con el sistemalímbico, el hipocampo y la amígdala. Lo que lleva una información específica noes la actividad de una única célula, sino un patrón específico de conexionesque enlazan neuronas y crean un patrón específico de excitación e inhibición.

Estos circuitos componen la memoria. Las interconecitvidad de esas redespuede ser modificada por las experiencias repetidas, que inducen cambiosplásticos sinápticos, esto es lo que describiramos más adelante como elfenómeno de la plasticidad neural, y es la base neurológica de la memoria y elaprendizaje. Todo el sistema temporo-límbico es un sistema tremendamentemoldeable a los cambios plásticos sinápticos.

En el sistema temporal se han comprobado determinadas característicasque, muy probablemente, pueden ser extrapoladas al resto del sistemanervioso:

  El sistema tolera un alto grado de degradación .  Un considerablenúmero de los elementos que constituyen la matriz neural puede serinactivado, eliminado o destruido al azar, y sin embargo, larepresentación continúa siendo reconocible. Así, se realizó unexperimento digitalizando la imagen de la Gioconda.

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   Ninguna unidad del sistema es totalmente específica. En la figura se

muestran respuestas neuronales al olfato (tomada de Tanabe et al).Muestra que cada estímulo odorífero químico desencadena un patrónampliamente distribuido en una población de neuronas de la corteza

olfatoria, ninguna célula en si misma lleva la información, es decir larepresentación de cualquier contenido mnésico, es decir de memoria, yasea un olor, un color, o un sonido, se almacena en redes neuronalesmultivariables, que tienen una alta capacidad de cambio y aprendizaje.No hay prácticamente nada en el cerebro que sea estático.

  Otra característica es que el sistema puede ser recreado como untodo, activando uno de sus componentes. La activación de un puntode la red recrea el patrón completo. La figura 34 es la reproducción delojo derecho de La Giocondo, si previamente se ha tenido la experienciade ver a la Gioconda, es muy posible que podamos reconocer el patrón

de ese ojo.

  El sistema se caracteriza por plasticidad sináptica, se fortalece conel uso y puede aprender.  Es decir, cuanto más utilicemosdeterminados patrones de memoria, más fácil nos será actualizarlos. Loscontenidos con una fuerte carga emocional, son más fácilmenterecordados que aquellos que no la tienen.

  Tolerancia al ruido. Podemos interferir con nuevos puntos la figura deLa Gioconda y la misma puede seguir siendo reconocida.

10. EL SISTEMA LÍMBICO

Las sensaciones de tipo afectivo son comunes a hombre y animales, y enambos están situadas en la parte más interna del cerebro, a nivel de laamígdala, el hipocampo y los circuitos límbicos centroencefálicos, es el"paleocórtex" o cerebro de mamífero primitivo, que se denomina también elsistema límbico. En la amígdala se vivencian los afectos, el sistema delhipocampo, inicia los procesos de consolidación de la memoria, que comohemos ya visto guardan una relación muy importante con el neocórtex

temporal.

El sistema límbico es así una zona profunda situada entre ambos hemisferioscerebrales, rodeando al cuerpo calloso que es un haz de conexión entre amboshemisferios. Es el área donde se sitúan sentimientos y emociones: el placer, eltemor, la tristeza, la alegría, el enfado, la ira, el deseo sexual, etc.

Todas estas sensaciones actúan sobre el neocórtex modulando su actividad.

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La respuesta emocional

Las respuestas emocionales, es decir las actuaciones mediadas porsentimientos, puede producirse de dos maneras diferentes:

En primer lugar, en la vida animal muy simple, son fundamentales lasrespuestas instintivas rápidas, donde las emocione juegan un papel crucial. Elleón que ve una presa y decide atacar debe hacerlo de un modo rápido, yeficaz, y ha desarrollado un sistema de ataque que está condicionado porinstintos atávicos. El olfato juega un papel crucial, y en los amimales estámucho más desarrollado que en el humano. Las áreas emocionales animales(y también las humanas) se handesarrollado alrededor del sistema olfatorio animal. Las acciones de este tipoprácticamente no necesitan la participación de la corteza, son respuestasemocionales puras. Analizando esta respuesta emocional, hay únicamente 2tiempos: la percepción y la actuación. Se percibe la imagen sensorial, se

produce un cortocircuito hacia los centros emocionales subcorticales (elsistema límbico).

Existe un segundo tipo de respuesta, que se demora en varios tiempos, en losque cabe el pensamiento, es mucho más rica y es la que diferencia al hombredel animal. Es una respuesta guiada por una meta, en este caso el estudio deuna especie animal.

Las respuestas emocionales rápidas son importantes y nos protegen muchasveces en la vida diaria. Por ejemplo, en la conducción de vehículos: un frenazoa tiempo puede salvarnos la vida y es una repuesta emocional rápidadesencadenada por el miedo a tener un accidente. Pues bien, aunque este tipode respuestas son importantes, sin embargo, y como ya hemos visto antes, lopropiamente humano es la respuesta elaborada y mediada por la cortezacerebral. Cuando el hombre no actúa a través de una conducta mediada ymeditada se animaliza, y desarrolla de forma independiente sus instintos, yemociones que le dificultan grandemente la realización de una vida racional.

11. LOS RITMOS CEREBRALES

Recientemente, se ha podido comprobar que en el cerebro existen ritmos que

se modifican mediante procesos mentales y que coordinan, circuitosexcitadores e inhibidores. En nuestra era del ordenador y de la cibernética, setiende a relacionar los procesos mentales, con determinados ritmos cerebralesque coordinan circuitos de excitación en inhibición, como se ve en la figura.Exactamente como funcionan estos ritmos, y como se complementan estoscircuitos excitadores e inhibidores es un misterio.

Se han descubierto unas células capaces de descargar a una frecuencia muyalta y que pueden ponerse al frente llevando el ritmo en estos circuitos deexcito-inhibición, son las chattering cells. Se denominan así porque estimuladasproducen una descarga constante rítmica y a frecuencia alta.

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 12. EL CONCEPTO DE PLASTICIDAD NEURAL COMO BASE BIOLÓGICADE LA LIBERTAD EN EL CEREBRO HUMANO.

Como ya hemos visto anteriormente, el cerebro no es un ordenador, formado

por cables rígidos preestablecidos por el desarrollo de la especie. El cerebro esuna estructura formada células vivas, las neuronas, que tienen capacidad deadaptación y cambio. Las neuronas se "comunican" entre sí por medio deconexiones que se denominan sinapsis. Una neurona típica con frecuenciarecibe decenas de miles de contactos sinápticos. Las conexiones entreneuronas dan lugar a circuitos neuronales, son esos circuitos neuronales, losque dan lugar a la actuación del ser humano. Cambios en el número, tipo yfunción de las conexiones entre las neuronas son los que dan lugar a procesostan dispares como la memoria, el aprendizaje y la reparación de funciones trasuna lesión. Estos cambios son lo que se llama plasticidad neural.

Pongamos algunos ejemplos de lo que es la plasticidad neural. Todosconocemos la gran capacidad que tienen los ciegos de desarrollar otrossentidos con los que valerse para realizar su vida habitual, se ha comprobadocomo en ellos las áreas cerebrales que corresponden a la visión, estándisminuidas; mientras que las que corresponden al tacto o al oído mucho másdesarrolladas. Por diversos estudios neurológicos, se conoce que en el cerebrohumano está representada el área que controla el movimiento de la mano. Seha constatado que los violinistas, virtuosos del movimiento manual, tienenmucho más desarrollada el área de la mano (hasta 5 o 10 veces más grande)que sujetos que no se dedican a la interpretación musical.

Mediante técnicas de neuroimagen (fundamentalmente, la Tomografía porEmisión de Positrones, PET) se ha comprobado en sujetos obsesivos unamayor actividad en lóbulo frontal. Tras la realización de psicoterapia, sin ningúntratamiento farmacológico, y habiendo mejorado su situación mental, se pudocomprobar que estas áreas disminuyen en su actividad.

13. LA INTELIGENCIA CREADORA.

El cerebro en su conjunto y, sobre todo, la corteza, no es más que una gransuperficie de asociación de distintas conexiones, una gran red neuronal en la

que existen zonas más específicas donde están representadas determinadasfunciones; zonas para la composición visuoespacial, para el calculomatemático, zonas donde se sitúa la capacidad de abstracción, áreas para laarmonía, áreas de visión, áreas de audición.

Pero ¿Cómo se integra todo esto a la hora de la actuación humana?

Qué es lo que lo genera y lo pone en movimiento?

Volvemos al tema que esbozábamos cuando se planteó en qué consistía laconciencia, en todo el funcionamiento cerebral humano existe un algo que es

un misterio. El hombre es homo sapiens, el hombre que sabe, lo propio del

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hombre es la inteligencia, y la capacidad de querer, lo que llamamos voluntad.Sin embargo, aunque en el cerebro podemos encontrar áreas en las que seencuentran distintas funciones por mucho que estimulemos la corteza, noaparecerá nunca un pensamiento sublime, o una acción inteligente propia, elhombre es mucho más que su cerebro.

El aspecto más llamativo de la inteligencia humana es su capacidad de crear,de hacer surgir nuevos datos diferentes a la realidad preexistente, penetrar enla realidad de la naturaleza descubriendo sus leyes, realizar la creaciónartística concibiendo mundos no iguales al preexistente.

La inteligencia no es la capacidad del lóbulo frontal de organizar datos a favorde una experiencia novedosa. Tampoco la presentación de imágenes ymemoria características de los lóbulos temporales, ni el cálculo, o la capacidadde abstracción propios de los lóbulos parietales. La inteligencia es la sumaciónde todo eso, pero más, ya que si sumamos todas las capacidades de los

distintos lóbulos cerebrales, no se produce más que un gigantesco ordenador,o una base de datos. La inteligencia va más allá y crea algo distinto, por eso elhombre es capaz de modificar el mundo en el que vive.

La inteligencia tiene una serie de características que la alejan de la materiacerebral en la que se desenvuelve:

  La primera es su instantaneidad.  Cuántas veces dando vueltas a unrazonamiento no se nos ocurre el resultado o la solución adecuada, yrepentinamente todo se organiza en la mente para dar lugar a algonovedoso, que nos permite la deducción razonada correcta.

Todos nuestros razonamientos, probablemente se constituyen sobremecanismos cerebrales, pero la capacidad de creación que determina algototalmente novedoso, tiene unos rasgos que transcienden la materia. Elpensamiento no tiene un tiempo determinado, por eso es inmaterial.

Por otro lado, podemos crear muchas cosas a la vez, pensamientos que sesuceden y que son concomitantes en nuestro cerebro, esta es otra muestramás de la inmaterialidad del pensamiento.

Por último, otro dato que muestra cómo el pensamiento desborda la materia,son todos los hallazgos que vimos antes sobre plasticidad neural. Laplasticidad neural, es decir, el hecho de que el cerebro puede modificarse a símismo nos da una idea de un sistema capaz de actuar sobre sí mismomodificándose, un sistema que es libre.

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 14.- LA CONCIENCIA: SU PROBLEMA EPISTEMOLÓGICO Y SUREPERCUSIÓN EN LA NEUROCIENCIA.

En Montreal, a principios de siglo, un grupo de científicos se preguntaba por

el misterio de la mente. Pensaban que la forma de llegar a entender el misterioque hay en el hombre es entender los mecanismos de la conciencia.

La experiencia común nos dice que estamos conscientes. ¿Pero que es laconciencia? Desde un punto de vista meramente neurológico:

"La conciencia es el estado de actividad que se caracteriza porsensación, emoción, volición o pensamiento: la mente en el másamplio sentido: algo que en naturaleza se distingue de lofísico".

La conciencia es un término difícilmente definible, ha sido término a debateparticularmente desde el siglo XVI con Descartes y el racionalismo. Durantesiglos se sostuvo que conciencia y realidad eran entidades independientes,desde el "cogito ergo sum", esto se ha cuestionado por determinadascorrientes de pensamiento. Partiendo del cogito algunas tendencias extremashan deducido que la conciencia se identifica con la realidad exterior, y alcanzanla conclusión de que el mundo exterior llega a ser conocido por nosotros através de la conciencia, de tal manera que existe solamente en virtud de esaconciencia por la que aparece ante la mente.

Esto condujo a algunos filósofos como Berkeley (1713) a la extrema conclusiónfilosófica que nada existe fuera de nuestra conciencia y por eso el mundo en símismo  no existe sino es como una función mental. Esta es una posicióninsostenible ya que, desde ese punto de vista, implicaría que si yo miro a unobjeto y me quedo dormido el objeto dejaría de existir.

La posición de Berkeley ilumina, sin embargo, un hecho fundamental de laepistemología, es decir que el mundo real que existe afuera es solo accesible através de la conciencia. Esto ya fue definido por Aristóteles:

"Nada es aprendido o entendido que no haya sido antes percibido" 

Aristóteles.

Estar consciente es, por tanto, el requisito obligatorio para cualquier forma deexperiencia humana y conocimiento, y cualquier objeto de tal experiencia ycualquier conocimiento se produce en el contexto de una experiencia externaconsciente.

La conciencia, entonces, no puede ser externa a sí misma no puede ser unobjeto de la realidad exterior, por eso no puede ser observada. Podríamosutilizar la siguiente metáfora: el cerebro es la ventana por la que nos

aproximamos al mundo exterior, pero para mirar a través de ella no podemosverla.

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  De todo lo que hemos visto, podemos deducir que el cerebro es el órganoque media entre la función mental y la realidad, y que hay en él algo que se nosescapa.

Algunos científicos como Mc Kay (1978) definen la conciencia como alguna

clase de programa cerebral que controla el funcionamiento del cerebro; sinembargo, esta explicación todavía deja algo sin responder: ¿Quien estáhaciendo la programación?. La dificultades en cruzar el puente entre la realidadexterna e interna han conducido a algunos científicos como Penfield (1975),Popper y Eccles (1977) a atribuir a la conciencia una cualidad inmaterial de tipoespiritual, y a sostener que algunas partes de la corteza y el tronco cerebralesrepresentan un lugar de confrontación entre estos dos mundos. Esta visión,retira el problema de la conciencia del mundo científico.

La función mental no puede reducirse al cerebro, hay algo más, que es lodivino del hombre, lo espiritual. El cerebro no da explicación de sí mismo. Parte

de los trabajos de investigación de Penfield y la escuela de Montreal sededicaron a la búsqueda de un sustrato anatómico cerebral de la concienciahumana. Encontraron que presionando partes profundas del cerebro, la zonadel diencéfalo y el tronco cerebral, el sujeto perdía la conciencia, y sostuvieronque ese era el lugar anatómico de origen de la conciencia. Es curioso, que estegrupo encuentra la localización de la consciencia muy cerca de la glándulapineal, el lugar donde Descartes la había situado.

Hoy en día ya no se reconoce que la conciencia esté localizada en un puntodel sistema nervioso desde un punto de vista científico. Estar consciente esmucho más que estar despierto, y, por otro lado, alteraciones amplias de todala corteza cerebral también conducen a estados de inconsciencia.

La consciencia procede del funcionamiento adecuado de todo el sistemanervioso central, y en definitiva, del cuerpo humano. Por otro lado, al estudiarpacientes epilépticos, se ha podido estudiar estados de conciencia alterada,muchos aspectos de la función mental (memoria, lenguaje, pensamientoabstracto, cálculo etc) pueden ir desapareciendo y lo único que se produce esun obscurecimiento del nivel de conciencia. Es decir, desde el punto de vistacerebral, la conciencia está formada por la unión de funciones variadas, y alfaltar parte o alguna de esas funciones lo que se produce es una parcial

degradación de la conciencia. Aquí podríamos poner el ejemplo de la personaque padece un período de amnesia, que realmente no pierde la conciencia sinola memoria, la que pierde la capacidad de hablar que no pierde la concienciasino el lenguaje, y tantas otras funciones que están englobadas dentro del másamplio de conciencia.

Podríamos definir la conciencia en términos científicos desde un punto devista subjetivo, como una experiencia unificada que es medida de continuidaden el tiempo y que presenta una referencia constante a lo "propio".Algunos delos aspectos de la conciencia son objetos de estudio en las neurociencias:percepción, memoria, afectos, y algunos aspectos de los movimientos

voluntarios.