VI. EL CEREBRO Y LA MENTE
| La mente es la m�s fina y pura de todas las cosas. |
| ANAX�GORAS, aprox. 500 a.C. |
Los prop�sitos principales de todo sistema nervioso son el control centralizado de las funciones biol�gicas y el control de la interacci�n del organismo, como un todo, con el ambiente. En el primer grupo de funciones tenemos la regulaci�n de procesos como el metabolismo, la respiraci�n, el sistema cardiovascular, las funciones de emergencia, etc�tera, los cuales se llevan a cabo mediante mecanismos fisiol�gicos innatos.
Por otro lado, la interacci�n del organismo con el medio incluye tareas muy diversas que van desde acciones elementales instintivas, hasta acciones muy complejas como el comportamiento social en los seres m�s desarrollados.
Figura 31. Esta figura muestra el tama�o relativo de los cerebros de algunos vertebrados, y su aumento en complejidad.
En organismos inferiores el sistema nervioso es muy rudimentario; por ejemplo, en los invertebrados el centro de aprendizaje (equivalente al cerebro) est� formado tan solo por ganglios constituidos por agrupaciones de cuerpos celulares. Conforme avanzamos en la escala evolutiva nos encontramos con sistemas nerviosos m�s desarrollados, hasta llegar a los vertebrados, quienes poseen un �rgano central llamado cerebro, el cual se encarga de controlar las funciones m�s complejas. En los mam�feros, y de manera muy particular en el hombre, el comportamiento social y las capacidades de aprendizaje tienen un grado de desarrollo muy grande (Figura 31).
De acuerdo con su estructura podr�amos dividir al sistema nervioso en dos partes llamadas sistema nervioso central (SNC) y sistema nervioso perif�rico (SNP). El SNP se encarga de transmitir hacia el centro la informaci�n proveniente del interior y del exterior del organismo, y en sentido contrario. Por su parte, el SNC lleva a cabo el procesamiento de la informaci�n y emite se�ales como respuesta. El SNC est� integrado por la m�dula espinal contenida en la columna vertebral, el tallo cerebral y el cerebro. El cerebro es el �rgano maestro del sistema nervioso, y es all� donde se llevan a cabo las funciones m�s complejas.
El estudio del cerebro humano se ha llevado a cabo desde diferentes puntos de vista, en diversas disciplinas, y a diferentes niveles. Estos estudios podr�an dividirse, a grosso modo en dos ramas principales que incluyen, respectivamente, los aspectos f�sicos y los llamados aspectos mentales del cerebro. Por otro lado, todos los conocimientos que tenemos acerca del cerebro se encuentran enmarcados por el conjunto de concepciones filos�ficas que la sociedad tiene del hombre y de su relaci�n con el resto del Universo.
Entre los aspectos f�sicos del cerebro tenemos todos aquellos relacionados con un punto de vista biol�gico, los cuales pueden reducirse a t�rminos f�sicos y qu�micos. Por ejemplo, los puntos de vista anat�mico, fisiol�gico, bioqu�mico, biof�sico, embriol�gico, etc�tera. Estas disciplinas describen al cerebro, ya sea desde su punto de vista morfol�gico, o con base en su funcionamiento desde el punto de vista de la operaci�n de sus componentes a partir de primeros principios (leyes fundamentales de la naturaleza).
Por otro lado, tenemos que los aspectos mentales del cerebro son examinados por otras disciplinas como la psicolog�a y la psiquiatr�a. La psicolog�a estudia el comportamiento del hombre (y otros animales) y la manera de percibir, pensar, razonar, etc�tera. Algunas corrientes de esta disciplina estudian el cerebro como si fuese una "caja negra", esto es, estudian su funcionamiento con base en el an�lisis de la conducta de los individuos. La psiquiatr�a estudia los fen�menos ps�quicos o de la mente y las desviaciones conductuales de individuos con respecto al comportamiento del individuo promedio, etc�tera. Por otro lado, la filosof�a desempe�a un papel muy importante, ya que examina cr�ticamente las bases de las creencias fundamentales y analiza los conceptos b�sicos empleados en la expresi�n de tales creencias.
A continuaci�n trataremos de dar una descripci�n acerca de los diversos puntos de vista presentes en el estudio del cerebro. Esta divisi�n es un tanto superficial y arbitrana, por lo cual el lector podr� apreciar que los puntos de vista a que hacemos menci�n poseen puntos en com�n y de contacto.
El hombre, desde que adquiri� la capacidad de razonar, ha tenido la inquietud de conocerse y ubicarse en el Universo, y se ha hecho preguntas acerca de su origen, naturaleza y fin. Esto le ha permitido formarse conceptos de s� mismo y del mundo que lo rodea, conceptos que a su vez han determinado su actitud frente a la vida. Podr�amos decir que desde el punto de vista filos�fico, el inter�s en conocer la mente es muy antiguo, y que la primera herramienta utilizada para inferir las caracter�sticas de su funcionamiento fue la introspecci�n.
El inter�s filos�fico en la percepci�n tiene su origen en las preguntas sobre la validez del conocimiento humano. Algunas personas incluso han dudado de la existencia del mundo f�sico con independencia de la experiencia humana. Ellos se han preguntado: aun en caso de existir el mundo f�sico, �c�mo podemos saber qu� propiedades tiene y qu� tan verdaderas o precisas son?, �c�mo desligar su existencia objetiva de la percepci�n que tenemos de �l?
La actitud filos�fica de una sociedad ante un problema es de gran importancia, ya que las ideas imperantes en un momento dado determinan las bases que sirven de marco a todo conocimiento y estudio, y proporcionan una referencia para la interpretaci�n de los resultados observados. Por ejemplo, al proponer la teor�a de la evoluci�n de las especies por medio de la selecci�n natural, Charles Darwin tuvo que romper con la idea generalizada de que Dios cre� al hombre a su imagen y semejanza, durante el sexto d�a de la creaci�n. Para esto, primero necesit� tener la libertad de criterio necesaria para poder analizar, sin prejuicios, las evidencias colectadas en su viaje a las Islas Gal�pagos, y as� poder interpretarlas de manera objetiva. En segundo lugar, tuvo que convencer al mundo de que su hip�tesis era correcta. �C�mo convencer al mundo de que el hombre, "creado a imagen y semejanza de Dios, y centro de la creaci�n", tiene ancestros comunes con otros seres inferiores como son los monos, reptiles, etc.?, �c�mo hacerlo aceptar que nos hemos diferenciado del resto de los seres vivos, �nicamente a trav�s de un proceso evolutivo?
Las revoluciones importantes en el pensamiento han tenido como caracter�stica com�n haber ofrecido una explicaci�n racional a ciertos aspectos de la naturaleza considerados en �pocas anteriores como sobrenaturales, o inexplicables en t�rminos racionales. De esta manera, para que estas revoluciones se puedan dar, han debido venir acompa�adas de una ruptura epistemol�gica, esto es, de una ruptura con las ideas establecidas. Como otros ejemplos de esta ruptura con las ideas imperantes tenemos que Cop�rnico se�al� que la Tierra no es el centro del Universo, que Einstein introdujo nuevas nociones del tiempo, del espacio, de la materia y la energ�a (Figura 32), y a Watson y Crick, quienes demostraron que la herencia biol�gica puede ser entendida en t�rminos de procesos f�sicos y qu�micos. Creemos que ahora estamos cerca de explicar los mecanismos de la memoria y el aprendizaje, y que �stos van a cambiar nuestra concepci�n del mundo, y de nosotros mismos, de una manera importante. Asimismo creemos que estos conocimientos tendr�n una repercusi�n importante en la tecnolog�a de nuestra �poca.
Figura 32. "La mayor�a de nosotros preferimos ver hacia fuera, en lugar de hacia adentro de nosotros mismos; ya que en el segundo caso no vemos sino un hoyo negro, lo cual significa: nada" (Einstein, 1933). Dibujo de la autora.
Como consecuencia de la gran correlaci�n entre la postura filos�fica y las teor�as cient�ficas de una �poca, tenemos que diferentes corrientes filos�ficas se encuentran representadas por sus corrientes cient�ficas correspondientes. Por consiguiente, quisi�ramos hablar un poco acerca de la posici�n de algunas de las corrientes presentes en la filosof�a occidental, frente a las facultades mentales del hombre. Como facultades mentales entenderemos capacidades como la posesi�n de intenciones, sensaciones, im�genes, sue�os, emociones, memorias, creencias, expectativas, deseos, pensamientos, imaginaciones, etc�tera. Facultades que parecen no estar localizadas en ning�n lugar espec�fico del cerebro.
Tradicionalmente, cuando hablamos del cerebro, hacemos una separaci�n tajante entre las cuestiones f�sicas y mentales, ya que a menudo las consideramos cosas diferentes. Esta tendencia, muy arraigada en la filosof�a occidental, tiene sus or�genes en tiempos muy antiguos. Plat�n, por ejemplo, cre�a que la mente (psyque) era un ente inmaterial, encargado del cuerpo y de la direcci�n de sus movimientos.
Por otro lado, desde entonces se sabe que la memoria humana opera utilizando principios asociativos. Estos principios han sido resumidos en leyes de contig�idad, que relacionan en tiempo y lugar unos objetos con otros, y leyes de refuerzo e interferencia, que nos indican que la presencia de est�mulos positivos refuerza las conductas y la de est�mulos negativos produce su extinci�n u olvido. De hecho, algunas de estas ideas son expuestas por Arist�teles, de manera cualitativa, en sus tratados acerca de la memoria y la remembranza.
Posteriormente, en el siglo XVII, nos encontramos con el dualismo, el cual es fuertemente influenciado por el platonismo. Esta teor�a, encabezada por el fil�sofo y naturalista franc�s Ren� Descartes, propone que mente y materia son dos tipos diferentes de substancia, de naturaleza opuesta, capaces de existir de manera independiente. Sin embargo les concede cierta capacidad de interacci�n.
Entre las corrientes actuales se encuentra la reduccionista, la cual supone que las percepciones corresponden a ciertos estados neurofisiol�gicos, por lo cual, al reproducirse un cierto estado neurofisiol�gico, se evoca la percepci�n correspondiente. De manera que sentir dolor es para el cerebro estar en un estado neurofisiol�gico determinado. Esta corriente es llamada en ocasiones teor�a del paralelismo psicof�sico de Spinoza o William James. Las im�genes �pticas virtuales se explican por el mismo principio: para crear una ilusi�n es suficiente reconstruir los planos de onda �pticos, los cuales son r�plicas aproximadas de las im�genes originales.
Como dijimos en la secci�n anterior, la actitud filos�fica determina en gran medida la actitud ante los problemas. Por lo anterior, los estudios psicol�gicos y psiqui�tricos del cerebro est�n fuertemente ligados a la concepci�n que el hombre tiene del mundo que lo rodea.
Antiguamente, muchas enfermedades mentales eran consideradas como males de origen m�gico o religioso. Se pensaba que �stas eran causadas por esp�ritus malignos que, de alguna manera, lograban entrar al cuerpo del enfermo. Fruto de esta creencia fue el hecho de que los egipcios utilizaran la trepanaci�n con fines terap�uticos. Ellos cre�an que al hacer un orificio en el cr�neo permit�an a los esp�ritus malignos, causantes de la enfermedad, salir del cuerpo que los albergaba. Tambi�n nos encontramos con ideas similares en el Nuevo Testamento de los cristianos, donde Jes�s expulsa a los esp�ritus malignos y desempe�a un papel similar al psicoterapeuta de nuestros d�as.
Tiempo despu�s, surgen otros puntos de vista m�s materiales acerca de las enfermedades mentales. La actitud naturalista considera que las enfermedades mentales o bien son resultado de vivir bajo fuertes presiones de car�cter social o psicol�gico, o tienen su origen en disfunciones org�nicas. La primera de estas ideas tuvo importantes consecuencias en el siglo XIX, cuando Josef Breuer y Sigmund Freud encontraron que existe una estrecha relaci�n entre las experiencias traum�ticas de la infancia y los des�rdenes mentales. Estas ideas constituyen la base del psicoan�lisis, el cual consiste en utilizar la asociaci�n libre de ideas para explorar la personalidad de los pacientes. Este tratamiento ha tenido repercusiones trascendentales en la medicina y en la vida de nuestro tiempo.
Adem�s de crear el psicoan�lisis, Sigmund Freud dio un gran impulso a la psiquiatr�a al proponer una importante teor�a que distingue tres zonas de la personalidad: el yo, formado a partir de la educaci�n y la experiencia, el super yo, producto del ideal de perfecci�n del individuo, y el ello, el cual constituye la parte innata de los individuos. Esta �ltima zona est� formada por los instintos y carece de inhibiciones y trabas de car�cter moral, est�tico o social.
A mediados del siglo XIX, la idea de que las enfermedades mentales estaban
ligadas a enfermedades org�nicas tuvo un gran auge. Esta idea tuvo muchas consecuencias
negativas, ya que contribuy� a que los hospitales para enfermos mentales se
transformasen en reclusorios, en los cuales �nicamente se aislaba a los pacientes
para darles un tratamiento que consist�a exclusivamente en la administraci�n
de f�rmacos y descargas el�ctricas. Cuando era necesario calmar a un paciente
se administraban depresores del sistema nervioso; en cambio, si lo que se deseaba
era sacar al enfermo de un estado de depresi�n, se le suministraban drogas �tiles
para excitarlo. Es de esperarse que un tratamiento de este tipo, sin el uso
de ninguna terapia de �ndole psiqui�trica. S�lo contribuyese a empeorar el estado
f�sico y mental del paciente, al descompensar la qu�mica de su organismo y producir
farmacodependencia.
La psicolog�a es una disciplina cient�fica que estudia el comportamiento humano y de otros animales. Para esto, ignora el tipo de preguntas acerca de la validez de los conocimientos humanos y da por hecho la existencia del mundo f�sico. Una rama muy importante de la psicolog�a se dedica al estudio del proceso por el cual la estimulaci�n sensorial se traduce en experiencia organizada, esto es, en percepciones.
Al tratar de estudiar los procesos perceptuales, los psic�logos se encontraron frente a un serio problema: estos procesos no son directamente observables (excepto por el sujeto perceptor), por lo cual la validez de las teor�as de la percepci�n �nicamente puede ser comprobada de una manera indirecta. Originalmente, el estudio de la percepci�n ten�a como herramienta b�sica la introspecci�n, complementada por un relato de parte del sujeto de estudio, acerca de las "vivencias" obtenidas durante la experiencia de la percepci�n. De esta manera, estos estudios se reduc�an a observaciones subjetivas sin car�cter general.
John Watson fue un severo cr�tico de este m�todo, y sus observaciones lo llevaron a proponer el conductismo, el cual concibe los eventos perceptuales como meras inferencias. Por lo anterior, limita sus estudios a descripciones objetivas y mediciones del comportamiento observable, verbal y no verbal. Esta doctrina se basa en la idea de que existe una correspondencia entre t�rminos mentales y conductuales, por lo cual afirma que la mente debe ser analizada en t�rminos de su conducta. No proh�be el uso de la introspecci�n como fuente de hip�tesis, pero s� como herramienta para comprobar la validez de �stas.
Durante el siglo XIX, encontramos otras teor�as importantes que daban alguna explicaci�n acerca de las capacidades mentales del hombre. En particular, la frenolog�a fue una hip�tesis fisiol�gica que se desarroll� de manera emp�rica y que tuvo un gran auge, aun hasta principios del siglo XX. Se basaba en cinco principios: i) el cerebro es el �rgano de la mente; ii) todas las capacidades mentales son una combinaci�n de un n�mero definido de facultades independientes; iii) estas facultades son innatas, y cada una de ellas se localiza en una parte definida de la superficie cerebral; iv) el tama�o de cada una de estas regiones es proporcional a la importancia, en el car�cter del individuo, de la facultad correspondiente; y v) el cr�neo se adapta a la corteza cerebral, de manera que basta con hacer una inspecci�n visual de la forma exterior de su cr�neo para poder describir moral e intelectualmente a un individuo. En la figura 33 se muestra la localizaci�n y nomenclatura frenol�gica de Johann K. Spurzheim, quien dividi� el cr�neo en 35 secciones con diferentes atributos.
La hip�tesis frenol�gica fue desechada cient�ficamente, ya que las descripciones de individuos hechas a partir de la observaci�n de sus protuberancias craneales no coincid�an con la conducta que �stos manifestaban. Ahora sabemos que las facultades intelectuales, afectivas e instintivas no se encuentran localizadas en ning�n lugar del cerebro. Por otro lado, hemos aprendido que s� existe un cierto tipo de localizaci�n, pero de un car�cter esencialmente distinto. Como veremos m�s adelante, han sido identificadas algunas �reas funcionales de la corteza cerebral. La figura 34 muestra las �reas sensora y motora de la corteza.
La capacidad de tener sensaciones es una capacidad innata. Esto es, nacemos con ella. Por otro lado, la percepci�n es una capacidad individual y de �ndole personal, ya que es fruto de un aprendizaje, y como tal, depende de las experiencias individuales, del entorno y de las caracter�sticas personales.
Como muestra de lo anterior podemos hablar de los siguientes experimentos. Se han hecho estudios en personas ciegas de nacimiento a causa de la presencia de cataratas, quienes en la edad adulta han obtenido el don de la vista. En un principio, cuando reci�n han adquirido sensibilidad a cambios de iluminaci�n y color, en dichas personas se observa que aunque pueden decir cu�ndo hay una figura presente, no pueden discriminar a�n entre formas simples. Despu�s de varios meses de haber recobrado la vista, estas personas pueden diferenciar entre un cuadrado y un tri�ngulo con s�lo observarlos; antes de esto, necesitan contar las esquinas de las figuras para poder hacer la discriminaci�n. Lo anterior nos indica que aunque estas personas poseen el concepto de las diferentes figuras geom�tricas, ya que las pueden identificar si cuentan las esquinas, ese concepto no lo tienen relacionado con las im�genes respectivas. Esto es, tienen que aprender a "percibir" im�genes visuales.
Figura 33. Mapa de Spurzheim, quien dividi� el cr�neo en 35 regiones con los siguientes atributos; 1) amatividad; 2) filogenitura; 3) habitatividad; 4) afeccionividad; 5) combatividad; 6) destructividad; 7) secretividad; 8) adquisitividad; 9) constructividad; 10) aprecio de sí mismo; 11) aprobatividad; 12) circunspecci�n; 13) benevolencia; 14) veneraci�n; 15) firmeza; 16) concienciosidad; 17) esperanza; 18) maravillosiadad; 19) idealoidad; 20) chistosidad; 21) imitaci�n; 22) individualidad; 23) forma o configuraci�n; 24) tama�o o extensi�n; 25) peso o resistencia; 26) colorido; 27) localidad; 28) c�lculo num�rico; 29) orden; 30) eventualidad; 31) tiempo o duraci�n; 32) tonos; 33) lenguaje; 34) comparaci�n; 35) casualidad.
Figura 34. Representaci�n esquem�tica de los centros sensitivo-motores de la corteza cerebral del hombre.
De la misma manera, se ha encontrado que no existen conexiones innatas entre la identificaci�n auditiva del sonido producido por un objeto y su identificaci�n visual. Todas estas asociaciones de ideas deben establecerse a trav�s de la experiencia y forman una parte importante del aprendizaje que se lleva a cabo en ni�os peque�os. De aqu� la importancia de que los ni�os crezcan en ambientes enriquecidos, ya que la experiencia temprana tiene una gran importancia en el desarrollo perceptual, intelectual y emocional.
M�s adelante expondremos la idea de que el proceso de desarrollo de la percepci�n, al igual que otros tipos de aprendizaje, est� �ntimamente relacionado con cambios f�sicos y funcionales en el organismo.
Durante la segunda mitad del siglo XIX, algunos f�sicos de renombre
trabajaron exitosamente en el campo interdisciplinario de la f�sica y la psicobiolog�a,
e hicieron contribuciones importantes en este campo. Un ejemplo notable lo constituye
el f�sico Jame C. Maxwell quien, por un lado, contribuy� de manera importante
al desarrollo de la teor�a electromagn�tica, y por otro, desarroll� una teor�a
tricrom�tica del color. Por su lado Ernst Mach, gran pensador y f�sico, quien
contribuyera con sus ideas a la formulaci�n de la teor�a de la relatividad,
es famoso tambi�n por sus investigaciones en el campo de la visi�n. Por �ltimo,
Hermann von Helmholtz, quien inici� su carrera cient�fica como m�dico, hizo
contribuciones importantes a la f�sica en los terrenos de la �ptica y la ac�stica.
Asimismo, contribuy� al desarrollo de teor�as relacionadas con la percepci�n
auditiva y visual. En este �ltimo terreno formul� una hip�tesis llamada de inferencia
inconsciente, seg�n la cual las im�genes que percibimos est�n modificadas
por la experiencia previa (Figura 35).
Figura 35. La serie de siluetas que aqu� se muestran constituyen el test de Frenkel-Brunswik, utilizado para investigar la flexibilidad o rigidez mental de los ni�os. La primera silueta muestra a un gato; luego va perdiendo gradualmente sus caracter�sticas distintivas hasta convertirse en un perro. Cuando esta figuras se presentan en secuencia para su identificaci�n, los sujetos r�gidos se aferran a su primera respuesta, y contin�an identificando como gato a las figuras ambiguas, hasta que al final de la prueba reconocen s�bitamente al perro.
Grossber afirma que a finales del siglo XIX hubo un gran cisma entre la f�sica y la psicolog�a. Uno de los motivos principales de este rompimiento fue la revoluci�n general del pensamiento ocurrida a principios del siglo XX. En esta �poca, todas las teor�as f�sicas que se desarrollaron eran expresables de manera cuantitativa en t�rminos de las matem�ticas existentes en la �poca. Por ejemplo, cuando Einstein desarroll� su teor�a general de la relatividad, se encontr� con que necesitaba cierto tipo de matem�ticas para expresarla. Para su fortuna, tambi�n se encontr� con que la geometr�a de Bernhard Riemann, reci�n desarrollada, era una excelente herramienta para este prop�sito. Los f�sicos interesados en el estudio del cerebro y de la mente no fueron tan afortunados, y se vieron enfrentados a una disyuntiva debido a que las matem�ticas de su tiempo no les serv�an para explicar los fen�menos psicol�gicos. Como consecuencia de esta crisis, abandonaron el estudio de la psicolog�a y la neurobiolog�a para dedicarse a desarrollar teor�as de moda, pero no por eso menos valiosas, que pudiesen expresarse cuantitativamente utilizando las herramientas matem�ticas existentes. Por otro lado, los psic�logos y los neurobi�logos devolvieron el favor, abandonando los conceptos f�sicos y las matem�ticas, debido a que les resultaban impertinentes por in�tiles.
Este rompimiento entre las dos ciencias fue tan profundo, que actualmente los profesionistas de la carrera de psicolog�a no reciben un entrenamiento formal en la f�sica y las matem�ticas. Esto ha dificultado el trabajo interdisciplinario, ya que profesionistas de diferentes �reas no poseen un lenguaje y herramientas comunes.
En este rengl�n17 ![[Nota 17]](../imgs/mcommnt.gif){kind=small}
hablaremos
acerca de los estudios del cerebro y sistema nervioso que suelen clasificarse
bajo el nombre de neurociencias. Esto abarca aspectos que pueden reducirse a
t�rminos f�sicos y qu�micos e incluye disciplinas que estudian al cerebro desde
sus puntos de vista morfol�gico y funcional, a diferentes niveles, que van desde
el estudio integral de sus componentes hasta estudios de tejidos, o celulares.
Todos estos aspectos son de importancia fundamental y son indispensables para
comprender el funcionamiento del cerebro.
Desde finales del siglo XVII, el hombre ten�a un conocimiento muy amplio acerca
de la anatom�a del cerebro y de sus diversas partes. Sin embargo, el conocimiento
del sistema nervioso a nivel celular inici� hasta principios de siglo. En parte
esto fue una consecuencia natural de la falta de t�cnicas e instrumentos apropiados
que permitiesen llevar a cabo ciertas observaciones y experimentos. A lo largo
del siglo XX esta situaci�n se ha ido modificando, y con ello las neurociencias
han tenido un impulso muy importante. Entre el gran n�mero de t�cnicas y tecnolog�as
desarrolladas durante este tiempo tenemos la autorradiograf�a, la tomograf�a
de emisi�n de positrones, y la resonancia magn�tica nuclear. Gracias a las nuevas
t�cnicas18
podemos en la actualidad observar el cerebro en funcionamiento e identificar
cu�les grupos de neuronas est�n activas mientras realizamos diversas actividades
como hablar, escuchar, so�ar, mover alguna parte de nuestro cuerpo, etc�tera;
lo cual ha permitido hacer mapas de las conexiones entre las neuronas y las
diferentes partes del sistema nervioso.
Como un ejemplo de la forma en que funcionan estas t�cnicas tenemos la autorradiograf�a, la cual consiste en lo siguiente: se inyecta una substancia qu�mica radioactiva en alguna estructura del cerebro; esta substancia es absorbida por los cuerpos celulares y transmitida a lo largo de las terminales nerviosas hasta sus extremos (transporte anter�grado), o en sentido inverso, esto es, de los extremos hacia el cuerpo celular (transporte retr�grado). Si una emulsi�n fotogr�fica es puesta en contacto con un corte de tejido cerebral, �sta es afectada por la substancia radiactiva, dejando ver la trayectoria que siguen los axones.
Otra t�cnica que sirve para "marcar", a las neuronas que intervienen activamente en alguna funci�n espec�fica del cerebro, se basa en el uso del an�logo radioactivo de la glucosa, ya que la glucosa es la fuente de energ�a de las neuronas y por tanto es requerida durante las funciones celulares. Si se inyecta esta substancia y despu�s se aplica un est�mulo, las c�lulas activas toman la glucosa radioactiva pero no la pueden metabolizar. Por lo anterior, estas neuronas quedan marcadas y pueden detectarse y seguirse desde fuera del cerebro.
A nivel del an�lisis del tejido nervioso tenemos otro grupo de t�cnicas que han sido fundamentales para el nacimiento y desarrollo de las neurociencias. �stas son las t�cnicas de te�ido selectivo, las cuales permiten te�ir o marcar c�lulas individuales, o partes de ellas con propiedades en com�n, de manera que contrastan con respecto al fondo y permiten hacer observaciones selectivas. Algunas de estas t�cnicas son �tiles para obtener mapeos por transporte retr�grado o anter�grado. Otra t�cnica permite te�ir �nicamente las terminaciones sin�pticas, esto es, los puntos de contacto entre neuronas o entre neuronas y �rganos, lo cual permite apreciar las ramificaciones neuronales. Tambi�n tenemos que en la etapa embriol�gica es posible te�ir a las neuronas con substancias que se diluyen conforme se lleva a cabo la bipartici�n de las c�lulas, lo cual permite estudiar la migraci�n y edad de las neuronas. Todos estos m�todos han contribuido al estudio de diversos aspectos de la morfolog�a y la fisiolog�a del sistema nervioso y han permitido obtener una idea adecuada acerca de la geometr�a de las neuronas y de sus conexiones.
Actualmente las neurociencias son un campo de investigaci�n muy activo en el que se han logrado grandes avances. Sin embargo, a�n estamos muy lejos de poder decir que entendemos lo que sucede en el cerebro. La metodolog�a empleada es muy diversa e incluye estudios comparativos entre individuos de especies diferentes, estudios del desarrollo embriol�gico en individuos normales e individuos con alguna alteraci�n inducida, estudios de las disfunciones en individuos con lesiones cerebrales localizadas, el estudio de la conducta de individuos en los cuales se ha llevado a cabo la extirpaci�n o aislamiento quir�rgico de ciertas regiones del cerebro, etc�tera. Podr�amos llenar p�ginas y páginas acerca de todo lo que nos falta por conocer y entender. Sin embargo, entre algunas de las preguntas que nos interesa resolver tenemos las siguientes: �cu�les son los mecanismos de reloj del desarrollo neurol�gico?, �cu�les son los mecanismos de activaci�n y control de los genes?, �cu�les son los papeles de la herencia y del ambiente en el desarrollo neuronal?, �qu� es lo que determina el crecimiento y direccionamiento de las extensiones neuronales?, �qu� papel desempe�a la muerte neuronal?; y por supuesto, preguntas relacionadas con los mecanismos por medio de los cuales se llevan a cabo los procesos de aprendizaje, de memorizaci�n, etc�tera, acerca de los cuales a�n conocemos muy poco.
En la pr�ctica ha sido muy dif�cil estudiar la estructura del tejido nervioso debido a que las c�lulas que lo constituyen, llamadas neuronas, est�n densamente empacadas y poseen un gran n�mero de ramificaciones. As� tenemos que en un cent�metro c�bico de tejido nervioso existe un n�mero del orden de 10 millones de neuronas, cada una de ellas con un gran n�mero de ramificaciones, delgadas y largas, las cuales forman una especie de "mara�a" extendida e imposible de separar, y en la cual es imposible distinguir unas neuronas de otras. Algunas de estas extensiones neuronales llegan a tener m�s de un metro de largo y son tan delgadas que ocupan un volumen muy peque�o.
Imaginemos que tuvi�semos varios millones de madejas de estambre, todas del mismo color y enredadas entre s� (y que ocuparan un volumen similar al de un cubo de 10 m de lado), y tuvi�semos que decidir cu�ntas madejas son, y d�nde empieza y d�nde acaba cada una de ellas. �Y en este ejemplo las madejas tienen una extensi�n �nica, y no de cientos o miles de ellas!
Debido a lo anterior, los antiguos anatomistas tuvieron grandes problemas para apreciar neuronas individuales. Tanto as� que a finales del siglo XIX, la idea generalizada era que el tejido nervioso era un tejido continuo. Por otro lado, las observaciones a trav�s del microscopio �ptico no aportaban evidencias que pusieran en duda esta idea. Por aquellos d�as, Camilo Golgi observ� bajo el microscopio un corte de tejido nervioso sobre el cual se hab�a derramado accidentalmente una soluci�n de sales de plata, y encontr� algo sorprendente: la plata hab�a impregnado ciertas �reas del tejido, revelando la existencia de c�lulas nerviosas individuales, y delineando la forma de �stas y de sus extensiones (v�ase la figura 36). As� se demostr� que las neuronas, unidad b�sica del tejido nervioso, son c�lulas separadas unas de otras; con este descubrimiento se abri� el camino hacia la neurociencia moderna.
Figura 36 . Copia de un dibujo de Ram�n y Cajal, en el cual se muestra tejido nervioso proveniente de la corteza visual de una rata te�ido con la t�cnica de Golgi.
Ahora sabemos que las neuronas son c�lulas altamente especializadas cuya funci�n central consiste en la generaci�n y transmisi�n de se�ales, esto, con el objeto de comunicarse con las dem�s neuronas del sistema nervioso y con el exterior del organismo. Debido a su alto grado de especializaci�n, las neuronas han perdido hasta la capacidad de reproducirse. As� que en el momento del nacimiento, el ser humano cuenta con el m�ximo n�mero de neuronas que tendr� en su vida, aunque la mayor�a de las conexiones entre ellas no est�n a�n establecidas. Sin embargo, aunque las neuronas que mueren no son substituidas por nuevas neuronas, en general s� pueden ser remplazadas, desde el punto de vista funcional, por otras neuronas ya existentes.
Entre las neuronas encontramos una gran diversidad de formas y sus dimensiones var�an entre .002 mm y .5 mm, dependiendo del tipo de neurona de que se trate. T�picamente, est�n compuestas de tres partes: el cuerpo celular, las dendritas y el ax�n, y los puntos de contacto entre neuronas se denominan sinapsis (v�ase la figura 37). El cuerpo celular contiene al n�cleo de la c�lula y es all� donde se sintetizan las enzimas y se llevan a cabo las operaciones esenciales para la sobrevivencia de la c�lula. El conjunto de cuerpos celulares es lo que le da su color caracter�stico a la llamada substancia gris. Las dendritas son extensiones del cuerpo celular con ramificaciones cortas y tubulares, a trav�s de las cuales cada neurona recibe se�ales provenientes de un n�mero muy grande de otras neuronas (miles, por lo general). Estas se�ales son sumadas o promediadas, y en caso de que la intensidad total del est�mulo recibido sea mayor que un cierto umbral caracter�stico de la neurona en cuesti�n, �sta generar� y emitir� una se�al el�ctrica de respuesta. Esta se�al ser� enviada a trav�s de una extensi�n larga denominada ax�n —la cual tambi�n puede tener numerosas ramificaciones— hasta las sinapsis, en donde de nueva cuenta se transmitir� la informaci�n hacia otras neuronas mediante intercambio qu�mico.
Figura 37. Neurona T�pica de un vertebrado, en la cual se pueden apreciar los tama�os relativos del cuerpo celular y el ax�n. De acuerdo con la escala este ax�n que se muestra doblado, tendr�a 1 cm de largo; sin embargo algunos axones llegan a tener m�s de un metro de largo.
La llegada de un impulso al final de una fibra nerviosa hace que se libere un compuesto qu�mico, llamado substancia transmisora, el cual excita a la neurona vecina. Una misma neurona podr� tener conexiones inhibidoras y excitadoras con diferentes neuronas, para lo cual necesitar� producir ciertas substancias qu�micas que act�an como transmisores. Una sinapsis ser� excitadora o inhibidora, dependiendo de la presencia de diferentes tipos de receptores y transmisores en la membrana celular (v�ase la figura 38). Los mecanismos bioqu�micos que intervienen en el metabolismo y funcionamiento de las neuronas son muy complicados. Prueba de esta complejidad es el hecho de que en la transmisi�n de los impulsos nerviosos a trav�s de las sinapsis intervienen m�s de 30 mol�culas diferentes. Sin embargo, todas las se�ales el�ctricas transmitidas a lo largo de los axones son en esencia iguales, independientemente del tipo de fibra nerviosa que intervenga (las fibras nerviosas son haces de axones que parten de c�lulas relacionadas con una misma funci�n). De tal suerte que lo que var�a de un caso a otro es el n�mero de impulsos transmitidos por unidad de tiempo.
Los axones celulares est�n cubiertos por una substancia grasa llamada mielina, la cual da un color blanco caracter�stico a ciertas partes del sistema nervioso (substancia blanca del enc�falo, m�dula y de algunos nervios). Este envoltorio las a�sla el�ctricamente del exterior, de manera que la transmisi�n de los impulsos nerviosos se lleva a cabo �nicamente a trav�s de las sinapsis.
Los impulsos nerviosos viajan a lo largo de las fibras nerviosas con una velocidad de casi 500 kil�metros por hora. Esta velocidad es muy alta comparada con la que nosotros nos desplazamos (menos de 10 km/h), y muy lenta si se compara con la velocidad de propagaci�n del sonido en el aire (aproximadamente 1 300 km/h) o la velocidad de la propagaci�n de la luz en el vac�o (300 000 km/seg @ 109 km/h).
Como mencionamos anteriormente el sistema nervioso central es el encargado de integrar y procesar la informaci�n sensorial, y de dirigir las respuestas motoras del organismo. En los vertebrados este sistema est� formado por la m�dula espinal y el enc�falo.
Figura 38 Las sinapsis pueden ser excitadoras o inhibidoras dependiendo del tipo de transmisor que liberan. Con ayuda del microscopio electr�nico ambos tipos de sinapsis pueden ser distinguidos morfológicamente.
La m�dula espinal est� situada dentro de la columna vertebral. Entre las conexiones vertebrales existen unos espacios por donde salen las prolongaciones laterales de la m�dula, las cuales se ligan a los ganglios y nervios espinales. De manera que los nervios captan informaci�n del exterior, a trav�s de los sentidos, y la transmiten al enc�falo a trav�s de la m�dula espinal.
El enc�falo est� contenido dentro de la caja craneana, y est� compuesto por el tallo cerebral y el cerebro. El cerebro es la parte anterior y superior del enc�falo; es una parte muy importante del sistema nervioso de los organismos superiores y tambi�n la m�s voluminosa e importante. En el hombre, este �rgano es en el que residen las actividades mentales superiores: es el centro del pensamiento, del razonamiento abstracto y de las actividades conscientes, y su masa constituye aproximadamente 85% de la masa total del enc�falo.
El cerebro consiste de una gruesa capa de materia gris, con profundas circunvoluciones y separado en dos hemisferios, izquierdo y derecho, por una fisura profunda. Estos hemisferios se encuentran conectados entre s� por un grupo de fibras nerviosas llamado cuerpo calloso. Cada hemisferio se encuentra dividido por fisuras profundas en cuatro secciones. �stas son los l�bulos frontal, temporal, parietal y occipital. El hemisferio derecho controla la mitad izquierda del cuerpo y la derecha de la cara, y viceversa.
A nivel macrosc�pico, ambos hemisferios son pr�cticamente im�genes de espejo. Sin embargo existen importantes diferencias funcionales. Por ejemplo, en la mayor�a de las personas las �reas que controlan el lenguaje est�n localizadas en el hemisferio izquierdo, mientras que el control de las percepciones espaciales reside en el derecho. Dentro de la corteza cerebral se han identificado algunas �reas funcionales, por ejemplo: la corteza visual en el l�bulo occipital, la corteza auditiva en el l�bulo temporal, la corteza motora en el l�bulo frontal y la corteza sensitiva en el l�bulo parietal. La figura 39 nos muestra un mapa de las regiones sensora y motora de la corteza, llamado as� debido a que en �l se encuentran representadas todas las regiones del cuerpo; el �rea que cada una de estas regiones ocupa es aproximadamente proporcional al grado de refinamiento del control y de la sensibilidad requeridos por dichas �reas.
Figura 39. Regiones sensoras y motoras de la corteza cerebral humana. Cada parte de estas regiones est� relacionada con la parte del cuerpo que se muestra en el dibujo.
Sin embargo, en los primates, una gran parte de la corteza no se dedica a ninguna funci�n motora o sensorial espec�fica.
Esta "corteza de asociaci�n" aparentemente interviene en actividades mentales
superiores, tales como el razonamiento. En el hombre, esta parte constituye
la mayor parte de su corteza cerebral.
