Introdución A Las Neurociencias

INTRODUCCION A LAS NEUROCIENCIAS

1.1. OBJETIVOS DE LAS NEUROCIENCIAS

Antecedentes

El término Neurociencia es joven: La Society for Neuroscience - Asociación de neurocientíficos profesionales - se fundó en 1970. La historia de la disciplina, en cambio, es larga y la Neurociencia de hoy todavía se está escribiendo.

En efecto, el estudio del cerebro es tan antiguo como la propia ciencia: idea establecida ya hace más de 2000 años por Hipócrates en el sentido de que el estudio apropiado de la mente comienza - y continúa - en el cerebro.

Estas son algunas de las disciplinas que la integran: Neuroanatomía, Neurofisiología, Neurobiología, Biología celular y molecular, Neuropsicología, Ciencias Cognitivas, etc.

Por ello es quizás el mejor paradigma de enfoque multidisciplinar en el estudio de la relación mente-cerebro.

Nace, pues, como consecuencia de ese enfoque con el que en la década del 70 se fusiona la Psicología Cognitiva, ciencia de la mente, con la Neurociencia, disciplina que estudia el cerebro. Se trata de conexiones entre Ciencia Cognitiva y Neurociencia; entre mente y cerebro.

Michael I. Posner y Marcus E. Raichle en su libro Images of Mind (1999) la definen así: “Es el estudio de cómo se construyen los cerebros”. Y al igual que otros autores, resaltan que “a partir de los esfuerzos para producir un enfoque integrado de mente y cerebro la Neurociencia ha florecido como un campo de estudio que combina muchos enfoques, que permanecían separados, para comprender los principios básicos que subyacen a la construcción del sistema nervioso”.

La integración de la Ciencia Cognitiva con la Neurociencia ha dado origen a un nuevo campo: la Neurociencia Cognitiva que se apoya en modernos métodos de estudio del cerebro en acción y en tiempo real. Para Eric Kandel es la “Rama de la ciencia que aportó a la moderna Psicología Cognitiva métodos biológicos para estudiar los procesos mentales “. (En Busca de la Memoria, 2007).

Ya el registro de la actividad de células individuales en animales despiertos había empezado a dar sus frutos para el conocimiento de la estructura de los sistemas sensoriales y motores.

A partir de 1980 surgen nuevas técnicas de exploración de la actividad cerebral genéricamente llamadas Neuroimágenes. Especialmente la Resonancia Magnética funcional (RMf) y la Tomografía por Emisión de Positrones (PET), basadas en que los distintos órganos del cuerpo humano, incluido el cerebro, difieren en densidad lo que posibilita visualizarlos “in vivo” mediante el paso de haces de rayos X que atraviesan los tejidos en diferentes planos con cierta resolución espacial que permite reconstruir y escanear la sección examinada.

Pero, ¿cómo localizamos y estudiamos las áreas del cerebro involucradas en los procesos mentales superiores, especialmente en personas normales?

Hoy somos los beneficiarios de la más remarcable revolución en técnicas para estudiar la anatomía y las funciones del cerebro con mayor detalle.

Estas técnicas nos brindan “una ventana única desde la cual podemos visualizar las áreas activadas por eventos mentales” creando imágenes de nuestro cerebro cuando, por ejemplo, estamos pensando, escuchando, viendo, experimentando alguna emoción, etc.

Por primera vez los científicos han podido hacer visibles ciertos aspectos del pensamiento mediante el registro de sus efectos físicos sobre la actividad del cerebro.

Desde luego, estos registros NO pueden mostrar lo que pensamos cuando, por ejemplo, estamos leyendo este texto, pero pueden mostrarnos que áreas del cerebro se activan y cuáles no.

Son una herramienta para un nuevo nivel de análisis de la experiencia mental.

Las teorías modernas sobre Neurociencia Cognitiva van abrevando en los nuevos conocimientos aportados por estas herramientas. Y ya hay avances significativos.

Sin embargo, aún falta mucho por investigar y aprender sobre el funcionamiento del cerebro y su relación con la mente hasta que podamos disponer de teorías que puedan describir cómo funciona el cerebro y cómo los sistemas cognitivos logran la experiencia subjetiva consciente que muchos autores conceptualizan como “mente”.

Esta es una tarea típica de la Neurociencia que, con sus modernas tecnologías, ha empezado a descifrar los códigos de los procesos cognitivos – mentales – que, cual los jeroglíficos egipcios de la Piedra Rosetta, se encuentran encriptados en la Biología celular y molecular del Sistema Nervioso Central.

La localización anatómica de las funciones cerebrales es un objetivo primordial de las neurociencias.

El estudio de la localización de las funciones cerebrales data al menos de Herófilo y Galeno (300 a 130 años a.d. C.), y por ello es tan antiguo como la anatomía y la fisiología mismas. Franz J. Gall (1758-1828) fundador de la frenología, es quien promueve los intentos de localizar funciones cerebrales, enunciando la correlación entre una función fisiológica específica y un área específica del cerebro, dando de esta forma inicio a la denominada teoría localizacionista; mas tarde fue M.Flourens (1794-1867) quien postuló una visión holística de las funciones (el antilocalizacionismo) inaugurando una nueva vertiente la teoría funcionalista, que postula “las actividades cerebrales son el producto de múltiples áreas de la corteza que interactúan entre sí”. Fueron numerosos los anatomistas, fisiólogos, antropólogos, cirujanos y neurólogos, que con sus investigaciones aportaron fundamentos por una u otra posición tales como, P. Broca (1824-1880), Bouillaud (1796-1881), K. Wercnike (1848-1905), K.Brodmann (1868-1918). H. Jackson (1835-1911), P. Marie (1853-1940), O. Foerster (1873-1941) C. Sherrington (1857-1952) y W. Penfiel (1891-1976).

En el campo de la Neuropsicología con Benton, Teuber, Milner, Halstead y Reitan se idearon, validaron y estandarizaron muchas pruebas psicológicas, proporcionando un instrumento poderoso para el progreso del estudio de las funciones cerebrales. La neuropsicología experimental, aportó el principio de entender el funcionamiento de un sistema observando lo que pasa cuando el sistema falla. Estableciendo la analogía de organización funcional del SNC con la de una computadora, introduciendo así la idea de modularidad, conexionismo y redes.

Es en 1965 que Norman Geschwind (1926-1984) y colaboradores como D.F Benson, H. Goodglass y E. Kaplan proponen que las funciones conductuales son el producto de múltiples áreas de la corteza que interactúan a través de conexiones específicas. La desconexión de estas áreas podría producir anormalidades cognitivas-conductuales específicas.

Los avances tecnológicos como la TAC, RNM, RNMf, SPECT y PET y la combinación de PET con RNM permiten cartografiar la actividad metabólica en una imagen estructural detallada del mismo cerebro y junto con la psicofarmacología acrecientan y consolidan el entendimiento de la base neural de las funciones cerebrales.

El debate entre localizacionismo y funcionalismo perdura aún en este Siglo.

Dos son las concepciones actuales que ayudan a entender la Organización Funcional del SNC, las de A. Luria y MM. Mesulam.

A.Luria (1902-1977) expresa que los “sistemas funcionales complejos no pueden localizarse en zonas restringidas del córtex o en grupos celulares aislados, sino que deben estar organizados en sistemas de zonas que trabajan concertadamente, cada una de las cuales ejerce su papel dentro del sistema funcional complejo, y que pueden estar situadas en áreas completamente diferentes, y muy distantes en el cerebro”. Con sus investigaciones en pacientes con lesiones locales del cerebro, fue quien permitió el desarrollo de un modelo teórico de la organización cerebral, introduciendo los conceptos de organización funcional, de interacción, funciones críticas y mecanismos autoregulatorios. Según Luria, las funciones corticales superiores tienen su base en la interacción de estructuras cerebrales altamente diferenciadas, cada una de las cuales realiza un aporte específico al sistema total, cumpliendo funciones propias.

Las neuronas establecen conexiones con otras neuronas y de esta forma constituyen circuitos que establecen conexiones entre neuronas de una misma región recibiendo el nombre de circuitos locales o intrínsecos. Los circuitos interregionales son aquellos que comprenden: la interconexión entre los circuitos locales confiriendo al sistema nuevas propiedades. Gracias a las conexiones “el todo” es distinto a la suma de las partes. Expresión de Vigotski, que constituyó una de las bases de la Neuropsicología de Luria.

El conexionismo en la corteza no sigue una estricta organización jerárquica ya que existen fenómenos de retroalimentación, alimentación anterógrada, actividades reentrantes, núcleos de convergencia o divergencia y vías alternativas directas o indirectas.

MM. Mesulam, manteniendo los conceptos de Luria sobre la organización del SNC, ha propuesto que las diferentes actividades mentales están sustentadas por sistemas funcionales compuestos por diferentes estructuras de diferentes niveles de organización en el SNC.

1. Organización Jerárquica: de estructuras básicas hasta estructuras de mayor nivel de funcionalidad.

2. Organización Serial: la información sigue un camino determinado.

3. Existencia de Zonas Críticas: para el funcionamiento de cada actividad cerebral.

4. Vías de conexión: entre los diferentes niveles del sistema.

5. Organización topográfica: los distintos niveles jerárquicos se encuentran topográficamente

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