Los científicos tienen uno de sus mayores retos en sus propias cabezas. Asuntos que parecen obvios como la conciencia, resultan sorprendentemente complejos para la ciencia. Encontrar dónde se encuentra no es tarea fácil. Que un estudio arroje luz sobre dónde reside la experiencia consciente en el cerebro es un gran avance.
Científicos de la Universidad Hebrea de Jerusalén y la Universidad de Berkeley llevaron a cabo un estudio con pacientes epilépticos con el fin de examinar los procesos cerebrales involucrados en la percepción y el almacenamiento de imágenes. A través de este proceso de observación, los investigadores buscaban identificar las zonas del cerebro implicadas en la retención de recuerdos visuales a largo plazo, así como comprender mejor los mecanismos neurológicos que subyacen al acceso consciente de memorias e imágenes mentales. Los hallazgos de esta investigación podrían arrojar luz sobre cuestiones relacionadas con la neurociencia cognitiva.
Los científicos observaron que, luego de un accidente cerebrovascular que afecta el hemisferio derecho del cerebro, un 25% de los pacientes pueden mostrar síntomas de neglect (negligencia) o inatención del lado izquierdo del campo visual. Por ejemplo, al comer es posible que sólo se concentren en el contenido situado en la mitad derecha del plato, pasando por alto los alimentos del sector izquierdo, como si no estuvieran presentes.
Al examinar una fotografía o imagen, podrían prestar atención exclusivamente a los detalles y elementos visuales emplazados en la parte derecha, sin registrar conscientemente a los individuos o aspectos situados a su izquierda. Sin embargo, aunque no lo ven todo, esas personas igual se asustan o se ponen tristes con fotos completas.
Conciencia de lo que no se ve
El cerebro a veces entiende todo, aun cuando la persona solo es consciente de una parte. Fenómeno que revela cómo las diversas funciones visuales dependen de redes neuronales especializadas en cada hemisferio cerebral. A los investigadores les intriga que el cerebro registre cosas de las que no se es consciente. Tratan de entender cómo funciona la mente para poder ver y sentir las cosas que nos rodean.
Los Neurocientíficos de la Universidad Hebrea de Jerusalén y de la Universidad de California en Berkeley descubrieron la región del cerebro donde se retienen estas imágenes visuales durante los pocos segundos que las percibimos. Hallazgos que dieron a conocer este mes en la revista Cell Reports.
Uno de los autores del estudio, Gal Vishne de la Universidad Hebrea, explicó a Berkley News que la conciencia, y en particular la experiencia visual es algo que asumimos como normal. “Todo el mundo siente desde que abre los ojos al despertarse por la mañana hasta que se va a dormir. Nuestro estudio trata de su experiencia cotidiana”, sostiene. Por eso buscó entender más sobre cómo funciona la mente cuando abrimos los ojos.
Una pieza del rompecabezas
Para Leon Deouell, profesor de Psicología de la Universidad Hebrea, miembro del Centro Edmond y Lily Safra de investigación cerebral, y otro de los autores del estudio el punto clave era comprender lo que ocurre en el cerebro de los pacientes con ictus que sufren negligencia unilateral, es decir, que ignoran la mitad del mundo.
“Esto despertó mi interés por la cuestión de la conciencia. ¿Cómo es posible tener la información, pero no reconocerla como algo que se experimenta subjetivamente, no actuar en consecuencia, no mover los ojos hacia ella, no cogerla? ¿Qué hace falta para que algo no sólo sea percibido por el cerebro, sino para tener una experiencia subjetiva? Comprender esto nos ayudaría a entender qué es lo que falta en el sistema cognitivo y en el cerebro de los pacientes que padecen este tipo de síndrome”.
Robert Knight, también autor y profesor de psicología de la UC Berkeley y miembro del Instituto de Neurociencia Helen Wills, explica que se está añadiendo una pieza al rompecabezas de la conciencia al intentar explicar cómo las cosas permanecen en el ojo de nuestra mente para actuar en consecuencia. “El cerebro tiene una respuesta transitoria y otra sostenida”.
La electricidad cerebral
Deouell explica que durante décadas, los estudios del cerebro humano se centraron sólo en la primera señal eléctrica tras percibir algo, la cual desaparece a los 300-400 milisegundos. Sin embargo, solemos mirar y ser conscientes de estímulos por segundos o más. Lon investigadores explicaron a Berkley News que para detectar una actividad más duradera, obtuvieron el consentimiento para realizar pruebas en 10 personas a las que se les iba a abrir el cráneo para colocar electrodos en la superficie cerebral y rastrear la actividad neuronal asociada a los ataques epilépticos.
De esta forma registraron la actividad cerebral de los electrodos mientras mostraban distintas imágenes a los pacientes en la pantalla de un ordenador durante distintos periodos de tiempo, de hasta 1,5 segundos. Se pidió a los pacientes que oprimieran un botón cuando vieran alguna prenda. Así pudieron registrar la actividad cerebral.
La mayoría de métodos como IRMf (resonancias magnéticas) o EEG (electroencefalogramas) sólo permiten deducir dónde o cuándo ocurre la actividad, pero no ambas cosas. Gracias a los electrodos implantados, los investigadores de las Universidades Hebrea y de California en Berkeley lograron superar esta limitación.
De esta forma, estudian la retención de información visual a nivel neuronal por periodos más largos, lo cual antes no se explicaba. Esto mejora la comprensión de la conciencia y percepción humanas.
El hallazgo
En estudios anteriores sólo se observaba un breve estallido de actividad cerebral cuando se percibía algo nuevo. Tras analizar los datos con inteligencia artificial, el equipo descubrió que las áreas visuales del cerebro retenían información sobre lo percibido pero con baja actividad durante más tiempo. No sólo un breve pico.
El patrón sostenido de actividad neuronal era similar al inicial y cambiaba al ver imágenes diferentes. “Sugiere una base neuronal para la percepción estable a pesar de cambios en la actividad”, explica Deouell.
A diferencia de otros trabajos, encontraron que las cortezas frontal y parietal en la parte delantera del cerebro sólo se activan al percibir algo nuevo, desapareciendo la información en medio segundo. Incluso para un estímulo mucho más largo. El área visual occipitotemporal en la parte trasera también se vuelve muy activa por 300 milisegundos y luego baja a entre el 10-20% del pico inicial de forma sostenida pero baja. El patrón no desaparece, permanece igual durante la visualización. Deouell explica que el córtex frontal participa en detectar lo nuevo. Pero también hay representación continuada en zonas sensoriales superiores.
Una teoría de la conciencia
La secuencia de eventos en el cerebro se podría interpretar de varias formas. Knight y Vishne apoyan la idea de que la conciencia surge cuando la corteza prefrontal accede a la actividad sostenida en la corteza visual. Deouell sospecha que la conciencia emerge de las conexiones entre muchas áreas cerebrales, siendo la prefrontal sólo una de ellas.
Los hallazgos fueron confirmados por el Consorcio Cogitate. Aunque sus resultados están pendientes de revisión por sus pares se presentaron en Nueva York. Se anunció como un cara a cara entre dos de las principales teorías de la conciencia.
Tanto los datos de CellReports como los no publicados podrían ajustarse a cualquiera de las dos teorías. Deouell advirtió que esto involucra apenas dos de las 22 teorías actuales sobre conciencia. A menudo significa que no se entiende el tema. Sin embargo, los dos estudios y otros en curso del consorcio promovido por la Fundación Templeton, podrían conducir a una teoría verdadera y comprobable de la conciencia.
Teoría compleja
La conciencia es un concepto abstracto que se refiere a nuestra capacidad de emitir juicios prácticos basados en ideas y valores éticos. De ser un misterio filosófico se ha convertido en un fenómeno de laboratorio.
En la actualidad, existen 22 teorías sobre el tema. Algunas proponen una construcción jerárquica, en la que el cerebro promueve o degrada activamente los procesos cognitivos para que sean inconscientes o conscientes. Otras se centran en si la conciencia es mensurable y para ello analizan modos de expresión específicos de la conciencia en la realidad. Es un tema complejo y difícil de definir, a pesar de los avances científicos.
Vishne sostiene en cuanto a las predicciones de las dos teorías pudieron probar que ambas son correctas. “Pero si miramos el panorama más amplio, ninguna de las teorías en su forma actual funciona. Dado que aún se desconoce mucho sobre la base neural de la conciencia, creemos que hay que recopilar más datos antes de que un nuevo ave fénix pueda resurgir de las cenizas de las teorías anteriores». Los futuros estudios previstos por Deouell y Knight explorarán la actividad eléctrica asociada a la conciencia en otras regiones del cerebro, como las áreas que se ocupan de la memoria y las emociones.
Una luz esperanzadora
Si bien los hallazgos aún no clarifican por qué a veces no somos conscientes de lo que percibimos, investigaciones como esta podrían tener aplicaciones prácticas en el futuro. Podrían permitir a los médicos determinar, mediante el estudio de la actividad cerebral, si un paciente en coma sigue siendo consciente del mundo exterior. Esto es relevante para saber su posibilidad de recuperación.
Comprender mejor cómo funciona la conciencia también podría ayudar a los profesionales de la salud a desarrollar tratamientos para trastornos que afectan la percepción consciente. Aunque aún faltan respuestas, este tipo de estudios neurocientíficos apuntan a beneficiar en el futuro el diagnóstico y cuidado de personas con trastornos de la conciencia.
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