Redes neuronales, información y conocimiento

Por Ricardo Capilla Vilchis

Ciudad de México. 15 de junio de 2018 (Agencia Informativa Conacyt).- ¿Tenemos libre albedrío o somos títeres de nuestras propias neuronas? Esta pregunta ha surgido entre los neurocientíficos cuando se estudian los complejos procesos cerebrales que permiten a una persona mover las diferentes partes de su cuerpo.

¿Cuál es la diferencia entre información y conocimiento? El conocimiento, explicó el doctor Pablo Rudomin, investigador emérito del Centro de Investigación y de Estudios Avanzados (Cinvestav) y miembro nivel III del Sistema Nacional de Investigadores (SNI), es un conjunto organizado de datos e información destinados a resolver un problema específico.

El investigador explicó que toda nuestra vida y todas nuestras acciones están determinadas a resolver problemas específicos, ya sea movernos, decidir cómo caminar, alimentarnos o llevar a cabo otras funciones vitales. El conocimiento requiere de información y de un procesamiento de esos datos, además de aprendizaje y de la formulación de hipótesis.

Cuando vamos a mover una parte del cuerpo, nuestro cerebro realiza una representación de lo que vamos a hacer desde antes. Esa representación es la hipótesis. Si la hipótesis de cómo nos vamos a mover es correcta, nos moveremos adecuadamente, lo que nos permite tener reacciones anticipadas a los retos del entorno y poder sobrevivir.

Dr. Pablo Rudomin

Biólogo por el Instituto Politécnico Nacional y maestro y doctor en ciencias por el Cinvestav. Es investigador emérito del Departamento de Fisiología Biofísica y Neurociencias de la misma institución y es miembro de El Colegio Nacional. Sus estudios se centran en el análisis de los mecanismos del control central de la información transmitida por las fibras sensoriales en la médula espinal y de cómo estas se modifican durante lesiones centrales y periféricas, así como durante procesos de inflamación aguda.

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Lo anterior se puede aplicar tanto a los individuos como a las sociedades. En el caso de la colectividad, el investigador apuntó que con la ciencia actual se tiene la capacidad de anticipar los efectos de fenómenos perjudiciales para el humano, como los ocasionados por el cambio climático.

Benjamin Libet, neurólogo pionero estadounidense, se dedicó a estudiar los potenciales cerebrales ocurridos antes de que las personas sean conscientes de tomar una decisión, es decir, se podría decir que somos títeres de nuestras propias neuronas, explicó Rudomin.

Asimismo, dijo que Libet sostenía que las acciones voluntarias aparecen precedidas de cambios eléctricos específicos en el cerebro 500 milisegundos antes de la intención de realizar dichas acciones. Por otro lado, no es sino hasta 200 milisegundos antes del acto motor, que los humanos nos hacemos conscientes de las intenciones de realizar una acción y existe la posibilidad de frenar el acto.

“Esto tiene una serie de consecuencias éticas y sociales acerca de qué tanto somos responsables de nuestras acciones, pero también lo importante en este contexto es que la posibilidad de decir 'no' es voluntaria”, comentó el investigador.

¿Cómo se generan los movimientos voluntarios?

Para que una persona ejecute un movimiento voluntario con su cuerpo, primero debe haber una planeación anticipada en el cerebro. Toda esa planeación sucede como una representación en la corteza del cerebro milésimas de segundo antes de que el cuerpo comience a moverse.

De acuerdo con el doctor Pablo Rudomin, la planeación involucra varias regiones de la corteza cerebral, en donde se generan modelos cognoscitivos y motores relacionados con los movimientos. Durante la transición entre la fase de planeación y la ejecución del movimiento, se requiere la toma de decisiones y de ello depende si al final el movimiento se realiza o no.

“Algo muy interesante es que al pensar un movimiento, aun sin llegar a ejecutarlo, se activan áreas de la corteza motora y sensorial del cerebro. Esto es sensacional desde un punto de vista práctico, porque una persona que tiene lesiones espinales y no puede moverse, su cerebro sigue activo y puede comunicarse con el mundo externo”, explicó.

Dijo que esta capacidad del cerebro de mantenerse activo a pesar de haber sufrido lesiones se ha probado en la academia. En la Universidad de Pittsburgh, se implantaron electrodos en la corteza cerebral a monos para que pudieran comandar un brazo robótico.

Hasta el momento, solo se han llevado a cabo pruebas con humanos en donde se ha logrado que una persona controle prototipos de prótesis, pero con el desarrollo de investigación de la corteza cerebral y el desarrollo de tecnologías, en un futuro será posible reemplazar extremidades con prótesis robóticas que podrán ser controladas por su usuario.