¿Es la memoria de trabajo un modelo necesario y suficiente para explicar la experiencia consciente?

Publicado en Sinápticas.
Léelo completo en su sitio: https://sinapticas.com/2018/12/03/es-la-memoria-de-trabajo-un-modelo-necesario-y-suficiente-para-explicar-la-experiencia-consciente/

©

Leandro Castelluccio

 

Una versión en inglés de este ensayo se encuentra en el siguiente link.

 

Uno de los mayores desafíos de la investigación actual en neurociencia es explicar cómo surge la conciencia a partir de la función cerebral. Una idea interesante sobre esta área surge cuando consideramos otro fenómeno: la memoria de trabajo. Parece de sentido común que todo lo que conocemos en el momento presente es parte de nuestra memoria de trabajo, es un contenido activo que podemos informar y usar explícitamente para guiar nuestro comportamiento. Como señalan Baars y Franklin (2003), una observación importante que se puede hacer a partir de la investigación sobre la memoria de trabajo, es que todos los componentes activos de la memoria de trabajo clásica son conscientes, se refieren a cosas como comentarios, ensayos, operaciones visuo-espaciales y reportes. Según los autores, este hecho sugeriría, en efecto, que las experiencias conscientes desempeñan un papel clave en la memoria de trabajo clásica. O podríamos decir que la memoria de trabajo desempeña un papel clave en la generación de una experiencia consciente.

Un hecho que podría apoyar lo anterior es que la memoria de trabajo y la percepción consciente comparten sustratos neuronales comunes (Soto & Silvanto, 2014), lo que sugiere que están estrechamente acoplados, en particular la corteza prefrontal y las conexiones a las áreas parietales se han asociado a la formación de estados conscientes a partir de un espacio de trabajo neuronal global para el acceso consciente de la información, que a su vez se ha vinculado con las operaciones de la memoria de trabajo y el control cognitivo. Baars (1997), por ejemplo, habla sobre el “espacio de trabajo global”, que implica un evento subjetivamente experimentado que forma parte de la memoria de trabajo.

Hassin, Bargh, Engell y McCulloch, (2009) que abordan el modelo de Baddeley sobre este tema, explican la progresión de considerar que un subconjunto de la información que se mantiene activamente en la memoria de trabajo es aquella de la que somos conscientes, a sugerir que la experiencia consciente podría ser una de las funciones del componente ejecutivo central de la memoria de trabajo. Recientemente, se ha propuesto que el conocimiento es inherente a la interacción entre el búfer ejecutivo y el búfer episódico en cuanto a la memoria. Según Baddeley (2000), este búfer episódico comprende un sistema de capacidad limitada, que proporciona almacenamiento temporal de la información contenida en un código multimodal que tiene la capacidad de integrar información de los sistemas subsidiarios, y también de la memoria a largo plazo, para formar una representación unitaria episódica, donde la experiencia consciente sería el modo principal de recuperación de este búfer. La idea de un búfer episódico que almacena información en un código multimodal, que se vincula con los sistemas subsidiarios, es atractiva para explicar, por ejemplo, nuestro sentido de una experiencia consciente unificada e integrada, donde diferentes sensaciones y qualia (experiencia subjetiva – “lo rojizo del rojo”) se manifiestan en conjunto. Podría haber, por lo tanto, un papel importante de la memoria de trabajo en la conciencia consciente. 

Sin embargo, hay un problema que debe abordarse antes de hablar sobre esta relación, que es el problema de definir la conciencia. No parece haber un consenso acerca de lo que significa el término “conciencia”. Wilkes (1984) ha argumentado en relación con esto, que el término “conciencia” es como la palabra “cosa”, que es útil para designar muchos elementos porque carece de contenido específico. Y de hecho, la “conciencia” se ha utilizado con una gran variedad de significados, incluso las llamadas “teorías de la conciencia” tienen una estructura intelectual muy diversa (Lycan, 2006). Este es un problema cuando tratamos de encontrar los correlatos neurales de la conciencia, si estamos hablando de cosas diferentes, entonces es difícil comparar lo que diferentes autores han encontrado sobre la función cerebral y la conciencia, no hace falta decir, que sería aún más difícil abordar el tema de la conciencia y su relación con otro fenómeno, como en este caso la memoria de trabajo.

El significado específico que me gustaría usar aquí es el de quale (o qualia en forma plural). Los qualia se refieren a las sensaciones o experiencias subjetivas de las cosas, por ejemplo la experiencia de enrojecimiento cuando uno percibe algo de ese color (Blackmore, 2005). Es lo que considero que podemos relacionar mayormente cuando hablamos de estar conscientes de algo o tener conciencia, por lo tanto, parece el significado apropiado del término para usar y discutir los correlatos neuronales y las relaciones con otros fenómenos.

Ramachandran y Hirstein (1997) hablan de ciertas leyes que deben estar presentes para tener qualia (experiencia consciente subjetiva de las cosas). De importancia para nuestra discusión son la segunda y tercera ley, que indican que los qualia se pueden usar para otros procesos, y que la experiencia subjetiva debe permanecer por un cierto tiempo (lo que implicaría memoria), para que los procesos ejecutivos puedan trabajar con ese contenido Esto es muy interesante cuando consideramos nuestro tema, ya que la memoria de trabajo estaría implicada en estas dos leyes, lo que apoyaría la idea de que la misma es necesaria para la experiencia consciente.

Una evidencia que respalda la idea de que la memoria contribuye a la experiencia consciente proviene del fenómeno del blindsight o ceguera cortical. Se refiere a la condición en que los sujetos son capaces de discriminar cierta información visual sin ser conscientes de lo que están observando (Weiskrantz, 1986). Según Milner y Goodale (1995), los pacientes con blindsight pueden hacer cosas como rotar correctamente un sobre y colocarlo en una caja que se encuentra en posición vertical u horizontal, aunque no puedan percibir conscientemente la orientación de la caja en el espacio. Se argumenta que el flujo visual dorsal que procesa información relacionada con la orientación de los objetos en el espacio y afecta el movimiento del brazo funciona como una especie de reflejo, con información continua que no se conserva (no hay memoria), y una vez la información se ha ido, no se puede usar para otros procesos, ya que no se cumple la segunda y tercera ley de qualia, lo que explicaría por qué no hay experiencia consciente en estos casos (Ramachandran & Hirstein, 1997). Como mencionamos anteriormente, de acuerdo con estos autores, la memoria y la posibilidad de trabajar con la información son necesarias para la toma de conciencia.

Crick y Koch (1992), han declarado que podría haber neuronas particulares asociadas a los qualia, y estas neuronas serían aquellas que se proyectan a los lóbulos frontales. Si tomamos en cuenta el papel de los lóbulos frontales en la toma de decisiones y la memoria de trabajo (Gazzaniga, Ivry, & Mangun, 2013), esto tendría sentido cuando pensamos en las leyes de los qualia. La memoria de trabajo tiene correlatos neuronales en la actividad del lóbulo frontal. Por ejemplo, cuando analizamos la codificación de la memoria de trabajo visual, varias regiones corticales y subcorticales parecen activarse, y se ha encontrado que la corteza prefrontal lateral (la unión frontal inferior) muestra un perfil de activación temporal asociado con la duración de la codificación. Esta región corresponde al área prefrontal previamente implicada en el “parpadeo de atención”, lo que sugiere que esta región está altamente involucrada en la codificación de la memoria de trabajo visual (Todd, Han, Harrison, & Marois, 2011). Además, en un experimento realizado para examinar qué regiones del cerebro se activan de forma común y diferente durante varias tareas de memoria de trabajo, se observó una activación de una red fronto-parietal bilateral generalizada. Varias regiones fueron sensibles a componentes de tareas específicas, como la región de Broca durante las tareas verbales o la corteza premotora ventral para la identidad del objeto y la corteza premotora dorsal para la ubicación del objeto. Al mismo tiempo, surgió una red “central” consistente de conjunciones a través de análisis de diseños de tareas específicas y contrastes, que involucran regiones que son necesarias durante la tarea de memoria de trabajo (Rottschy et al., 2012). Además, Naci, Cusack, Owen y Anello (2014) identificaron lo que parece ser un código neuronal común que sustenta experiencias conscientes similares, que consiste en una actividad cerebral sincronizada a través de cortezas frontales y parietales en regiones que se sabe que apoyan la función ejecutiva. Entonces, parece que existe una relación entre la experiencia consciente y la memoria y la función ejecutiva, que respalda la validez, en términos de correlatos neuronales, de la necesidad de las dos leyes de qualia mencionadas anteriormente para que ocurra la experiencia consciente.

Sin embargo, hay varias críticas hacia las conclusiones que se han expresado sobre la visión ciega y lo que significa para la conciencia, por lo que debemos tener cuidado si utilizamos este caso como evidencia de apoyo para decir que la memoria, por ejemplo, es necesaria para la experiencia consciente. Weiskrantz (2009) ha preguntado si la visión ciega no es en realidad una forma degradada de la función visual normal, y se cuestiona si existe una verdadera separación entre el flujo dorsal y el flujo ventral del procesamiento visual en ceguera y en general (Himmelbach & Karnath, 2005; Schenk & McIntosh, 2010).

Soto, Mäntylä y Silvanto (2011) indican que la comprensión actual muestra que la codificación de la información en la memoria de trabajo, el mantenimiento, la recuperación y el uso en la toma de decisiones de la misma se basa en los contenidos de la conciencia. Sin embargo, Soto y Silvanto (2014) analizan la cuestión de si la conciencia es obligatoria para el funcionamiento de la memoria de trabajo y también que los contenidos de la memoria de trabajo están necesariamente asociados a estados conscientes que se pueden informar. Parece que no estamos enterados de participar en operaciones de memoria de trabajo. De acuerdo con estos autores, no hubo evidencia de que participantes en un experimento fueran conscientes de haber extraído la información de una secuencia en una tarea. Parece que la extracción de la información de la secuencia espacial para guiar el comportamiento requiere el mantenimiento y la actualización de las representaciones de la memoria, por lo que se concluye que hubo operaciones sin orientación y conocimiento intencional de esas operaciones. Al mismo tiempo, estudios recientes han examinado cómo la presentación de distractores afecta la introspección de los contenidos de la memoria de trabajo y la precisión real de la misma. La evidencia sugiere que la precisión de la memoria de trabajo se ve afectada por distractores conscientes y no conscientes que son muy diferentes del contenido de la memoria de trabajo, y que las clasificaciones de intensidad subjetiva del contenido de la memoria de trabajo se reducen por distractores similares y diferentes, pero solo cuando no estaban conscientes, lo que sugeriría que estos contenidos son maleables por factores que no influyen en la precisión del trabajo (Soto & Silvanto, 2014). Esto indicaría que los procesos inconscientes participan e influyen en la memoria de trabajo.

Parece que la memoria de trabajo puede funcionar con información no consciente, como lo demuestra el hecho de que los observadores pueden mantener señales visuales, enmascaradas, ocultas, llenas de distractores similares y aún realizar un rendimiento significativamente superior al nivel de probabilidad, durante una prueba de discriminación retrasada. Las funciones cognitivas de alto nivel, como los cálculos aritméticos y la lectura, pueden llevarse a cabo sobre información no consciente. Éstos caerían dentro del repertorio de funciones de memoria de trabajo y dependerían de la disponibilidad del componente ejecutivo de la misma (Soto & Silvanto, 2014). Estos autores argumentan que es probable que lo que llamamos memoria de trabajo esté formado por diferentes tipos de mecanismos, y estos diversos mecanismos pueden constituir distintos tipos de memoria de trabajo con funciones específicas de comportamiento. Podríamos decir que algunos aspectos son conscientes y otros no.

Los procesos cognitivos que son controlados se asume convencionalmente que operan de manera lenta, con esfuerzo y de forma voluntaria, se supone que tales procesos son conscientes (Schmidt, Crump, Cheesman & Besner, 2007). Sin embargo, como lo advierten estos autores, los resultados de cuatro experimentos proporcionan evidencia de un procesamiento controlado en ausencia de conociencia. En este caso, los participantes identificaron el color de una palabra neutral de distracción, mostrando que la identificación del color era más rápida cuando las palabras aparecían en el color en el que se presentaban con mayor frecuencia en relación con cuando aparecían en otro color. Esto ocurrió incluso para los participantes que desconocían subjetivamente cualquier contingencia entre las palabras y los colores. Parece que los participantes que no estaban al tanto de la relación entre las palabras de distracción y los colores todavía podrían controlar el impacto de la palabra en el rendimiento, dependiendo de la naturaleza del ensayo anterior. También se encontró que el efecto de contingencia no depende del nivel de conciencia, por lo que se descartan las cuentas de la estrategia explícita, todo esto demuestra que el control implícito puede existir.

Según Hassin, Bargh, Engell y McCulloch (2009), se sugiere que cuando ciertos procesos no están en nuestro enfoque consciente actual están inactivos, es decir, no realizan ningún trabajo. Pero es una posibilidad que la memoria de trabajo pueda operar implícitamente. La memoria de trabajo puede reclutarse sin intención consciente, lo que sería beneficioso, en el sentido de que el contenido consciente es limitado, lo que proporciona una disponibilidad más amplia de información útil que afectaría el comportamiento. Este aspecto inconsciente de la memoria de trabajo incluiría el mantenimiento activo de la información ordenada durante períodos de tiempo relativamente cortos, la actualización de la información relevante para el contexto y los cálculos relevantes para el objetivo que involucran representaciones activas, también un sesgo rápido de cogniciones y comportamientos relevantes para la tarea, al servicio de objetivos perseguidos actualmente. Parece que los resultados de cinco estudios muestran que una tarea de memoria operativa, que consiste en la extracción en línea y la aplicación de patrones, se produjo en ausencia de intención y experiencia consciente, lo que sugiere que la memoria operativa puede funcionar involuntariamente y fuera de la experiencia consciente (Hassin et al. al., 2009).

Según Marien, Custers, Hassin, Aarts y Smith (2012), los resultados de 6 experimentos muestran que la activación subliminal de una meta de socialización, una meta personal idiosincrásica o una meta académica pudo dañar el desempeño de los participantes en una tarea de función ejecutiva. Los efectos fueron exclusivos del control ejecutivo, y fueron similares cuando el objetivo se activó conscientemente. Parece que una meta inconsciente ocupaba el control ejecutivo para avanzar más fuertemente cuando la meta tenía valor personal.

Al mismo tiempo, Hsieh y Colas (2012) encontraron que un objeto en movimiento aún puede atraer la atención cuando se presenta de manera subliminal, sin embargo, la trayectoria dinámica de un objeto y sus patrones predictivos relevantes para la tarea pueden no ser monitoreados y mantenidos en la memoria de trabajo visual.

Si es el caso de que nuestra memoria de trabajo puede mantener contenido que no sea consciente y que pueda usarse en otros procesos y obtener ciertas respuestas de comportamiento, entonces no sería cierto que la memoria de cierta información y su posibilidad de ser utilizada para la planificación y la decisión, por ejemplo, es una condición suficiente para la toma de conciencia, como lo demuestran las pruebas mencionadas anteriormente, nuestra memoria de trabajo mantiene información que no cumple con las dos leyes de qualia mencionadas anteriormente.

Dutta, Shah, Silvanto y Soto (2014), proporcionan evidencia de los correlatos neuronales de estas tareas cognitivas de alto nivel (como el aprendizaje de secuencias de elementos complejos, lectura, aritmética o discriminación visual retardada) que operan en un nivel inconsciente. Muestran que la corteza dorsolateral y prefrontal anterior pueden operar con información no consciente de una manera que parece diferente de las formas automáticas de “priming”sensoriomotor que respaldarían los procesos implícitos de memoria de trabajo y la función cognitiva de nivel superior. Explican que los estímulos visuales por debajo del umbral para el informe consciente, se pueden mantener y acceder para su uso posterior en una prueba de discriminación de memoria retardada. El papel de la corteza prefrontal en la memoria de trabajo puede no estar restringido a elementos visibles, por ejemplo, sino que también puede extenderse a procesos no conscientes al servicio de la memoria de trabajo visual.

Parece que hay otros procesos en marcha que contribuyen a la experiencia subjetiva particular que tenemos de las cosas, llegaríamos a la conclusión de que se necesita más que la memoria de trabajo para la experiencia consciente. Por ejemplo, según Northoff (2003), la naturaleza cualitativa, fenomenológica de los qualia, podría estar relacionada con una activación temprana de la corteza ventral-prefrontal. Al mismo tiempo, la coactivación en la corteza prefrontal ventromedial y el hipotálamo, y la desactivación en la corteza prefrontal ventrolateral y la corteza cingulada posterior, podrían explicar la experiencia de la presencia de qualia, refiriéndose a la idea de que algo así como la “dulzura” del chocolate se experimenta como ausente de tiempo. Al mismo tiempo, Northoff (2003) indica, por ejemplo, que la homogeneidad no estructural (la experiencia de unidad y totalidad de nuestras sensaciones) podría estar relacionada con la naturaleza multimodal de la corteza prefrontal ventromedial, integrando diferentes aspectos de nuestra experiencia. La noción de transparencia de nuestra experiencia, la idea de que nuestra sensación es parte del mundo y que tenemos un contacto directo con ella, podría estar relacionada con una supresión recíproca entre la corteza prefrontal ventromedial y ventrolateral.

De toda esta información, podemos concluir que la experiencia consciente puede necesitar memoria de trabajo, pero no todo el contenido de la memoria de trabajo puede caer en el ámbito de la conciencia. Entonces, podría ser el caso de que la memoria de trabajo sea un buen modelo y necesario para explicar la experiencia consciente, pero no suficiente. La investigación adicional sobre este tema debería centrarse, si es posible, en si puede haber experiencia consciente sin ningún tipo de memoria de trabajo, lo que abordaría la cuestión de que la memoria de trabajo es necesaria para la experiencia consciente.

Referencias

Baars, Bernard J., & Franklin, Stan. (2003). How conscious experience and working memory interact. Trends in Cognitive Sciences,7(4), 166-172.

Baars, B. J. (1997). In the Theater of Consciousness. New York, NY: Oxford University Press

Baddeley, A. (2000). The episodic buffer: A new component of working memory? Trends in Cognitive Sciences,4(11), 417-423.

Blackmore, S. (2005) Consciousness: A Very Short Introduction.New York: Oxford University Press Inc

Crick, F. & Koch, C. (1992). The problem of consciousness, Scientific American, 267, 152–159.

Dutta, Agneish, Shah, Kushal, Silvanto, Juha, & Soto, David. (2014). Neural basis of non-conscious visual working memory.NeuroImage,91, 336-343.

Gazzaniga, M., Ivry, R., & Mangun, G. (2013). Cognitive neuroscience : The biology of the mind (Fourth ed.). New York, N.Y.: W. W. Norton & Company.

Hassin, Ran R., Bargh, John A., Engell, Andrew D., & McCulloch, Kathleen C. (2009). Implicit working memory. Consciousness and Cognition,18(3), 665-678.

Himmelbach, M & Karnath, H. O. (2005). Dorsal and ventral stream interaction: contributions from optic ataxia. Journal of cognitive Neuroscience, 17(4), 632-40.

Lycan, W. G. (2006). Consciousness and Qualia Can be Reduced. In R. J. Stainton (Ed.), Contemporary debates in cognitive science(pp. 189-201). Malden: Blackwell Publishing.

Hsieh, Po-Jang, & Colas, Jaron T. (2012). Awareness Is Necessary for Extracting Patterns in Working Memory but Not for Directing Spatial Attention. Journal of Experimental Psychology: Human Perception and Performance,38(5), 1085-1090.

Marien, H., Custers, R., Hassin, R., Aarts, H., & Smith, Eliot R. (2012). Unconscious Goal Activation and the Hijacking of the Executive Function. Journal of Personality and Social Psychology,103(3), 399-415.

Milner, A.D. & Goodale, M. A. (1995). The Visual Brain In Action. Oxford: Oxford University Press.

Naci, L. M., Cusack, R., Owen, A., & Anello, M. (2014). A common neural code for similar conscious experiences in different individuals. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America,111(39), 14277-14282.

Northoff, G. (2003). Qualia and ventral prefrontal cortical function: ‘Neurophenomenological’ hypothesis. Journal of Consciousness Studies, 10(8), 14-48.

Ramachandran, V.S &Hirstein, W. (1997). Three Laws of Qualia: What Neurology Tells Us about the Biological Functions of Consciousness, Qualia and the Self.Journal of Consciousness Studies, 4, 429-458.

Rottschy, Langner, Dogan, Reetz, Laird, Schulz, . . . Eickhoff. (2012). Modelling neural correlates of working memory: A coordinate-based meta-analysis. NeuroImage,60(1), 830-846.

Schenk, T & McIntosh, R. D. (2010). Do we have independent visual streams for

perception and action? Cognitive Neuroscience, 1, 52–63.

Schmidt, James R., Crump, Matthew J.C., Cheesman, Jim, & Besner, Derek. (2007). Contingency learning without awareness: Evidence for implicit control. Consciousness and Cognition,16(2), 421-435.

Soto, David, & Silvanto, Juha. (2014). Reappraising the relationship between working memory and conscious awareness. Trends in Cognitive Sciences,18(10), 520-525.

Soto, Mäntylä, & Silvanto. (2011). Working memory without consciousness. Current Biology,21(22), R912-R913.

Todd, J. Jay, Han, Suk Won, Harrison, Stephenie, & Marois, René. (2011). The neural correlates of visual working memory encoding: A time-resolved fMRI study. Neuropsychologia,49(6), 1527-1536.

Weiskrantz, L. (1986). A Case Study and Implications. Oxford: Oxford University Press

Weiskrantz, L. (2009). Is blindsight just degraded normal vision? Experimental Brain Research, 192(3), 413-416. doi:10.1007/s00221-008-1388-7

Wilkes, K. V. (1984). Is Consciousness Important?British Journal for The Philosophy of Science, 35(3), 223-243. DOI: 10.1093/bjps/35.3.223