Drogas, recompensa y el cerebro

Publicado en Sinápticas.
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Leandro Castelluccio

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

Introducción

Por qué las seres humanos consumen drogas psicoactivas? A menudo se piensa que las personas, en los términos más simples, actúan para buscar placer y evitar el dolor. Pero esto no es realmente tan simple y no necesariamente cierto. En la obra “Proposiciones” se sostiene que el criterio fundamental de las acciones humanas no es la búsqueda del placer o la evitación del dolor. De hecho, se afirma directamente que evitar el sufrimiento puede ser solo un hecho aparente que disfraza lo que está detrás, que es el logro de una acción vinculada a la recompensa, el cual sería el criterio o la razón fundamental de nuestro comportamiento. Pero no es una recompensa en el sentido habitual del término, y no está necesariamente asociada con el concepto de placer, sino que se refiere a un espectro de estados subjetivos, cada uno de los cuales es un estado de recompensa. Así, un estado considerado de “paz” y relajación es un estado de recompensa, así como uno de entusiasmo o exaltación positiva. Y podemos observar un indicio de esto en el consumo de sustancias psicoactivas, ya que existe una gran dificultad para explicar las adicciones a dichas sustancias en términos de patrones únicos a nivel cerebral. Por ejemplo, la idea clásica de que las drogas actúan y la adicción se genera particularmente en base a la activación del circuito dopaminérgico parece estar equivocada (no todas las adicciones parecen involucrar estos circuitos). Por eso creo que deberíamos ampliar nuestro concepto de lo que significa “recompensa”.

De todas formas, por qué las personas inician el uso de drogas, prueban o se vuelven adictas a las sustancias es una pregunta muy profunda y difícil. A menos que digamos que las drogas son algo con una naturaleza diferente y alternativa a todas las demás cosas, entonces debemos estar de acuerdo en que la respuesta está en nuestras nociones de motivación, de por qué hacemos o nos involucramos en todo tipo de actividades en general. Podemos decir que consumir drogas es diferente de cosas como jugar al fútbol, ​​pero aún así la dimensión de la que estamos hablando es la motivación, por qué hacemos lo que hacemos. En la situación imaginaria en la que descubrimos que se está tomando una droga sin ninguna motivación porque ahora es algo automático o inconsciente, todavía tendríamos que explicar por qué se tomó la droga en primer lugar, qué motivó a una persona a hacerlo. En un escenario más real, podemos encontrar personas adictas a las drogas que están muy motivadas para dejar de tomarlas, pero que sin embargo no lo logran hacer. ¿Por qué siguen tomándolas? Creo que los diferentes modelos de adicción a las drogas solo pueden llevarnos a cierto nivel de explicación en cuanto a por qué usamos drogas, a menos que ampliemos nuestra noción de recompensa, como he dicho, el elemento motivacional esencial de nuestro comportamiento.

Existen diferentes conceptos de motivación dentro de la neurocienciaconductual que nos ayudan a comprender para qué se desarrollan principalmente los sistemas cerebrales límbicos. Tales conceptos son muy diversos y ejemplifican la complejidad del área, estos incluyen la idea de homeostasis, puntos de ajuste y puntos de asentamiento, variables intermedias, accionamientos hidráulicos, reducción del impulso, comportamiento apetitivo y consumatorio, procesos del oponente, reacciones hedónicas, motivación del incentivo, centros de impulsión, neuronas de impulsión dedicadas, jerarquías neuronales y nuevas conceptos como la alostasis, los incentivos cognitivos y la recompensa “gusto” frente a “querer”, por ejemplo (Berridge, 2004).

Modelos neurocognitivos de la adicción

Consideremos los diferentes modelos de adicción. Las teorías de la adicción al aprendizaje aberrante, por ejemplo, afirman que la exposición repetida a las drogas adictivas aumenta la capacidad de respuesta pavloviana e instrumental a las señales que están asociadas a la toma de drogas, esto se cree que ocurre debido a las acciones en las neuronas que controlan las respuestas normales a claves no condicionadas por drogas. El estriado ventral y dorsal en el cerebro estaría involucrado en esto. Un punto interesante de estas teorías es la noción de insensibilización al resultado de la devaluación de la mayor capacidad de respuesta a las señales de drogas, lo que significa que una persona presentaría esta respuesta mayor independientemente del castigo, por ejemplo. 

Las teorías de la disfunción frontostriatal de la adicción, por otro lado, proponen que la exposición repetida a las drogas adictivas causa déficits en el control ejecutivo de arriba hacia abajo sobre el comportamiento (Badiani, Belin, Epstein, Calu, & Shaham, 2011). Esto está relacionado con la idea de que la adicción a las drogas no implica la elección voluntaria. Como señalan Kalivas y Volkow (2005), las adaptaciones celulares en la inervación glutamatérgica prefrontal del accumbens causan una disminución del control cognitivo, es decir, una falta de elección. Al mismo tiempo, estos cambios en el cerebro disminuyen el valor de las recompensas naturales y mejoran el impulso glutamatérgico en respuesta a los estímulos asociados con las drogas. Si tuviéramos que enfocarnos solo en esto, diríamos que el uso humano de drogas podría no tener nada que ver con la motivación o la recompensa (al menos en ciertos niveles), sino con un deseo y e impulso donde no hay control voluntario y donde hay ausencia de elección. Pero aún así, no estaríamos explicando por qué las personas comienzan a tomar la droga en el primer lugar, y no todos llegan a este punto de ansia y adicción. En este sentido, según Ahmed, Lenoir y Guillem (2013), la adicción como un trastorno psiquiátrico se define como el resultado de disfunciones cerebrales que afectan la toma de decisiones normales. Entonces, al menos en primer lugar, la posibilidad de elección está presente en relación con el uso de drogas, esto implica alternativas y razones por las que las personas podrían estar sopesando cuando deciden tomar un droga.

Por otro lado, la teoría hedónica-alostática de la adicción propone que el uso inicial de drogas está controlado principalmente por los efectos gratificantes de la droga, pero que el uso crónico de drogas conduce a una disminución de sus efectos gratificantes y al reclutamiento de sistemas relacionados con el estrés (Badiani et al., 2011). Esto introduce una idea interesante, que podría decirnos mucho sobre la motivación y por qué las personas usarían drogas, que es evitar los estados negativos, en términos simples, evitar el sufrimiento o el disgusto. 

Si vinculamos esta idea con la noción de motivación en general, ¿qué tan precisa es realmente? ¿Actuamos realmente para evitar estados dolorosos? Pensamos que la respuesta es “sí” de una manera muy obvia, pero desafiaría esta idea y diría que lo que realmente hacemos en casi todos los casos es buscar un estado que sea gratificante en cierta medida. Tengamos en cuenta que muchas de las cosas que hacemos, no parecen tener realmente un estado de sufrimiento asociado como causa motivadora de la conducta, por el contrario, el estado de sufrimiento viene más tarde como resultado de no obtener lo deseado o lo que hemos destinado nuestras acciones, que tienen un objetivo que se asocia a la recompensa en su lugar. Consideremos, por ejemplo, nuestro apetito o deseo de comer, este no es realmente un estado de sufrimiento, es un estado gratificante, cuando sentimos apetito, solo pensar en la comida puede emocionarnos y generar sentimientos de placer, probar la comida es más gratificante, podríamos pensar que es mejor o más sabroso que cuando estamos llenos o sin ganas de comer, en este último caso la comida ya no es algo gratificante. Esto iría en contra de la idea de que lo que hacemos cuando tenemos apetito es evitar un estado negativo, en el que no estamos consumiendo alimentos. El hambre es, sin embargo, un estado negativo, pero se produce después de un período prolongado de tiempo sin consumir alimentos, y puede ser exacerbado psicológicamente si no tenemos la posibilidad de obtener alimentos. Entonces, cuando tenemos apetito, la comida es gratificante y todo el estado es gratificante: ahora tenemos algo que nos hace sentir entusiastas, nos hace pensar en un momento placentero. Creo que esto se puede extender a casi cualquier ejemplo, cuando hacemos cosas, a menos que sea una respuesta rápida y automática, como cuando quitamos la mano rápidamente si tocamos una superficie caliente accidentalmente, no escapamos ni evitamos los estados negativos, sino que buscamos una recompensa. Una vez más, creo que el problema es que tenemos un concepto restringido de recompensa, diría, por ejemplo, que un estado de relajación y tranquilidad puede considerarse un estado gratificante. Desde este punto de vista, podríamos considerar algo como la necesidad de consumir drogas cuando nos sentimos ansiosos o en apuros, como cuando se tiene síntomas de abstinencia, por ejemplo, no como una forma de evitar el dolor sino como una búsqueda activa de un estado gratificante, el de la relajación producto de calmar la ansiedad (considerando una distinción más amplia de los estados de recompensa). Podemos pensar en un estado de relajación y disminución de la excitación en este caso después de tomar la droga.

Si volvemos a los modelos de adicción a las drogas, también tenemos la teoría de la adicción a la sensibilización al incentivo, que indica que las drogas aumentan la neurotransmisión de dopamina mesocorticolímbica y que la atribución de la importancia del incentivo al contexto, señales y otros eventos que están asociados con la activación de este sistema dopaminérgico, es una de las funciones psicológicas de este sistema en el cerebro, en el que las adaptaciones duraderas se generan por la exposición repetida a drogas adictivas, lo que hace que el sistema sea hipersensible a las drogas y señales asociadas con las drogas. También se ha dicho que la sensibilización de los sistemas neuronales que median la prominencia de los incentivos se produce independientemente de los cambios en los sistemas neuronales que controlan los efectos placenteros de las drogas. Esta es una dicotomía de querer una droga frente a gustar una droga (Badiani et al., 2011). Este podría ser un factor que puede ayudarnos a explicar por qué las personas adictas a ciertas drogas parecen no experimentar más placer, sin embargo, siguen deseando la droga. ¿Qué puede decirnos esto sobre la motivación y por qué usamos drogas en general? Una vez más, creo que es muy difícil separar el comportamiento de los estados gratificantes, el problema es que la recompensa como motivación es ahora un concepto muy restrictivo, y creo que deberíamos ampliarlo, si decimos, por ejemplo, que la cocaína y la heroína no produce los mismos efectos, esto no significa que uno sea gratificante y el otro no. Como se indica, el “gusto” de las recompensas sería un factor determinante de la futura “deseabilidad” de incentivos prominentes. También se argumenta que la experiencia hedónica y los recuerdos de recompensa son la principal aportación a los mecanismos de valoración de incentivos cognitivos (Berridge, 2004). Pero, ¿cómo codificamos la memoria de algo que es gratificante? ¿Y cómo afecta esto a la necesidad de una droga en caso de adicción cuando se dice que a uno podría no gustarle? ¿No sería esto contradictorio? Si una droga ya no genera placer, y aún más, puede llevar al desagrado, ¿acaso la persona no volvería a aprender y cambiar la asociación entre el gusto y la droga para que ya no la desee? Creo que debemos experimentar recompensa en algún sentido. El deseo debe tener un sentimiento de recompensa, aunque bajo o no acentuado, y puede que ni siquiera sea de la misma naturaleza específica que otras recompensas, pero habría tal sentimiento para guiar el comportamiento. La recompensa estaría asociada a la droga y este sería el caso si aceptamos una noción general de recompensa como el principal sistema de motivación. Creo que las personas que anhelan una droga cuando son adictas a ella no se desprenden de un sentimiento de recompensa que asocian a la droga o al resultado esperado de tomarla. La cuestión es que debemos diferenciar entre el sentimiento de recompensa que podría motivar el comportamiento a la retroalimentación gratificante que podemos obtener de una experiencia, la persona podría experimentar una recompensa pero no tener tal retroalimentación.

Finalmente, tenemos la teoría de la adicción al estimulante psicomotor, que propone que un denominador común de las drogas adictivas es su capacidad para causar la activación psicomotora. Esto se relaciona con la idea de que los reforzadores positivos activan un mecanismo biológico común que está asociado con los comportamientos de aproximación (Badiani et al., 2011). Sobre este concepto, la asociación entre dopamina y creatividad es muy interesante. Según Mayseless et al. (2013), la dopamina y la creatividad están fuertemente vinculadas. El pensamiento divergente (DT en inglés) se ha propuesto como una forma de evaluar la creatividad y el mismo implica generar múltiples respuestas novedosas y significativas a preguntas abiertas, que se ha relacionado con la actividad dopaminérgica. Por ejemplo, los individuos que llevan el alelo DRD4 7R del receptor de dopamina humano obtuvieron puntuaciones significativamente más bajas en las pruebas de DT en comparación con los no portadores (Mayseless et al., 2013), lo que implicaría una asociación entre la actividad dopaminérgica y la DT a este nivel biológico. De acuerdo con Zabelina, Colzato, Beeman y Hommel (2016), sin embargo, los resultados de estudios anteriores apuntan hacia conclusiones mezcladas sobre este tema. Estos autores trabajaron en esta relación considerando las vías dopaminérgicas mediofrontal y nigrostriatal, de forma única y combinada, y cómo se relacionan con diferentes medidas de creatividad. Afirman que la creatividad puede predecirse a partir de las interacciones entre los polimorfismos genéticos relacionados con estas vías frontales. Específicamente, el desempeño exitoso en la prueba de Torrance (que mide ciertos aspectos de la creatividad) está vinculado con polimorfismos dopaminérgicos asociados con una buena flexibilidad cognitiva y un control de arriba hacia abajo de tipo medio. De manera diferente, los logros creativos del mundo real, evaluados por el Cuestionario de Logros Creativos, están vinculados con polimorfismos dopaminérgicos asociados con una flexibilidad cognitiva débil y un control descendente débil (Zabelina et al., 2016). Todo esto nos da una idea de lo que podría estar haciendo la dopamina en ciertas vías y cómo se relaciona con la motivación. Si lo pensamos, este podría ser un sistema útil que nos ayude a interactuar con el mundo de maneras novedosas, nos sentimos motivados a actuar y hacer cosas por sus propiedades gratificantes para interactuar con el mundo y tal vez encontrar formas novedosas, creativas, de lidiar con problemas, por lo tanto, es fácil ver cómo los dos estando relacionados en el cerebro sería eficiente. Sería útil entonces, cuando hacemos cosas y encontramos problemas en el mundo encontrar formas novedosas de lidiar con eso, lo que ayuda a nuestras posibilidades de supervivencia. Esto nos dice mucho sobre la motivación en general, y por qué algunas personas pueden usar ciertas drogas, como los psicoestimulantes, si están tratando de resolver un problema en particular, o simplemente porque quieren ser más creativos en algo, por ejemplo. Esto se relaciona con la idea de que las drogas tienen un alto rendimiento en los circuitos relevantes que ayudan a nuestra supervivencia. La capacidad de supervivencia auto percibida y la teoría de la aptitud reproductiva (SPFit, por sus siglas en inglés), por ejemplo, representan un constructo psicobiológico humano que prioriza y organiza el comportamiento, en el cual un sistema de dopamina cortico-mesolímbica y sus interconexiones de modulación se consideran el sustrato biológico de este sistema, el cual también se considera como altamente vulnerable a la activación artificial temporal por drogas de abuso (Newlin, 2002). Aunque se propone que el sistema sea un sistema de supervivencia y de motivación reproductiva en lugar de un centro de recompensa o una vía de recompensa en sí mismo, podemos ver que la recompensa, la motivación y la forma física o la adaptación al entorno parecen ir juntas.

La dopamina no lo explica todo

Según Badiani et al. (2011), se ha encontrado que los opiáceos y los psicoestimulantes, aunque tienen perfiles farmacodinámicos muy diferentes, comparten la capacidad de aumentar los niveles de dopamina en el núcleo accumbens, que es una de las regiones terminales del sistema de dopamina mesocorticolímbica. Este aumento parece jugar un papel importante en los efectos gratificantes de las drogas y los estímulos no farmacológicos. Sin embargo, cuando se evaluó la actividad neuronal utilizando grabaciones de una sola unidad de múltiples canales en ratas que se autoadministraron heroína y cocaína de forma consecutiva, se encontró que solo un pequeño número de neuronas sensibles al fármaco en la corteza prefrontal medial y el núcleo accumbens mostraron respuestas similares a ambas drogas. Según estos autores, la literatura no respalda la conclusión general de que las proyecciones de dopamina desde el área tegmental ventral al núcleo accumbens son esenciales para los efectos gratificantes de los opiáceos. También hay diferencias en la forma en que se toman estas drogas. Según Badiani (2013), el ajuste del uso de drogas puede ejercer una poderosa influencia moduladora en la recompensa de las drogas y esta influencia es específica de la sustancia. En el caso de la heroína, se usa preferentemente en el hogar, mientras que la cocaína se usa preferentemente fuera del hogar. Podríamos decir que esto es relevante para la teoría de la sensibilización de incentivos. Ciertas claves, por ejemplo, refuerzan el consumo de drogas, pero esto aún no explica por qué tomamos la droga en primer lugar, aunque puede dar una idea de cómo influye el contexto en la forma en que tomamos una droga, en este caso queremos estar activos cuando salimos, pero queremos relajarnos y desconectarnos cuando nos quedamos en casa.

Y así, todos estos modelos mencionados intentan explicar los comportamientos adictivos relacionados con las drogas, de alguna manera, son una explicación de por qué usamos drogas, pero en un caso especial, donde las motivaciones pueden no parecer las mismas que en una etapa anterior, cuando una persona comienza a usar la droga. No podemos aplicar completamente estos conceptos al uso general, no adictivo, de drogas, pero nos ayudan a entender por qué los tomamos en general. Encontramos que las vías de la dopamina desempeñan un papel clave, esto nos hace pensar sobre la idea de recompensa nuevamente, y sin embargo, la adicción a los opiáceos no parece involucrar completamente el mismo mecanismo de dopamina. Pero como he mencionado antes, tal vez necesitamos expandir el concepto de lo que es realmente un estado gratificante, y como tal podemos preguntarnos si un buen estado de ánimo, con una ansiedad reducida que podría estar relacionada con los niveles de serotonina (Albert, Vahid-Ansari, & Luckhart, 2014) puede ser considerado un estado de recompensa.

Estos modelos pueden abordar el tema de la ingesta repetida de drogas, hasta cierto punto, la evidencia no es completamente clara, pero incluso en este caso tampoco explican aparentemente la prevalencia del consumo de drogas entre los países, lo que varía considerablemente (López-Quintero et al., 2011). Claramente, debe haber moduladores culturales que estén afectando el tema de por qué y cómo usamos las drogas. Se considera, por ejemplo, que las experiencias ambientales únicas de la persona determinan en gran medida si los individuos predispuestos usarán o utilizarán indebidamente una clase de sustancias psicoactivas en lugar de otra (Kendler, Jacobson, Prescott, & Neale, 2003). E incluso si argumentamos que los químicos de las plantas que son neurotransmisores análogos, fueron explotados como sustitutos de los neurotransmisores endógenos costosos y nutricionalmente limitados, ya que se propone explicar por qué usamos drogas en el pasado (Sullivan y Hagen, 2002), y se puede usar para decir por qué podríamos usarlos ahora, es decir, para imitar los efectos de las sustancias químicas naturalmente presentes en el cerebro, todavía no explicamos, a menos que hablemos de motivación, el por qué alguien tomaría una droga en primer lugar. Alguien podría tomar la cafeína para estar despierto y activo, porque ese es un estado gratificante específico para la persona y para cierta tarea, que a su vez es también es gratificante, por ejemplo. Así que debemos tener en cuenta múltiples variables que modulan cómo algo recompensa.

Así que abogaría por un mecanismo más general de recompensa con el que las drogas interactuarían. La dopamina es importante, pero al parecer el sistema de dopamina no se ve afectado precisamente de la misma forma por drogas como la heroína, como hemos mencionado. Se cuestiona el papel de la dopamina en la experiencia subjetiva de la heroína en adictos a los opioides, dado que la respuesta de la dopamina a los agonistas opioides contrasta con las drogas estimulantes, lo que sugiere que la dopamina puede no desempeñar el mismo papel en la adicción a los opioides (Daglish et al., 2008). Pero la motivación no se reduciría al sistema de dopamina si amplificamos el concepto de recompensa.

En este marco, podríamos preguntarnos por qué cierta droga puede ser más gratificante en cierto contexto que en otra, todo depende de qué tan gratificante sea, basado en muchos factores. Consideremos la adicción psicológica, por ejemplo. Al parecer, la adicción no está limitada a ciertas drogas, hay un fenómeno similar asociado a otras cosas. Se considera que la adicción es una condición que se produce cuando una persona ingiere una sustancia como el alcohol o la cocaína, pero también cuando la persona se involucra en una actividad como el juego o la compra que puede ser algo placentero pero que se vuelve compulsiva e interfiere con la vida cotidiana. Psychology Today, n.d.). En este momento, el DSM-5 reconoce el trastorno de “apuestas” como un comportamiento de juego problemático persistente y recurrente, que conduce a un deterioro o malestar clínicamente significativo (American Psychiatric Association, 2013). Hay una nueva categoría relacionada con las adicciones de comportamiento dentro del DSM-IV (Substance-Related and Addictive Disorders, n.d.), que enumera el juego patológico. Este cambio refleja los hallazgos de que el trastorno del juego es similar a los trastornos relacionados con sustancias en la expresión clínica, el origen cerebral, la comorbilidad, la fisiología y el tratamiento. Otras adicciones de comportamiento, como el trastorno de los juegos de Internet, también podrían incluirse en el futuro (Substance-Related and Addictive Disorders, n.d.)

Diría que se necesita más evidencia, pero aparentemente la existencia de tales adicciones de comportamiento implica que se necesita más que una interacción sustancia-cerebro para explicar la adicción en general y también el uso general de drogas. Creo que esto implica nuestra noción de motivación, que, como mencioné, implicaría este concepto general de recompensa, que está modulado por muchos factores. Consideremos también la noción de lo que se denomina adicción psicológica a una sustancia, esto indicaría que hay más razones por las cuales nos involucramos en un consumo compulsivo y casi inevitable de una sustancia que la dependencia física que a menudo se describe como necesaria para la adicción a las drogas. ¿Qué podría explicar este tipo de adicción? Las personas a menudo hablan de cómo tal dependencia psicológica de una droga es un mecanismo para enfrentar diferentes problemas que uno podría presentar, si ese es el caso, entonces la droga se volvería gratificante debido a ese factor, si consideramos la recompensa como un concepto amplio, el elemento clave de la motivación para hacer algo.

Si tuviera que responder por qué las personas usan drogas, diría que porque es gratificante, no necesariamente porque genera un sentimiento particular de recompensa como el entusiasmo, si alguien está ansioso y las drogas ayudan a la persona a lidiar con eso, entonces se vuelve gratificante para esa persona, y por lo tanto es más probable que se use.

Referencias

American Psychiatric Association. (2013). Diagnostic and statistical manual of mental disorders(5th ed.). Arlington, VA: American Psychiatric Publishing.

Ahmed, Serge H, Lenoir, Magalie, & Guillem, Karine. (2013). Neurobiology of addiction versus drug use driven by lack of choice. Current Opinion in Neurobiology,23(4), 581-587.

Albert, P., Vahid-Ansari, F., & Luckhart, C. (2014). Serotonin-prefrontal cortical circuitry in anxiety and depression phenotypes: Pivotal role of pre- and post-synaptic 5-HT1A receptor expression. Frontiers In Behavioral Neuroscience,8, Frontiers In Behavioral Neuroscience, 2014 Jun 6, Vol.8.

Aldo Badiani, David Belin, David Epstein, Donna Calu, & Yavin Shaham. (2011). Opiate versus psychostimulant addiction: The differences do matter. Nature Reviews Neuroscience,12(11), 685.

Badiani, A. (2013). Substance-specific environmental influences on drug use and drug preference in animals and humans. Current Opinion in Neurobiology,23(4), 588-596.

Berridge, K. (2004). Motivation concepts in behavioral neuroscience. Physiology & Behavior,81(2), 179-209.

Daglish, M., Wilson, T., Taylor, S., Lingford-Hughes, L., Williams, C., Brooks, D., . . . Nutt. (2008). Brain dopamine response in human opioid addiction. British Journal of Psychiatry,193(1), 65-72.

Kalivas, P., & Volkow, N. (2005). The neural basis of addiction: A pathology of motivation and choice. The American Journal of Psychiatry,162(8), 1403-13.

Kendler, K. S., Jacobson, K. C., Prescott, C. A., & Neale, M. (2003). Specificity of genetic and environmental risk factors for use and abuse/dependence of cannabis, cocaine, hallucinogens, sedatives, stimulants, and opiates in male twins. American Journal of Psychiatry,160(4), 687-695.

Lopez-Quintero, Catalina, Cobos, José Pérez de los, Hasin, Deborah S., Okuda, Mayumi, Wang, Shuai, Grant, Bridget F., & Blanco, Carlos. (2011). Probability and predictors of transition from first use to dependence on nicotine, alcohol, cannabis, and cocaine: Results of the National Epidemiologic Survey on Alcohol and Related Conditions (NESARC). Drug and Alcohol Dependence,115(1-2), 120-130.

Mayseless, N. G., Shamay-Tsoory, S. P., Uzefovsky, F., Ebstein, R., & Shalev, I. (2013). The association between creativity and 7R polymorphism in the dopamine receptor D4 gene (DRD4). Frontiers in Human Neuroscience,Frontiers in Human Neuroscience, 26 August 2013.

Newlin, D. B. (2002). The self-perceived survival ability and reproductive fitness (SPFit) theory of substance use disorders. Addiction,97(4), 427-445.

Psychology Today. (n.d.). Retrieved April 20, 2016, from https://www.psychologytoday.com/basics/addiction

Substance-Related and Addictive Disorders (n.d.). Retrieved April 20, 2016, from http://www.dsm5.org/

Sullivan, R., & Hagen, E. (2002). Psychotropic substance‐seeking: Evolutionary pathology or adaptation? Addiction,97(4), 389-400.

Zabelina, D., Colzato, L., Beeman, M., & Hommel, B. (2016). Dopamine and the Creative Mind: Individual Differences in Creativity Are Predicted by Interactions between Dopamine Genes DAT and COMT. PloS One,11(1), E0146768.

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¿Tiene la conciencia un propósito?

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Leandro Castelluccio

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

Este es un tema muy debatido, que expresa la búsqueda de un valor de utilidad del fenómeno de la conciencia, en términos de adaptación o utilidad para los humanos. También podríamos hacer esta pregunta en el caso de animales no humanos, si resulta que también tienen conciencia. El hecho de que nos hagamos estas preguntas nos dice mucho acerca de la naturaleza aún misteriosa de la conciencia, por ejemplo no nos preguntamos igualmente “¿para qué sirve la digestión?”, ya que sabemos lo suficiente respecto a esto. Pero aun más, todavía no hemos resuelto la cuestión de cómo surge la conciencia de la función cerebral, que es uno de los mayores desafíos de la investigación actual en neurociencia. Podríamos argumentar sin embargo, que no es necesario resolver ese problema antes de poder hablar sobre la función de la conciencia, las dos preguntas están conectadas, y podemos obtener información sobre un aspecto u otro en cualquier dirección, pero la existencia de estos problemas muestran lo poco que sabemos ahora respecto a este fenómeno. Además, está la cuestión de definir la conciencia. Según Wilkes (1984), el término “conciencia” es como la palabra “cosa”, que es útil para designar muchos elementos porque carece de contenido específico. Para Lycan (2006), la “conciencia” se ha utilizado con una gran variedad de significados, e incluso las llamadas “teorías de la conciencia” tienen una estructura intelectual muy diversa. Sin embargo, creo que podemos abordar nuestra pregunta sin profundizar demasiado en cómo debemos definir el término. 

En términos generales, si bien la mayoría de los académicos están de acuerdo en que hay un valor adaptativo de la conciencia, parece que hay una minoría que considera que no es un fenómeno importante en términos de adaptación biológica, sino un subproducto secundario de otros procesos (Earl, 2008) y esto debe ser discutido, tal como indagaremos más adelante.

En Cameron (1998), se menciona que Baars explica en términos simples que la conciencia funciona como un teatro, lo que sugiere una gran cantidad de funciones. Un uso podría ser distribuir información desde una fuente en el “foco de atención” a muchos tejidos objetivo simultáneamente, las funciones ejecutivas de la corteza prefrontal podrían estar involucradas en esto y usar un medio de “publicidad” para controlar las acciones voluntarias. Por otro lado, también podría ser útil para la coordinación de hábitos o recuerdos inconscientes separados. Otra función podría ser la contextualización de eventos, como aprender a usar una palabra en un contexto totalmente nuevo y significativo. Además, la conciencia apoyaría una narrativa sobre las preocupaciones actuales y de largo plazo, y sobre otras personas significativas. Como lo indica Baars, en general, la conciencia es aparentemente necesaria para nuevos tipos de acceso a información, coordinación y control. Esto se apoyaría en el aprendizaje de bio-retroalimentación, que muestra que cualquier neurona o población de neuronas puede estar bajo un control voluntario y preciso cuando se proporciona retroalimentación sensorial consciente inmediata (Cameron, 1998). En el mismo sentido, Baumeister, Masicampo y Vohs (2011) indican que una función de la conciencia se referiría a las respuestas automáticas primordiales, por ejemplo, cuando las personas son conscientes de las emociones, se puede para actuar sobre ellas.

Según Edelman et al. (2011), la ventaja adaptativa de la conciencia reside en la capacidad que otorga a los seres humanos para planificar y prepararse para futuras circunstancias. Esta es una afirmación muy común. En términos generales, se dice que la conciencia mejora los procesos de pensamiento racional y planificación, acción intencional y función ejecutiva (Rosenthal, 2008). Con respecto a este último aspecto, Crick y Koch (1992) han declarado que podría haber neuronas particulares asociadas a qualia(las sensaciones subjetivas o experiencias de las cosas, es decir, lo “rojizo” del rojo (Blackmore, 2005)), y estas neuronas serían aquellas que proyectan a los lóbulos frontales. Además, Naci, Cusack, Owen y Anello (2014) han identificado lo que parece ser un código neuronal común que sustenta experiencias conscientes similares, que consiste en una actividad cerebral sincronizada a través de las cortezas frontal y parietal en regiones conocidas por apoyar la función ejecutiva.

La conciencia también se ha vinculado a la memoria de trabajo. De acuerdo con Baars y Franklin (2003), se puede observar que todos los componentes activos de la memoria de trabajo clásica son conscientes, se refieren a cosas como comentarios, ensayos, operaciones visuo-espaciales, recuperación y reporte. Esto podría apoyarse en el hecho de que la memoria de trabajo y la percepción consciente comparten sustratos neuronales comunes (Soto & Silvanto, 2014), en particular la corteza prefrontal y las conexiones a áreas parietales se han asociado a estados conscientes que forman un espacio de trabajo neuronal global para el acceso consciente a información, que a su vez se ha vinculado con las operaciones de la memoria de trabajo y el control cognitivo. Cuando Baars (1997) habla sobre el “espacio de trabajo global”, por ejemplo, esto implica un evento subjetivamente experimentado que forma parte de la memoria de trabajo. Además, se ha sugerido que la experiencia consciente podría ser una de las funciones del componente ejecutivo central de la memoria de trabajo (Hassin, Bargh, Engell, & McCulloch, 2009). Esto nos habla acerca de las posibles funciones de la conciencia, que vinculan la memoria y la función de la corteza prefrontal, si pensamos que sirve para el control de la acción, la planificación y el razonamiento.

Ramachandran y Hirstein (1997) parecen vincular los conceptos de memoria, función ejecutiva y conciencia en su idea de las leyes de qualia (experiencia subjetiva), leyes que deben estar presentes para tener conciencia. Indican que para tener qualia, las representaciones deben tener la posibilidad de ser utilizadas para otros procesos, y que la experiencia subjetiva debe permanecer por un cierto tiempo (memoria), de modo que los procesos ejecutivos puedan trabajar con ese contenido. Esta idea proviene de la evidencia obtenida por fenómenos como el blidsight. Esta condición ocurre cuando los sujetos son capaces de discriminar cierta información visual sin ser conscientes de ella (Weiskrantz, 1986). Según Milner y Goodale (1995), los pacientes con blindsight pueden girar correctamente un sobre y colocarlo en un buzón, que se encuentra en una posición vertical u horizontal, por ejemplo, aunque no puedan percibir conscientemente la orientación del mismo. Se argumenta que el flujo visual dorsal que procesa la información relacionada con la orientación de los objetos en el espacio y afecta el movimiento del brazo funciona como un reflejo, basado en la información continua que no se retiene, y una vez que la información desaparece, no se puede utilizar para otros procesos, no cumpliendo con las leyes de qualia anteriormente mencionadas (Ramachandran & Hirstein, 1997). No está claro, sin embargo, si esto nos dice que la conciencia es importante para la función ejecutiva, y la memoria sirve como una forma de mantener las representaciones para ese uso, o de hecho, debido a la existencia de la memoria y función ejecutiva, algo así como la conciencia surge.Si la conciencia es un subproducto de esos procesos, la conciencia en sí misma no tendría la función de servir a la planificación y acción ejecutivas, pero un vínculo entre estos dos aspectos parece existir. Esta asociación es muy fuerte cuando consideramos además que la memoria de trabajo tiene correlatos neuronales en la actividad del lóbulo frontal (Todd, Han, Harrison, & Marois, 2011), que también están implicados en la función ejecutiva (Gazzaniga, Ivry, & Mangun, 2013). Al mismo tiempo, se ha demostrado que se observa una activación bilateral general de la red fronto-parietal durante varias tareas de memoria de trabajo (Rottschy et al., 2012). 

Sin embargo, según Ramachandran y Hirstein (1997), los qualia se basarían en las estructuras vinculadas a los lóbulos temporales, ya que la experiencia subjetiva parece no estar asociada a las primeras etapas del procesamiento sensorial, donde no hay muchos resultados posibles, ni a los pasos finales del procesamiento perceptual y la planificación del comportamiento. En su lugar, están vinculados a las etapas intermedias de procesamiento, con los lóbulos temporales actuando como una especie de interfaz entre la percepción y la acción. Debemos tener en cuenta que estos autores consideran que existe una estructura ejecutiva límbica, que está asociada a la toma de decisiones y la planificación conductual a largo plazo, que según ellos es la más probable que esté vinculada a la conciencia en oposición a las estructuras del lóbulo frontal. Para ellos, las lesiones que tienen más probabilidades de producir déficits o alteraciones de la conciencia son aquellas que afectan los lóbulos temporales.

Pero parece que las leyes de los qualia están a veces presentes sin experiencia consciente, lo que indicaría que la memoria y la función ejecutiva no están necesarias vinculadas a la conciencia. De acuerdo con Soto y Silvanto (2014), parece que podemos no ser conscientes de participar en operaciones de memoria de trabajo, como lo demuestra un experimento en el que no hubo evidencia de conciencia cuando los participantes se involucraron en una tarea que usó información de secuencia espacial para guiar el comportamiento, que requiere mantenimiento y actualización de representaciones de memoria. Además, los observadores pueden mantener señales visuales, enmascaradas, ocultas, llenas de distractores similares y aún así realizar un rendimiento significativamente por encima del nivel de probabilidad, durante una prueba de discriminación tardía. Las funciones cognitivas de alto nivel, como los cálculos aritméticos y la lectura, pueden llevarse a cabo sobre información no consciente. Estas se incluirían en el repertorio de funciones de memoria de trabajo y dependerían de la disponibilidad del componente ejecutivo de la misma (Soto & Silvanto, 2014). Podríamos argumentar, por lo tanto, que algo más debe ser clave para que la conciencia suceda. Este es un problema si estamos tratando de determinar la función de la conciencia, ¿la conciencia estaría realmente sirviendo al razonamiento y la planificación?

Por otro lado, la conciencia también parece estar implicada en la cognición social, en el caso, por ejemplo, de simular mentalmente las perspectivas de otros, que podrían ser una de las funciones principales de la conciencia. Sin embargo, según estos Baumeister et al. (2011), la conciencia también puede tener efectos contraproducentes y inadaptados, aunque podríamos decir que los efectos beneficiosos habrían sido suficientes para que la conciencia haya sido favorecida por la evolución.

Con respecto a la conciencia y el comportamiento complejo, Xiang, Wang y Zhang (2013) indagan sobre si la conciencia es necesaria para la detección y resolución de conflictos. Utilizaron potenciales relacionados con eventos de alta resolución temporal (ERP en inglés) para separar la detección de conflictos de la resolución de conflictos en una tarea de Stroop principal enmascarada. Llegan a la conclusión de que la información de conciencia de conflicto puede no ser necesaria para detectar el conflicto, pero que puede modular la detección de conflictos y que la información de conciencia de conflicto puede ser una condición de frontera necesaria para el inicio posterior de operaciones de control en la red de control parietal (PFC) más extendida.

A su vez, según Palmer y Ramsey (2012), la conciencia tiene un papel importante en la integración multisensorial. Esto se refiere al proceso mediante el cual la información de diferentes modalidades sensoriales se combina para formar una representación consistente e integrada de un objeto o evento. Aunque los efectos intermodales pueden ocurrir en ausencia de conciencia, parece que la conciencia es necesaria para que la información de las representaciones en cierta modalidad atraviese otras modalidades. De acuerdo con esto, Baddeley (2000) afirma que el búfer episódico (un concepto que se relaciona con la memoria de trabajo) proporciona un almacenamiento temporal de la información contenida en un código multimodal que tiene la capacidad de integrar otra información de los sistemas subsidiarios, y también de memoria a largo plazo, para formar una representación unitaria, donde la experiencia consciente sería el modo principal de recuperación de este búfer. Aquí la integración multisensorial y la memoria están vinculadas. Esta idea de un búfer episódico que almacena información en un código multimodal, vinculándolo desde los sistemas subsidiarios, también tiene sentido en términos de nuestro percepción de una experiencia consciente unificada e integrada.

Rosenthal (2008) concluye, sin embargo, que es poco probable que la conciencia de los estados cognitivos y desiderativos sea útil para estos fines. Para él, los estados conscientes son el resultado de otros desarrollos psicológicosde gran utilidad, algunos de los cuales están relacionados con el lenguaje. Rosenthal ejemplifica la consideración de la conciencia como un subproducto de otros procesos. El argumento se deriva en parte, debido a lo siguiente: si pensamos en la teoría de la conciencia de los pensamientos de orden alto (HOT en inglés), se argumenta que los HOT distintos que ocurren serían muy costosos en términos cognitivos y neuronales, al punto de que una disposición para que tales HOTs ocurran en base a otros procesos es más probable. Aquí comenzamos a ver la otra imagen del problema, ¿es la conciencia algo secundario a otras funciones?

Earl (2008) afirma que un número reducido de personas considera que una experiencia cualitativa, como la experiencia de cierto color cuando se ve uno, es causada por un evento neuronal, que afecta a otros eventos neuronales que tienen un impacto en el comportamiento, pero la experiencia cualitativa en sí misma no es la causa de ese comportamiento, sino el resultado de otros eventos neuronales que determinan el comportamiento. Sin embargo, el autor indica que este argumento es muy simplista y que carece de pruebas suficientes. Por ejemplo, Edelman et al. (2011) indican que la conciencia no es causal en un sentido fenomenológico, que son las estructuras neuronales que subyacen a la experiencia consciente lo que implica la causalidad. Pero en ese caso, las experiencias subjetivas conscientes no son entidades separadas de las estructuras neuronales, atadas a sus propios principios, de hecho, corresponderían a las discriminaciones internas que se correlacionan con la actividad del “núcleo dinámico”, un concepto desarrollado en parte por Edelman. Aún así, la conciencia parece ser el resultado de algo, pero la barrera propuesta por el problema difícil (Chalmers, 1996) de encontrar una explicación científica para la conciencia en términos de la experiencia subjetiva (los qualia), es solo aparente para estos autores, y no debemos pensar en causas cerebrales y causas fenomenológicas, por lo que si encontramos un papel adaptativo de los correlatos neuronales de la conciencia, podríamos pensar que existe un valor adaptativo de la conciencia.

Si pensamos en las propiedades complejas de los organismos, todos podemos concluir que han evolucionado por selección natural, por lo que se argumenta que la conciencia también ha evolucionado a través de este mecanismo, lo que sugeriría que existe una ventaja para el organismo, y una función importante que cumple para la supervivencia del mismo (Earl, 2008). Sin embargo, en este punto nos encontramos con otro problema que nuestra pregunta representa: no todos los aspectos de un organismo son “para algo” en particular (no representa necesariamente una adaptación evolutiva) (Not an adaptation, nd – vea el enlace en “Referencias”). Una propiedad de un organismo podría ser un resultado aleatorio de la historia, al igual que la secuencia de bases GGC, que codifica el aminoácido glicina en una proteína, no hay ninguna razón particular para eso, y representa un accidente histórico. Además, existe una deriva genética, que ocurre cuando una variación presente en las poblaciones no afecta la aptitud física de una manera u otra, como una base “A” frente a “G” en un punto particular del genoma que no tiene ningún efecto en la supervivencia o la reproducción. Además, cierta cualidad podría ser un subproducto de otra característica, como el enrojecimiento de la sangre, que es el resultado de su química, que hace que refleje las ondas de luz roja (Not an adaptation, n.d). Este último caso sería el que discuten principalmente aquellos que no ven una ventaja de la conciencia en sí, sino que la consideran un producto secundario (Earl, 2008). Y esto no es todo, por ejemplo, una propiedad de un organismo puede ser una adaptación obsoleta, es decir, un rasgo que fue una adaptación para entornos pasados ​​pero no para el actual. De manera similar, una “exaptación” es una característica que cumple una función que no fue producida por la selección natural para su uso actual, este podría ser el caso de las plumas que originalmente podrían haber surgido para el aislamiento, y solo posteriormente se usaron para el vuelo (Not an adapation, n.d). 

Por lo tanto, el vínculo entre la evolución (selección natural) y la función o el propósito de las propiedades del organismo no es tan directo o natural. Todo esto representa un desafío cuando pensamos para qué es la conciencia, no deberíamos precipitarnos a considerar que la conciencia está cumpliendo una función, podría no hacerlo, o incluso de forma posible, podría haber tenido una función pero ya no la tiene o pudo haber tomado una nueva función que no era la original para la cual evolucionó.

Según Baumeister et al. (2011) sin embargo, la evidencia de causas conscientes de la conducta es fuerte y extensa, pero este tipo de causa es a menudo indirecta y se retrasa, interactuando con los procesos inconscientes, aún así, la conciencia desempeñaría un papel clave en muchos procesos. Indican, por ejemplo, que la simulación consciente contribuye al comportamiento posterior y funciona como un tipo de ensayo mental. Además, los pensamientos conscientes repetitivos que se centran en la planificación tienden a mejorar el rendimiento y los resultados posteriores, lo que indica una función de anticipación y planificación de la conciencia. En ese sentido, se ha encontrado que los pensamientos acerca de los pasos concretos para resolver problemas llevan a un mejor manejo en caso de infortunios. Además, pensar en eventos pasados, o pensar en ellos de cierta manera, puede alterar el comportamiento futuro y otros resultados. En este caso, la conciencia desempeñaría un papel en la reproducción, interpretación y reflexión sobre eventos pasados ​​que finalmente afectan el comportamiento (Baumeister et al., 2011).

Además, todavía hay un tema controvertido, si la conciencia no tiene una función significativa para los seres humanos, se podría considerar la posibilidad de zombis mentales, como Chalmers (1996) propone, la idea de que las mismas funciones que exhibe un ser humano, en términos de razonamiento, sentir o mostrar ciertos comportamientos, podrían ser posibles sin ninguna conciencia fenomenológica. Aunque se argumenta por ejemplo que el razonamiento lógico depende de los sistemas mentales que usan el pensamiento consciente, se ha afirmado que los procesos inconscientes implican una capacidad superior y generan elecciones y decisiones mejores y más lógicas. Sin embargo, la evidencia de esto es proporcionada por casos como los experimentos en Dijksterhuis et al. (2006), donde, según Baumeister et al. (2011), el razonamiento no es realmente necesario, donde la tarea simplemente implica una adición de características, por lo que es posible que las personas puedan elegir la opción en la tarea basándose en una característica altamente ponderada. En relación con todo esto, una pregunta interesante que podríamos plantearnos es cómo el cerebro “piensa o reflexiona” sobre la experiencia subjetiva si la experiencia fenomenológica se separa o no se vincula de ninguna manera con la biología o la actividad neuronal. Esto nos hace pensar que los dos están relacionados, o quizás son lo mismo, pero no creo que podamos hacer esa afirmación tan fácilmente, en mi opinión, se necesita más debate.

Bargh y Morsella (2008) argumentan que los procesos inconscientes no son menos flexibles, complejos, controladores, deliberativos u orientados a la acción que los conscientes. Parece que hay sistemas independientes de guía de conducta, inconscientes, perceptivos, evaluativos y motivacionales. Estos evolucionaron como fuente de impulsos de acción adaptativos y apropiados. Estas preferencias activadas de manera inconsciente deben encontrarse directamente conectadas a mecanismos de comportamiento. Varios estudios parecen mostrar esta conexión, por ejemplo: los procesos de evaluación inmediatos e involuntarios están directamente vinculados al enfoque y evitan las predisposiciones de comportamiento (Bargh & Morsella, 2008). Además, como mencionan estos autores, los hallazgos respaldarían que los complejos fenómenos de juicio y conducta operan fuera de la conciencia. Según ellos, algunos estudios han demostrado que la búsqueda inconsciente de objetivos produce los mismos resultados que la búsqueda consciente de objetivos. Entonces, si los procesos y el comportamiento mentales complejos pueden ocurrir sin conciencia, entonces encontrar una función de la conciencia parece ser aún más difícil. Según Baumeister et al. (2011), la conciencia parece ser especialmente útil para permitir que el comportamiento sea moldeado por factores no presentes y por la información social y cultural, y también para tratar con múltiples opciones o impulsos en competencia. Pero, como afirman, es plausible que casi todos los comportamientos humanos provienen de una mezcla de procesamiento consciente e inconsciente.

Creo que esta es una idea importante para reflexionar. No deberíamos excluir la posibilidad de que la consciencia sea un subproducto de otros procesos, y cuando decimos que la consciencia es útil, entonces sería la utilidad de los factores subyacentes de los que estamos hablando. Como se muestra, este es un tema muy debatido, pero se han logrado avances, aunque puede llevar mucho tiempo antes de que obtengamos respuestas definitivas. 

Referencias

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¿Puede la neurociencia decirnos algo sobre las diferencias interculturales?

Publicado en Sinápticas.
Léelo completo en su sitio: https://sinapticas.com/2018/12/17/puede-la-neurociencia-decirnos-algo-sobre-las-diferencias-interculturales/

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Leandro Castelluccio

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

El uso de la neurociencia para explicar las diferencias interculturales es una tendencia relativamente nueva, pero ha crecido lo suficiente como para alimentar nuevos campos distintos, como la neurociencia cultural, que investiga cómo las funciones del cerebro humano están determinadas por las interacciones entre la cultura, el cerebro y los genes. Esta es un área donde se unen la psicología cultural, la neurociencia cognitiva social, el estudio de la neuroplasticidad y el estudio de las interacciones cultura-gen (Han et al., 2013). Tiene importantes ventajas, como presentar un conjunto de herramientas de metodologías expandidas que diferentes áreas, como la neurociencia cognitiva y la neurogenética, pueden proporcionar para permitir una mejor comprensión de la cultura (Ng, Morris, & Oishi, 2013).

La forma en que se presenta la pregunta anterior parece estar sesgada a asumir una relación causal entre la función cerebral y la cultura, en el sentido de que la cultura se puede explicar sobre la base de cómo funciona nuestro cerebro, y por extensión diríamos que las diferencias en la función cerebral puede explicar las diferencias culturales. Podríamos adoptar esta perspectiva, pero la realidad parece ser más compleja que esto. La investigación muestra que existe una interacción fina y bidireccional entre los genes, la cultura y la función cerebral (Han et al., 2013). En realidad, uno de los desafíos de la neurociencia cultural es distinguir la coevolución de genes y culturas de la generación de valores culturales dominados por genes (Ng et al., 2013). El modelo general aceptado es uno en el que el entorno induce cierta presión que afecta la expresión de ciertos genes y también ciertos valores culturales, esto se produce cuando intentamos explicar la función cerebral y el resultado final: el comportamiento (Chiao, Cheon, Pornpattananangkul, Mrazek, & Blizinsky, 2013).

Debemos poder distinguir, por lo tanto, la distinción entre cómo se pueden explicar las diferencias culturales en términos de la varianza general (de la población) en la función cerebral, y el hecho de que existen diferencias culturales en la función cerebral, como se señalará más adelante. ¿Los valores culturales están configurando esas diferencias en la función cerebral, o es al revés? Como se dijo antes, la conclusión general es que hay una interacción bidireccional. Si no llegamos a un acuerdo al respecto, al menos podemos mostrar cómo las diferencias culturales se correlacionan con las diferencias en la función cerebral, por lo que creo que la neurociencia definitivamente nos puede decir muchas cosas acerca de las diferencias interculturales.

Hay muchos factores dentro de la cultura que dan forma a los procesos cerebrales, de hecho, otro desafío del campo de la neurociencia cultural consiste en abordar la variación dentro de una nación y los factores socioecológicos (Ng et al., 2013). Se ha encontrado, por ejemplo, que las personas con un estatus socioeconómico alto tienen más probabilidades de mostrar un aumento de la respuesta neuronal en el cuerpo estriado ventral cuando perciben información de “estatus alto” sobre otros. Las personas con un estado socioeconómico bajo muestran una mayor activación del estriado ventral cuando perciben información de “estatus bajo” (Chiao et al., 2013). Otro ejemplo es la identificación racial. Se ha encontrado que la identificación racial de las personas modula la respuesta neuronal dentro de las estructuras corticales de la línea media al enfatizar el dolor de otros miembros de su propio grupo racial (Chiao et al., 2013). Estas áreas parecen estar involucradas en el procesamiento autorreferencial (Northoff et al., 2006). Podríamos mencionar otros ejemplos, pero la idea es que debe esperarse que la cultura juegue un papel fundamental en la configuración de la función cerebral, y que las diferencias en los valores culturales implicarían diferencias en los procesos cerebrales.

Podríamos decir que las dimensiones que utilizamos para analizar la cultura son las mismas, pero difieren entre las poblaciones, y eso sería una diferencia intercultural. Tomemos el ejemplo de la religión. Este es un fenómeno generalizado, pero puede haber diferencias individuales en la forma en que las personas lo procesan, creando así una diferencia intercultural. La evidencia muestra que los coreanos que demostraron una mayor religiosidad y que a su vez son homocigotos para el alelo G del polimorfismo del receptor OXTR r253576 (receptor de oxitocina) eran más propensos a reportar un mayor bienestar psicológico. Sin embargo, los estadounidenses de raza blanca que muestran una mayor religiosidad y portan la misma variación genética de este receptor, demostraron una reducción del bienestar psicológico (Chiao, et al., 2013). Esta diferencia podría alterar aún más la forma en que se percibe y se manifiesta la religión en una cultura particular. Esta es una forma de interpretar las diferencias interculturales donde las diferencias individuales, que en este caso afectan a la química neural, podrían moldear los valores y fenómenos culturales.

Algunos de los primeros estudios que muestran cómo las diferencias individuales podrían moldear distintos valores culturales observaron la variación genética del transportador de serotonina (5-HTTLPR) y su influencia en el marco cultural individualista versus colectivista (Way & Lieberman, 2010). Aunque estamos abordando una variación genética, como mencionamos anteriormente, su impacto se centra en el cerebro y en cómo responde a los estímulos, y en este caso en particular los estímulos sociales. Como mencionan Way y Liberman (2010), la variación corta/corta de 5-HTTLPR, MAOA-uVNTR (variación del gen de la monoaminooxidasa) y también OPRM1 A118G (variación del gen del receptor m-opioide) tienen efectos sobre la sensibilidad social, es decir, el grado de sensibilidad emocional ante eventos y experiencias sociales. En el caso del transportador de serotonina, se argumenta que las amplias diferencias culturales en los modos interdependientes vs independientes de autoconstrucción en las culturas asiática frente a las occidentales pueden haber surgido, en parte, debido a la diferencia en la frecuencia de homocigosidad para el alelo corto del gen del transportador. El alelo corto aumenta el riesgo de depresión de una persona luego de eventos estresantes y las poblaciones asiáticas muestran una mayor frecuencia de esta variación en relación con los occidentales (Ames & Fiske, 2010). Way y Liberman (2010) agregan que el alelo corto implica sensibilidad a los efectos inductores de depresión del estrés social. Según estos autores, tener una red social rica e interconectada, como las de las culturas colectivistas, podría ayudar a mantener el bienestar de quienes tienen la variación corta/corta. Según argumentan, los individuos de ascendencia asiática oriental que viven en los Estados Unidos sufren niveles más altos de depresión mayor, en comparación con los asiáticos que viven en Asia, lo que va de acuerdo con su interpretación.

Algo similar es el caso de las otras variaciones genéticas. MAOA-uVNTR se asoció con el grado de activación neural relacionada con la exclusión. Al mismo tiempo, parece que la variación OPRM1 A118G está asociada a la sensibilidad disposicional autoinformada al rechazo (Way & Liberman, 2010).¿Pero qué tan preciso es este modelo causal con respecto a las diferencias culturales? Cuando se observa la cultura japonesa, por ejemplo, un país con una alta frecuencia de variación corta/corta del transportador de serotonina, parece que exhibe una forma de vida mucho más occidentalizada. Se podría decir que este es un evento reciente, y que originalmente Japón fue más colectivista, lo cual es consistente con la frecuencia de la variación del transportador de serotonina. Una forma de probar los supuestos del modelo sería estudiar si la tasa de depresión ha aumentado como una función de la occidentalización de la cultura japonesa (mientras se controlan otras variables en la medida de lo posible). Podríamos argumentar, por otro lado, que la Europa medieval era mucho más colectivista si la comparamos con la Europa moderna, considerando cómo se veía el papel del individuo en ese momento, a pesar de que las poblaciones de Europa occidental tienen una menor frecuencia de la variación corta. Al menos uno podría concluir que estas diferencias genéticas no son suficientes para prevenir tales cambios en los valores culturales. Sin embargo, podríamos interpretar que no es el hecho de que las culturas colectivistas ejercen una especie de protección para los individuos cortos/cortos, sino que las culturas colectivistas tienden a perpetuar y ser más resistentes a los cambios cuando los individuos se ven más afectados por cosas como la exclusión social, es decir, si uno es menos propenso por cuestiones de sensibilidad a la exclusión social a desafiar a las instituciones sociales y su organización, los valores culturales existentes se expandirían y permanecerían dentro de la población. Este sería un caso en el que la cultura (los valores prevalentes en la sociedad) selecciona ciertos tipos de genes y comportamientos. Por ejemplo, Mrazek, Chiao, Blizinsky, Lun y Gelfand (2013) investigaron la coevolución de la estrechez cultural (la adherencia estricta o no a las normas sociales) y el gen transportador de la serotonina en la producción de justificación moral, dependiendo de las variaciones en la amenaza ecológica. Como indican, las naciones estrechas se caracterizan por respaldar de forma más probable el cumplimiento estricto de las normas sociales, mientras que las naciones flexibles son más propensas a tolerar las violaciones de las normas sociales. La rigidez se refiere a la sensibilidad del cumplimiento de las normas sociales, mientras que la holgura se refiere a las violaciones de las normas sociales. Encontraron en 21 naciones, que la amenaza ecológica predice la rigidez-holgura cultural debido a la frecuencia de variación corta/corta, y la frecuencia de la variación del alelo S predice la justificación del comportamiento moral basado en la rigidez-holgura. Esto podría interpretarse como una indicación de que el comportamiento moral adaptativo resulta tanto de la selección cultural como genética de la rigidez-holgura y el gen transportador de serotonina (Mrazek et al., 2013). Así que la dirección de la causalidad podría ir de cualquier manera. Como estos autores consideran, las amenazas ecológicas y humanas aumentan la selección de portadores del alelo S, ya que estas personas tienen más probabilidades de detectar dichas amenazas ambientales y de evitarlas. Al mismo tiempo, debido a la mayor sensibilidad a las amenazas, los individuos del alelo S también están más inclinados a desarrollar normas sólidas que les ayuden a coordinar acciones para hacer frente a estas amenazas.

(Figura tomada de Mrazek et al., 2013)

La relación entre la cultura y la genética y la función cerebral puede ser aún más complicada. Se ha encontrado, por ejemplo, que las personas de las culturas colectivistas tienen más probabilidades de preferir la supresión expresiva (emocional), mientras que las personas de la cultura individualista tienen más probabilidades de preferir una reevaluación cognitiva, y esto parece estar relacionado con las diferencias genéticas para el OXTR (Chiao et al., 2013). De acuerdo con estos autores, es más probable que los portadores de alelos A en Corea prefieran la supresión emocional en comparación con los portadores de alelos G, pero curiosamente, este patrón es el opuesto en los estadounidenses, lo que sugiere que la cultura interactúa con el OXTR en la preferencia de la estrategia de regulación emocional. Una forma de interpretar esto es que no solo la cultura puede afectar qué genes son más frecuentes, sino específicamente el tipo de comportamiento que los genes influirán. 

También podríamos argumentar que las culturas colectivistas e individualistas no se refieren solo a la relación entre la persona y el grupo, sino que también existen diferencias en los procesos cognitivos. Se podría decir que las culturas colectivistas e individualistas podrían haber surgido como una función de las diferencias en estos procesos cognitivos, en lugar de una manera de proteger las vulnerabilidades. Por ejemplo, la evidencia muestra que los asiáticos orientales y los occidentales tienen diferentes estilos de percepción en la decodificación de escenas visuales. Los occidentales tienden a centrarse en los objetos de forma analítica, sin tener en cuenta el contexto, mientras que los asiáticos orientales tienden a hacer lo contrario, centrándose más en el contexto (Nisbett & Miyamoto, 2005). De acuerdo con estos autores, las personas que viven en los Estados Unidos y Japón que respaldan los valores culturales individualistas por ejemplo, tienen una actividad neuronal mayor en la corteza prefrontal medial a las declaraciones generales comparadas con las autoafirmaciones contextuales, mientras que las personas que respaldan los valores culturales colectivistas muestran la contrario, un aumento de la respuesta de la corteza prefrontal medial al contexto en comparación con las afirmaciones generales. Además, se ha encontrado que el “priming” cultural modula la respuesta neural en partes dorsales, pero no ventrales, de la corteza prefrontal medial, cuando a las personas se les muestran datos autobiográficos. Estos resultados sugieren que los valores culturales modulan la respuesta neuronal durante el autoprocesamiento (Chiao et al., 2013). Otro ejemplo de la cultura que modula las respuestas neuronales se puede encontrar en la investigación sobre el individualismo-colectivismo y las bases neuronales de la emoción. La evidencia sugiere que las personas que viven en una cultura más colectivista, como lo sería Japón, muestran una mayor respuesta de la amígdala en comparación con las personas que viven en una cultura individualista, como los Estados Unidos. Este efecto parece ser independiente de otros factores que modulan la respuesta de la amígdala, como el genotipo, el género, la personalidad o la urbanidad. Al mismo tiempo, se ha encontrado que para los asiáticos que viven en Europa, la respuesta de la amígdala a las emociones expresadas por los europeos caucásicos depende de la duración de la estadía en Europa (Chiao et al., 2013). Podemos decir, en base a todo esto, que los valores culturales modulan la actividad neuronal, pero también tenemos evidencia de diferencias en los procesos cognitivos que podrían afectar la prevalencia de los valores culturales dentro de una población.

Parece que hay un mayor procesamiento centrado en el objeto entre los occidentales. Por ejemplo, participantes estadounidenses han demostrado activaciones neurales más fuertes y más distribuidas durante el procesamiento de objetos en áreas como el giro temporal medio, el giro superior-temporal supramarginal derecho y el lóbulo parietal superior. Pero pocas diferencias cerebrales interculturales se asociaron con el procesamiento en segundo plano, por lo tanto, se piensa que, contrariamente a la idea de que hay una mayor atención al contexto entre los asiáticos orientales, que estas diferencias resultan del procesamiento adicional de objetos entre los occidentales (Ames & Fiske, 2010 ). Esta diferencia podría haber surgido como resultado de la inmersión cultural, ya que las investigaciones muestran que las diferencias neuronales entre los grupos de asiáticos y occidentales se correlacionan con la cantidad de años durante los cuales esos grupos han tenido experiencias divergentes, es decir, tal procesamiento de objetos en estadounidenses frente a singapurenses, por ejemplo, surgió solo para adultos mayores, y no para participantes más jóvenes (Ames & Fiske, 2010). Esto sugiere que es la cultura que afecta la función cerebral en lugar de al revés. Este efecto ha sido controlado para posibles influencias de factores de desarrollo, neurobiológicos y genéticos que podrían haber contribuido a su aparición. Por ejemplo, en un experimento, los participantes de “priming” con un estilo occidental independiente de auto-construcción, llevaron a una mayor activación de la corteza occipital lateral, un área relacionada con el procesamiento de objetos, durante una tarea que involucra objetivos visuales locales versus globales (Ames & Fiske, 2010). Después de lo anterior, se ha encontrado que el reclutamiento de recursos de atención varía entre ciertas tareas para diferentes culturas, en este caso se requiere menos procesamiento de atención para los modos culturalmente preferidos (Ames & Fiske, 2010).

Además, la investigación muestra que la activación neuronal relacionada con los procesos numéricos básicos varía considerablemente entre las culturas (Han & Northoff, 2008). Al mismo tiempo, la activación neural en el caso del procesamiento del lenguaje es diferente, por ejemplo, los hablantes nativos de chino activan las regiones dorsales del lóbulo parietal inferior cuando leen caracteres chinos, mientras que los hablantes nativos de inglés reclutan el giro temporal superior para leer palabras en inglés (Han & Northoff, 2008).

Sin embargo, hay un límite en la medida en que las diferencias en la cultura podrían generar diferencias en la función cerebral. Park y Gutchess (2006) analizaron el envejecimiento y las diferencias interculturales. Muestran una distinción entre los procesos cognitivos que disminuyen de manera similar en todas las culturas, lo que indica la universalidad del envejecimiento cognitivo y el envejecimiento que es diferente entre culturas, como se expresa, por ejemplo, por las diferencias en la activación de áreas de procesamiento de objetos respecto al pasado de adultos de culturas asiáticas versus occidentales. Han y Northoff (2008) hablan de manera similar sobre los hallazgos que muestran una distinción entre los mecanismos neuronales de la cognición humana sensibles a la cultura y los invariantes de la cultura.

Otras dimensiones en las que las culturas varían entre sí se han abordado en términos de diferencias en la variación genética relacionada con la función cerebral. Por ejemplo, el gen del transportador de serotonina (SLC6A4) se ha estudiado en relación con el dominio y el poder. El comportamiento de dominancia social de las poblaciones en culturas con un índice de distancia de alta potencia (PDI) parece verse afectado por la frecuencia de portadores de alelo S en comparación con los portadores de alelo L. Los primeros parecen ser más sensibles a las señales sociales. La evidencia muestra que las especies de monos rhesus, por ejemplo, que tienen sociedades más tolerantes con menos jerarquía y dominancia relajada tienden a llevar solo el alelo L (Chiao et al., 2013). La preferencia por la jerarquía social en sí misma es algo que parece estar moldeado por valores culturales. Se ha encontrado que las personas de lugares como Corea, una nación que se considera prefiere la jerarquía social, muestra un aumento de la respuesta neuronal empática dentro de la unión temporo-parietal izquierda, al ver a personas de su propia cultura con dolor, en comparación con escenarios neutrales y en comparación con las personas que viven en los Estados Unidos, por ejemplo, una nación que prefiere el igualitarismo. Esto parece estar relacionado con el reclutamiento de regiones cerebrales asociadas con la teoría de la mente (como la unión temporo-parietal) cuando se responde al dolor de otros en una cultura jerárquica (Chiao et al., 2013). Según lo mencionado por estos autores, se argumenta que la activación de esta área no es tan importante en las culturas más igualitarias, ya que permiten una expresión más emocional en comparación con las culturas jerárquicas altas, lo que ayuda a aumentar las señales sociales que permiten a las personas interpretar y responder a los sentimientos de las personas cuando se encuentran en situaciones dolorosas o neutrales.

Todavía existen desafíos en el uso de la neurociencia para comprender las diferencias interculturales, uno de los más relevantes se refiere a las barreras económicas, como las que tienen que ver con el tremendo costo de los escáneres de resonancia magnética y la capacitación de personal en el área. También existe la necesidad de unir investigaciones diversas dentro de la neurociencia cultural (Ng, Morris, & Oishi, 2013). Esto, considero, sería importante para el progreso de nuestra comprensión de las diferencias interculturales. Pero aún así, creo que la neurociencia puede decirnos mucho sobre estas diferencias. Observamos y criticamos la evidencia que muestra las posibles relaciones entre los genes, la función cerebral y la cultura, y aunque muchos aspectos no están claros, podemos concluir que existen interacciones importantes entre estos aspectos, pero debemos seguir haciendo preguntas sobre la relación exacta entre estos elementos.  

Referencias

Ames, D., & Fiske, S. (2010). Cultural neuroscience. Asian Journal of Social Psychology,13(2), 72-82.

Chiao, J., Cheon, B., Pornpattananangkul, N., Mrazek, A., & Blizinsky, K. (2013). Cultural Neuroscience: Progress and Promise. Psychological Inquiry,24(1), 1-19.

Han, S., Northoff, G., Vogeley, K., Wexler, B., Kitayama, S., & Varnum, M. (2013). A Cultural Neuroscience Approach to the Biosocial Nature of the Human Brain. Annual Review of Psychology,64, 335-359.

Han, S., & Northoff, G. (2008). Culture-sensitive neural substrates of human cognition: A transcultural neuroimaging approach. Nature Reviews Neuroscience9(8), 646-654.

Mrazek, A. J., Chiao, J. Y., Blizinsky, K. D., Lun, J., & Gelfand, M. J. (2013). The role of culture–gene coevolution in morality judgment: examining the interplay between tightness–looseness and allelic variation of the serotonin transporter gene. Culture and Brain1(2-4), 100–117. http://doi.org/10.1007/s40167-013-0009-x

Ng, B., Morris, J., & Oishi, S. (2013). Cultural Neuroscience: The Current State of Affairs. Psychological Inquiry,24(1), 53-57.

Nisbett, R. E. & Miyamoto, Y. (2005). The influence of culture: Holistic versus analytic perception. Trends in Cognitive Sciences, 9 (10), 467–473.

Northoff, Georg, Heinzel, Alexander, De Greck, Moritz, Bermpohl, Felix, Dobrowolny, Henrik, & Panksepp, Jaak. (2006). Self-referential processing in our brain—A meta-analysis of imaging studies on the self. Neuroimage,31(1), 440-457.

Park, D., & Gutchess, A. (2006). The cognitive neuroscience of aging and culture. Current directions in psychological science15(3), 105-108.

Way, B. M., & Lieberman, M. D. (2010). Is there a genetic contribution to cultural differences? Collectivism, individualism and genetic markers of social sensitivity. Social cognitive and affective neuroscience5(2-3), 203-211.

Interfaz cerebro-computadora – la nueva tecnología en aumento

Publicado en Sinápticas.
Léelo completo en su sitio: https://sinapticas.com/2018/12/10/interfaz-cerebro-computadora-la-nueva-tecnologia-en-aumento/

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Leandro Castelluccio

(Imagen de portada tomada de: link)

Una interfaz cerebro-computadora o ICC es una vía de comunicación directa entre un cerebro mejorado o conectado y un dispositivo externo. Estos pueden ser invasivos en forma de electrodos implantados directamente en el cerebro o no invasivos a través de un EEG, por ejemplo, que lee las ondas cerebrales eléctricas en nuestro cuero cabelludo que se traducen en comandos que ejecuta un hardware y software externo.

Puede ver el siguiente video para una introducción sobre el tema: link

Como se muestra en el video, la ICC se puede utilizar para una variedad de cosas, como ayudar a las personas con discapacidades físicas a adaptarse mejor mediante el uso de una mano robótica controlada por la mente, o usa la ICC en juegos para ejecutar diferentes comandos, o para controlar otro hardware externo, como un avión no tripulado (consulte el siguiente video).

Aparte de estos ejemplos, la tecnología permite muchas aplicaciones en diferentes campos que aún no se han explorado.

Un desarrollo reciente en ICCha sido la creación de dispositivos EEG portátiles que se conectan a una computadora, tableta o teléfono inteligente a través de Bluetooth, como el que se vio en el video anterior, que realmente puede expandir el desarrollo de aplicaciones dada esta conectividad, como también el bajo costo que presentan, sumado a las cualidades no invasivas del dispositivo.

(Ejemplo de dispositivos EEG portátiles, de izquierda a derecha: EmotivInsight, NeuroskyMuse)

Uno de los elementos básicos del funcionamiento del cerebro reside en la sinapsis. Este es el punto donde las señales eléctricas de una neurona generan efectos eléctricos en otra. El inicio de un potencial de acción, por ejemplo, el que permite transmitir impulsos nerviosos y que es la base del funcionamiento cerebral a nivel de la neurona, requiere la apertura de canales de iones de sodio en el montículo del axón de la neurona. En este nivel, los fenómenos dependen de las propiedades físicas y químicas y de las características de las estructuras biológicas en juego. Para desencadenar un potencial de acción, se debe superar un cierto umbral de activación gracias a la acción de potenciales graduados que se agregan temporal y espacialmente, proporcionados por las conexiones con otras neuronas. Para que la actividad ocurra en estas últimas, deben ocurrir los mismos fenómenos (Kandel, Schwartz, & Jessel, 2001). Estos dispositivos EEG explotan esta propiedad eléctrica del cerebro. Las neuronas emiten señales eléctricas, que implica que el potencial (voltaje) a través de sus membranas celulares cambia cuando los canales de la membrana se abren y los iones bajan sus gradientes electroquímicos.

Sinapsis(imagen tomada de:link)

Existen diferentes formas de medir la actividad cerebral, todas pueden clasificarse según la resolución temporal, la resolución espacial y la invasividad:

(Figura adaptada de Churchland & Sejnowski, 1988)

El método clásico de monitoreo electrofisiológico registra la actividad eléctrica del cerebro, que es principalmente no invasivo, con electrodos colocados a lo largo del cuero cabelludo, aunque a veces se usan electrodos invasivos, como en la electrocorticografía. Asociados al uso de EEG, tenemos potenciales relacionados con eventos que investigan las fluctuaciones potenciales, el tiempo bloqueado a un evento como el inicio de estímulo o la pulsación de un botón. Además, el contenido espectral de EEG, que analiza el tipo de oscilaciones neuronales (popularmente llamadas “ondas cerebrales”) que se pueden observar en las señales de EEG en el dominio de la frecuencia.

El EEG refleja la actividad neural a gran escala, produciendo pequeños dipolos eléctricos que se transducen a través del cráneo. Sin embargo, esta actividad eléctrica es increíblemente pequeña y debe ser amplificada miles de veces.

Además del uso en investigación, el EEG se usa generalmente en contextos clínicos para aplicaciones de diagnóstico, como en el caso de la epilepsia, que causa anomalías en las lecturas de EEG. También en trastornos del sueño, profundidad de la anestesia, coma, encefalopatías y muerte cerebral. También es un método de diagnóstico de primera línea para tumores, accidentes cerebrovasculares y otros trastornos cerebrales focales, pero este uso ha disminuido con el advenimiento de las técnicas de imagen anatómica de alta resolución, como la resonancia magnética (RM) y la tomografía computarizada (TC).

A pesar de la resolución espacial limitada, el EEG sigue siendo una herramienta valiosa para la investigación y el diagnóstico. Es una de las pocas técnicas móviles disponibles y ofrece una resolución temporal de milisegundos que no es posible con TC, PET o RM. Los derivados de la técnica de EEG, como los potenciales evocados (PE), son útiles, lo que implica promediar el tiempo de la actividad del EEG con la presentación de un estímulo de algún tipo (visual, somatosensorial o auditivo). Los potenciales relacionados con eventos (ERP en inglés), por otro lado, se refieren a las respuestas promediadas del EEG que están limitadas en el tiempo a un procesamiento más complejo de los estímulos; esta técnica se utiliza en ciencia cognitiva, psicología cognitiva e investigación psicofisiológica. Los ERP se pueden recopilar a lo largo de la vida. Esto tiene implicaciones para obtener mediciones tempranas y objetivas en lugar de tardías y subjetivas de sensibilidad sensorial y cognitiva. Los participantes no tienen que estar escuchando activamente, por ejemplo, para grabar un ERP auditivo significativo. Esto tiene implicaciones para evaluar la actividad neuronal en el cerebro en reposo, el coma y otros estados similares. Los ERP auditivos (y visuales) también pueden evaluarse bajo diferentes condiciones de carga de tareas e intención. Esto podría ayudarnos a descubrir los procesos de memoria y atención. 

Los nuevos dispositivos portátiles suelen tener menos electrodos, pero tienen la ventaja de una configuración rápida, sin la necesidad de usar geles y estar en un laboratorio, son mucho más baratos, se pueden usar en diferentes escenarios y se conectan de forma inalámbrica a una computadora, por ejemplo. Algunos de estos dispositivos, como mencionamos anteriormente, son el EmotivNeuroskyMuse. El dispositivo de Muse, por ejemplo, se vende como una herramienta de meditación junto con una aplicación móvil que proporciona una retroalimentación auditiva del estado de ánimo de una persona, lo que nos da indicaciones de cuándo estamos tranquilos o mentalmente dispersos y más ansiosos.

(Un hombre usando Muse para meditación, imagen tomada de link)

Tras una revisión de la literatura académica reciente sobre el tema, se pueden encontrar múltiples estudios que validen el uso de los EEG portátil para diversos propósitos. Los avances recientes en el área incluyen la creación de Neuralink, una firma de electrodos cerebrales creada por el empresario Elon Musk, que busca desarrollar ICC. Además, Facebook ha comenzado recientemente a desarrollar en el área, centrándose en ICC para mecanografía y audición con la piel.Un área que está experimentando con ICC es la realidad virtual (RV), donde las personas están trabajando para controlar escenarios de RV con la mente. La precisión de estos dispositivos está creciendo, hasta el punto de que el EEG de bajo costo ahora se puede usar para reconstruir imágenes de lo que se ve.

Referencias

Churchland, P. S., & Sejnowski, T. J. (1988). Perspectives on cognitive neuroscience. Science242(4879), 741-745.

Kandel, E. R, Schwartz, J. H. & Jessel,T. M.(2001). Principios de Neurociencia. Madrid: McGraw-Hill.

¿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/

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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.

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