Una nueva teor¨ªa de la consciencia

Para los cient¨ªficos que estudian el cerebro humano, incluso el m¨¢s sencillo acto de percepci¨®n es un acontecimiento de complejidad sorprendente. Una persona va por el campo en un precioso d¨ªa de primavera, siente en su rostro el calor del sol templado, las rosas florecen y cantan los p¨¢jaros.A?os de investigaci¨®n han mostrado que el cerebro absorbe una escena como ¨¦sta desmembr¨¢ndola en sus componentes y analizando cada trozo de informaci¨®n por caminos diferentes. Cuando el ojo ve la rosa, no se transmite al cerebro toda la imagen de la flor, sino que se produce algo muy sorprendente: las c¨¦lulas nerviosas de la retina inmediatamente descomponen la imagen en partes separadas, como contornos, texturas y colores. Y cuando se oye piar a un p¨¢jaro, diferentes neuronas responden a cada frecuencia, mientras que otras computan la direcci¨®n y la intensidad del sonido. Las c¨¦lulas de la piel que responden al calor dirigen su se?al a otras partes diferentes del cerebro.

Cada poblaci¨®n de c¨¦lulas sensoriales, del ojo al o¨ªdo, la nariz o la piel, env¨ªa su informaci¨®n a su zona correspondiente en la superficie externa del cerebro, una delgada capa de c¨¦lulas, llena de surcos, conocida como corteza, cerebral.

Las sensaciones de un instante en un d¨ªa de primavera se ven as¨ª representadas por millones de c¨¦lulas activadas en muchas regiones diferentes de la corteza. Eso se sabe; sin embargo, se conoce mucho peor la naturaleza del proceso de reorganizaci¨®n de la informaci¨®n, ¨ªntimamente relacionado con la antigua cuesti¨®n de la consciencia, de la base f¨ªsica de la mente consciente.

Ya que no existe una pantalla de Cinemascope en el cerebro donde se vea la imagen reconstruida, los cient¨ªficos se inclinan cada vez m¨¢s por una explicaci¨®n que se base en el tiempo. La imagen puede ser reconstruida a partir de todas las c¨¦lulas que se disparan con un ritmo" especial en un instate determinado y cuya se?al es recogida por una especie de onda que recorre el cerebro con cierta periodicidad.

Experimentos recientes muestran que c¨®digos temporales muy precisos constituyen el principio primario de organizaci¨®n del cerebro. Pero c¨®mo funciona exactamente esta coordinaci¨®n temporal es objeto de grandes discusiones.

Cada percepci¨®n se basar¨ªa en la activaci¨®n temporal de un conjunto de neuronas, seg¨²n cree Christof Koch, neurocient¨ªfico que trabaja en California. Cuando se forma una nueva percepci¨®n, el conjunto anterior desaparece y se dispara un nuevo grupo de neuronas, formando una nueva percepci¨®n. Las neuronas individuales pueden participar en la representaci¨®n de muchas cosas, dependiendo de los conjuntos en los que se integran en un instante determinado.

?Pero cu¨¢les son estas c¨¦lulas? ?Son especiales? Gyorgy Buzsaki, de la Universidad de Rutgers (EE UU), ha encontrado un tipo de c¨¦lulas denominadas interneuronas inhibidoras que tienen una tendencia inherente a dispararse seg¨²n un patr¨®n de onda. Por la forma en que est¨¢n distribuidas en el cerebro, estas neuronas podr¨ªan realizar la funci¨®n que se busca.

Las diferentes regiones cerebrales pueden haber dado lugar por evoluci¨®n a sus propios c¨®digos de relaci¨®n, seg¨²n Rodolfo Llin¨¢s, de la Universidad de Nueva York. El sistema motor es un buen ejemplo. El cerebelo es una estructura que coordina los movimientos, enviando un conjunto de se?ales desde las regiones superiores del cerebro, donde se toman las decisiones, hasta los m¨²sculos. Para conseguir la coordinaci¨®n, en la base del cerebro existen unas c¨¦lulas que se disparan a una velocidad de 10 ciclos por segundo y que tienen largas fibras que se introducen en el cerebelo, donde forman conexiones densas y amplifican as¨ª sus se?ales.

La informaci¨®n que fluye al cerebelo est¨¢ regulada por estas c¨¦lulas que se disparan, lo que asegura que los movimientos s¨®lo se producen 10 veces por segundo, se?ala Llin¨¢s. Esta oscilaci¨®n liga las ¨®rdenes cerebrales con los movimientos musculares

"Esto quiere decir que nos movemos de forma no continua", dice Llin¨¢s. "Nadie se puede mover m¨¢s r¨¢pidamente que 10 veces por segundo. Tenemos la impresi¨®n de fluidez de movimiento porque todo sucede muy deprisa". Al ligar los paquetes de informaci¨®n nerviosa motora cada d¨¦cima de segundo, el sistema tiene tiempo de mandar mensajes a los m¨²sculos de forma m¨¢s o menos s¨ªncrona.

El mismo tipo de mecanismo de ligadura puede existir para todo el cerebro a una frecuencia m¨¢s alta, de 40 ciclos por segundo, seg¨²n Llin¨¢s, que ha podido medir una onda de esta frecuencia en el cerebro humano. La onda recorre el cerebro de atr¨¢s adelante una vez cada 12,5 mil¨¦simas de segundo y podr¨ªa ser la se?al que relaciona la informaci¨®n de las partes de la corteza cerebral que manejan las se?ales auditivas, visuales, motoras y otras sensoriales. Esta se?al, seg¨²n cree Llin¨¢s, sirve para conectar las estructuras en la corteza con el t¨¢lamo, una regi¨®n del cerebro inferior con funciones complejas de reexpedici¨®n e integraci¨®n. ?l tiene, tambi¨¦n, una poblaci¨®n candidata de c¨¦lulas, el n¨²cleo intralaminar en el t¨¢lamo, que podr¨ªan generar la se?al de reorganizaci¨®n de la informaci¨®n.