Neurociencia

Las neurociencias estudian la estructura y la función química, farmacología, y patología del sistema nervioso y de cómo los diferentes elementos del sistema nervioso interaccionan, dan origen a la conducta, el pensamiento y los modos de conciencia.
El estudio biológico del cerebro es un área multidisciplinar que abarca muchos niveles de estudio, desde el puramente molecular hasta el específicamente cognitivo, pasando por el nivel celular (neuronas individuales), los ensambles y redes pequeñas de neuronas (como las columnas corticales) y los ensambles grandes (como los propios de la percepción visual) incluyendo sistemas como la corteza cerebral o el cerebelo, y,por supuesto, el nivel más alto del Sistema Nervioso.
En el nivel más alto, las neurociencias se combinan con la psicología lo que proporciona una nueva manera de entender el cerebro y la conciencia, pues se basa en un estudio científico queune disciplinas tales como la neurobiología, la psicobiología…, lo que cambiará la concepción actual que existe acerca de los procesos mentalesy sus bases biológicas.

Las neurociencias exploran campos tan diversos como:
* la operación de neurotransmisores en la sinapsis;
* los mecanismos biológicos responsables del aprendizaje;
* el control genético del desarrollo neuronal desde la concepción;
* la operación de redes neuronales;
* la estructura y funcionamiento de redes complejas involucradas en la memoria, la percepción, y el habla.
* la estructura y funcionamiento de la conciencia.

Neurona espejo

Se denominan neuronas espejo a una cierta clase de neuronas que se activan cuando un animal o persona desarrolla la misma actividad que está observando ejecutar por otro individuo,especialmente un congénere.
Las neuronas del individuo imitan como "reflejando" la acción de otro: así, el observador está él mismo realizando la acción del observado, de allí su nombre de "espejo". Tales neuronas habían sido observadas primeramente en primates, y luego se encontraron en humanos y algunas aves. En el ser humano se las encuentra en el área de Broca y en la corteza parietal.
En las neurociencias se supone que estas neuronas desempeñan un importante rol dentro de las capacidades cognitivas ligadas a la vida social, tales como la empatía (capacidad de ponerse en el lugar de otro) y la imitación. De aquí que algunos científicos consideren que la neurona espejo es uno de los más importantes descubrimientos de las neurociencias en la última década.
Las neuronas espejo han sido halladas en la circunvolución frontal inferior y en el lóbulo parietal. Estas neuronas están activas cuando los simios realizan alguna tarea, y además cuando observan esa misma específica tarea realizada por otro. Las investigaciones desarrolladas empleando IRMf, simulación magnética transcraneal (TMS) y electroencefalografías (EEG) han encontrado evidencias de un sistema similar en el cerebro humano, en el que también coinciden el observar y el actuar.
La función del sistema espejo es objeto de muchas elucubraciones científicas. Estas neuronas podrían ser importantes para comprender las acciones de otras personas, y para aprender nuevas habilidades por imitación. Algunos investigadores piensan que el sistema espejo podría imitar la acciones observadas, y así enriquecer la teoría de las habilidades de la mente. Otros lo relacionan con las habilidades de lenguaje.También se ha sugerido que las disfunciones del sistema espejo podrían ser la causa subyacente de algunos desórdenes cognitivos, tales como el autismo. Se están realizando investigaciones sobre todas estas posibilidades.

En los años 1980 y 1990, Giacomo Rizzolatti trabajaba con Leonardo Fogassi y Vittorio Gallese en la universidad de Parma, en Italia. Estos científicos habían colocado electrodos en la corteza frontal inferior de un mono macaco para estudiar las neuronas especializadas en el control de los movimientos de la mano: por ejemplo, asir objetos o ponerlos encima de algo. Durante cada experimento, registraban la actividad de sólo una neurona en el cerebro del simio mientras le facilitaban tomar trozos de alimento, de manera que los investigadores pudieran medir la respuesta de la neurona a tales movimientos.Así fue que, como ya ocurriera con muchos otros descubrimientos, las neuronas espejo fueron encontradas por casualidad.
Investigadores de la UCLA hicieron la primera medida experimental de la actividad de neuronas espejo en el cerebro humano, no sólo en las regiones motoras del cerebro ( circunvolución frontal inferior y la corteza parietal inferior) donde se pensaba que existían, sino también en las regiones involucradas en la visión y en la memoria. Http://newsroom.ucla.edu/portal/ucla/ucla-researchers-make-first-direct-156503.aspx.

Desde el descubrimiento de las neuronas espejo, se han hecho importantes declaraciones sobre su importancia (por ejemplo, por Ramachandran). Particularmente, se ha discutido mucho acerca de la evolución de las neuronas espejo, y su relación con la evolución del lenguaje.
En los seres humanos, las neuronas espejo se encuentran en la corteza frontal inferior, cerca del área de Broca, una región del lenguaje. Esto inclina a sugerir que el lenguaje humano evolucionó a partir de un sistema de comprensión y realización de gestos implementado en las neuronas espejo. Las neuronas espejo tienen ciertamente la capacidad de proporcionar un mecanismo para comprender la acción, aprender por imitación, y la simulación imitativa del comportamiento de los demás. Sin embargo, como en muchas teorías de la evolución del lenguaje, existen pocas evidencias directas.
Los estudios también vinculan las neuronas espejo con la comprensión de objetivos e intenciones. Fogassi y otros registraron en 2005 la actividad de 41 neuronas espejo en el lóbulo parietal inferior (IPL) de dos macacos rhesus de la India. Desde hace tiempo se ha reconocido al IPL como corteza de asociación que integra la información sensorial. Los monos miraron como un investigador asía una manzana y la llevaba a su boca, o agarraba un objeto y lo ponía en una taza. En total, 15 neuronas espejo se activaron intensamente cuando el mono observó el movimiento "agarrar para comer" , pero no registraron actividad alguna cuando estuvieron expuestas a la condición de "agarrar para colocar en un lugar".
En relación con otras cuatro neuronas espejo ocurrió lo contrario. Se activaron en respuesta al investigador que colocaba la manzana en la taza pero no cuando la comía. Solamente el tipo de acción, y no la fuerza cinemática con la cual los modelos manipularon objetos, determinaron la actividad neuronal. De manera significativa, las neuronas se activaron antes de que el mono observara al modelo humano comenzando el segundo acto motor (esto es, traer el objeto a la boca o ponerlo en una taza). Por lo tanto, las neuronas del IPL "decodifican el mismo acto (el agarrar) en una diversa manera según el objetivo final de la acción en la cual está contenido el acto" y pueden proporcionar una base neurológica para predecir las acciones subsecuentes de otro individuo y deducir su intención.

Daniel Goleman, autor del libro "La inteligencia emocional", afirma que estas neuronas detectan las emociones, el movimiento e incluso las intenciones de la persona con quien hablamos, y reeditan en nuestro propio cerebro el estado detectado, activando en nuestro cerebro las mismas áreas activas en el cerebro de nuestro interlocutor, creando un "contagio emocional", o sea, el que una persona adopte los sentimientos de otra. Se vinculan los fallos en las neuronas espejo con las personas con autismo.

Paradigma

Esquema explicativo. Marco de referencia. Modelo teórico.

Paradoja de Bell

La paradoja de Bell es un problema clásico de relatividad especial, que fue planteado originalmente en el bar del CERN y que John Stewart Bell describe en el artículo Cómo enseñar la relatividad especial. El planteamiento simple del problema es el siguiente: Supongamos la existencia de tres pequeñas naves, a las que llamaremos A, B, y C, que se desplazan libremente por una región del espacio alejada de la influencia de cualquier otra materia, sin ningún tipo de rotación y sin ningún movimiento relativo, con A equidistante a B y C. Tras la recepción de una señal de A, los motores de B y C aceleran con suavidad. Si las naves son idénticas y tienen los mismos programas de aceleración, entonces el observador en A advertirá que las naves B y C tendrán la misma velocidad en todo momento y que la distancia entre ellas permanecerá constante. Suponiendo que hay un hilo frágil atado a salientes de B y C, cuya longitud es apenas la necesaria para cubrir la distancia L requerida, ¿se romperá el hilo en algún momento?. Según Bell sí. La manera obvia de responder es pensar en que el hilo estará sometido a la contracción de Lorentz y, por tanto, no será capaz de cubrir la distancia necesaria, con el tiempo y el aumento de velocidad. Pero la respuesta no deja claro quién ve la contracción, es decir, qué sistema inercial se debe tener en cuenta. La existencia de aceleración pone difícil la elección.

Paradoja EPR

La paradoja Einstein-Podolsky-Rosen. Cuando un electrón y un positrón se encuentran y se destruyen, dos fotones, A y B, parten en direcciones opuestas. Independientemente de la distancia que los separe, los dos fotones siguen correlacionados en el sentido de que determinadas propiedades deben tener valores opuestos. Si se mide A para la propiedad x, su paquete de ondas se colapsa y x adquiere el valor, digamos, +1, el valor correspondiente para B se sabe inmediatamente que es – 1, aun cuando no se haya medido B. Al medir A parece inferirse, de algún misterioso modo, el colapso del paquete de ondas de B «aun cuando A y B no guarden ninguna relación causal en absoluto». Einstein pensó durante toda su vida que debían existir variables locales ocultas que explicaran racionalmente la aparente paradoja. Y sin embargo… «Ninguna variable local oculta puede explicar las correlaciones que se dan en la paradoja EPR, lo que deja abierta la posibilidad, aun cuando las separen años luz, de que las partículas permanezcan conectadas por un nivel subcuántico no local que nadie conoce». (John S. Bell, 1965). El físico John S. Bell demostró que lo que Einstein y sus colegas tomaron como paradoja podía demostrarse científicamente.