neurociencia 4
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NEUROCIENCIALas neurociencias son un conjunto de disciplinas científicas que estudian la estructura y la
función, el desarrollo de la bioquímica, la farmacología, y la patología del sistema nervioso y
de cómo sus diferentes elementos interactúan, dando lugar a las bases biológicas de la
conducta.
El estudio biológico del cerebro es un área multidisciplinar que abarca muchos niveles de
estudio, desde el puramente molecular hasta el específicamente conductual y 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 para crear
la neurociencia cognitiva, una disciplina que al principio fue dominada totalmente por
psicólogos cognitivos. Hoy en día, la neurociencia cognitiva proporciona una nueva manera
de entender el cerebro y la conciencia, pues se basa en un estudio científico que une
disciplinas tales como la neurobiología, la psicobiología o la propia psicología cognitiva, un
hecho que con seguridad cambiará la concepción actual que existe acerca de los procesos
mentales implicados en el comportamiento y sus bases biológicas. Las neurociencias ofrecen un apoyo al psicoanálisis con la finalidad de entender mejor la complejidad del funcionamiento mental. La tarea central de las neurociencias es la de intentar explicar cómo funcionan millones de células nerviosas en el encéfalo para producir la conducta y como a su vez estas células están influidas por el medio ambiente. Tratando de desentrañar la manera de cómo la
actividad del cerebro se relaciona con la psiquis y el comportamiento, revolucionando la
manera de entender nuestras conductas y lo que es más importante aún: cómo aprende,
cómo guarda información nuestro cerebro, y cuáles son los procesos biológicos que facilitan
el aprendizaje.
Areas relacionadas con la neurociencia
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, el habla
Entre las áreas relacionadas con la neurociencia se encuentran:
0) el neurodesarrollo
1) la neuroanatomía
2) la neurociencia aplicada
3) la neurociencia cognitiva
4) la neurociencia computacional
5) la neuroeconomía
6) la neurofisiología
7) la neurolingüística
8) la neurología
9) la neuropsicología
10) la neuropsiquiatría
11) la neurotecnología
12) la psicofarmacología
13) la neurogenética
14) la neurocirugía
0) ¿Que es Neurodesarrollo?
Neurodesarrollo son los mecanismos a través de los cuales se organiza el Sistema Nervioso como un sistema de relación. El Sistema Nervioso genera diferentes variables como: atención, intencionalidad, emoción, pensamiento, memoria, lenguaje, socialización y control motor para responder a las demandas del medio ambiente y siempre interactuando con este. La influencia de la experiencia y el aprendizaje por una parte y la herencia biológica por otra, explica que la conducta humana está determinada por la herencia genética y que es además modificada por la experiencia. Estos factores son de orden biológico (ausencia de factores de agresión al sistema nervioso, mantenimiento de la homeostasis etc.) y de orden psicosocial (vínculos afectivos que se establezcan con el niño, interacción social con su entorno, cuidados físicos, etcétera)
Aunque el material genético se adquiere sin errores, se ha demostrado que la experiencia del individuo es necesaria para asegurar el desarrollo de una arquitectura neuronal correcta, por lo tanto, se considera el desarrollo infantil como un proceso de interacción
entre el organismo y el medio en que se desenvuelve de lo que resulta la maduración orgánica y funcional del sistema nervioso.
El desarrollo infantil es un proceso dinámico que involucra simultáneamente a la evolución biológica, psicológica y social, reconociendo además la importancia de los primeros años de vida del niño como la etapa donde se conformarán las habilidades perceptivas, motrices, cognitivas y sociocomunicativas que le facilitarán la adaptación armónica y equilibrada al medio.
0.1)¿Propósito del Neurodesarrollo?
El propósito del Neurodesarrollo en la práctica clínica es reconocer, anticipar y/o identificar los posibles riesgos y/o alteraciones del Sistema Nervioso y subsistemas involucrados que puedan ejercer un impacto negativo en el desarrollo integral del niño, permitiendo tomar decisiones oportunas e intervenir.
1)¿Que es Neuroanatomia?
La neuroanatomía es el estudio de la estructura y la organización del sistema nervioso. Se llama neuroanatomía comparada a la ciencia que analiza y compara los sistemas nerviosos de las diferentes especies. Desde los sistemas más simples hasta el de los mamíferos y el hombre.
El primer registro escrito conocido de un estudio de la anatomía del cerebro humano es egipcio, el papiro de Edwin Smith. El siguiente desarrollo importante en neuroanatomía fue de unos mil años más tarde, cuando el griego Alcmeón determinó que el cerebro y no el corazón, como se creía, gobierna al cuerpo y recibe información de los sentidos. Uno de los fundadores de la neuroanatomía moderna fue el descubridor de la neurona, el español Santiago Ramón y Cajal, premio Nobel de medicina en 1906.
1.1) División neuroanatòmica estructural
El sistema nervioso de los vertebrados está constituido por el cerebro y la médula espinal (el
sistema nervioso central o SNC) y por las rutas de los nervios que se conectan con el resto
del cuerpo (el sistema nervioso periférico o SNP). El sistema nervioso central (SNC) consiste
en el cerebro, la retina, y la médula espinal, mientras que el sistema nervioso periférico (SNP)
se compone de todos los nervios fuera del sistema nervioso central que lo conectan con el
resto del cuerpo.
El sistema nervioso central está compuesto de las regiones del cerebro, tales como, por
ejemplo, el hipocampo que es crítico para la formación de las memorias. El sistema nervioso
también contiene los nervios, que son haces de fibras que se originan en el cerebro y la
médula espinal, y se ramifican varias veces para inervar a cada parte del cuerpo. Los nervios
están constituidos principalmente de los axones de las neuronas, junto con una variedad de
membranas que recubren los fascículos nerviosos.
El cerebro y la médula espinal están exteriormente protegidos por las estructuras óseas que
son el cráneo y la columna vertebral. Interiormente son envueltos por tres membranas:
la duramadre, la aracnoides y la piamadre. Además están bañados por el líquido
cefalorraquídeo que completa los espacios vacíos y actúa como amortiguador de golpes,
entre otras funciones.
Con el fin de precisar las ubicaciones anatómicas se hacen frecuentes referencias a detalles
notorios del cerebro como las cisuras y se utilizan planos de orientación o planos de sección
que generalmente son "sagital", "transversal" o "coronal" u horizontal.
El SNC está constituido anatómicamente por el:
Cerebro.
Mesencéfalo.
Protuberancia.
Cerebelo.
Bulbo raquídeo.
Médula espinal (Porciones Cervical, Dorsal, Lumbar, Sacra y Coccígea).
Nervios Craneales I y II.
El SNP está constituido por:
Nervios Craneales III a XII.
Nervios Espinales (Entre ellos se destacan 2 plexos en Plexo Braquial y Lumbosacro).
1.2) División neuroanatòmica funcional
El SNP se subdivide en el somático y el sistema nervioso autónomo. El sistema nervioso autónomo también tiene dos subdivisiones, el simpático (SNS) y el parasimpático (SNPS), que son importantes para la regulación del cuerpo en las funciones básicas del organismo, tales como el ritmo cardíaco, la respiración, la digestión, el control de temperatura, etc El SNS prepara al cuerpo para actuar en una emergencia y el SNPS dispone al cuerpo conservar y restablecer energía.
1.3) Recursos para la investigación neurofuncionalMucho de lo aprendido procede de observar cómo las "lesiones" de áreas específicas del cerebro afectan al comportamiento u otras funciones. Nuevos recursos han ido mejorando las posibilidades de observar la situación y los aspectos del funcionamiento cerebral en personas vivas y sanas. La tomografía computada, la resonancia magnética y los emisores de protones (PET) son creadores de imágenes sin “invadir” a la persona observada. Este último, con el auxilio de productos apropiados inyectados, permite observar el grado de actividad de cada zona cerebral en diferentes circunstancias. Así se logra determinar con mayor precisión las zonas involucradas en el razonamiento, la memoria, las emociones como el amor, el miedo, etc. y se conocen los trayectos que realizan los estímulos nerviosos que participan.
1.4 Arquitectura de la mèdula espinal
Se sitúa dentro del conducto rodeada por las tres meninges y el líquido cefalorraquídeo. La
arquitectura de la médula espinal es aproximadamente cilíndrica, y comienza por arriba en el
agujero occipital en el cráneo, a donde se continúa con el bulbo raquídeo, y termina por
debajo de la región lumbar en forma de huso en el cono medular, desde cuyo vértice se
conforma desciende una prolongación piamádrica, formando al Filo Terminal o Filum
Terminalis.
A lo largo del trayecto de la médula espinal se localizan 31 pares de nervios espinales unidos
por raíces anteriores o motríces, y raíces posteriores o sensitivas.
La estructura de la médula espinal está compuesta en su porción céntrica por la sustancia
gris, y en su periferia por la sustancia blanca.
En un corte transversal se puede observar a la sustancia gris formar una silueta similar al de
una mariposa, con sus cordones grises anteriores y posteriores unidas por la comisura gris.
La sustancia blanca se divide en cordones blancos anteriores, laterales y posteriores.
La arquitectura de la médula espinal cambia de acuerdo a su posición.
1.5) Encèfalo
Se sitúa en la cavidad craneana y se continúa con la médula espinal a través del agujero occipital. Esta rodeado por tres meninges. El encéfalo se divide en tres partes principales, estas son:
Rombencéfalo: Encéfalo Posterior.
Bulbo Raquídeo.
Protuberancia.
Cerebelo.
Mesencéfalo: Encéfalo Medio.
Tectum y Tegmentum.
Prosencéfalo: Encéfalo Anterior.
Diencéfalo y Cerebro.
1.6) Neuroanatomia celularLa base celular del sistema nervioso se compone de neuronas, células gliales, y matriz extracelular. Existen neuronas y células gliales de muchos tipos. Las neuronas son las células de procesamiento de información del sistema nervioso: generan la sensación de nuestro entorno, producen nuestros pensamientos y provocan nuestros movimientos. Se comunican entre sí por medio de señales eléctricas que recorren sus prolongaciones: los axones y las dentritas; las uniones internueronales se llaman sinapsis y son estructuras complejas. Las células gliales mantienen la homeostasis, la producción de mielina, y brindan apoyo y protección a las neuronas del cerebro. Algunas células gliales (astrocitos) incluso pueden propagar las ondas de calcio intercelular por largas distancias en respuesta a la estimulación y liberar “gliotransmisores” en respuesta a cambios en la concentración de calcio. La matriz extracelular proporciona también apoyo a nivel molecular para las células del cerebro.
1.7) Recursos para la investigaciòn neurocelular
Estos recursos se utilizan en muestras obtenidas en biopsias, necropsias y en animales. La
tinción es una técnica utilizada para mejorar el contraste creando características particulares
en las imágenes microscópicas. En histoquímica utiliza el conocimiento acerca de las
propiedades bioquímicas de reacción de los componentes químicos del cerebro,
especialmente de las enzimas. La inmunocitoquímica es un caso especial de histoquímica
que utiliza anticuerpos selectivos contra una variedad de epítopos químicas del sistema
nervioso. Logra teñir selectivamente tipos particulares de células, fascículos axonales,
neuropiles, procesos gliales o vasos sanguíneos, o ciertas proteínas específicas
intracitoplasmáticas o intranucleares y otras moléculas inmunogenéticas. También se recurre
a otras técnicas más complejas como la hibridación in situ que usa sondas de ARN, a
marcadores codificados genéticamente y a ciertos virus que pueden replicarse en las células
cerebrales y en las sinapsis. Es muy útil la microscopía de electrones en serie (microscopio
electrónico).
2) NEUROCIENCIA APLICADA
La neurociencia aplicada es una disciplina que
utiliza el conocimiento científico sobre el cerebro
para potenciar la salud y el bienestar de las
personas. La creación de sociedades
deneurociencia aplicada es reciente (Society of
Applied Neuroscience – 2006; Applied
Neuroscience Foundation – 2007), aunque sus
orígenes se remontan al siglo XIX, cuando neurólogos como el francés Paul Broca (1824- 1880) y el inglés John Hughlings Jackson (1835-
1911) trataban a pacientes con lesión cerebral o
que sufrían ataques epilépticos.
La neurociencia aplicada tiene un carácter
multidisciplinar, pues se basa en disciplinas
como la psicología clínica, ciencia
cognitiva, neurofisiología, ergonomía, física, inge
niería, robótica,inteligencia artificial o
la bioinformática. La expansión de la
neurociencia aplicada da lugar a nuevos campos,
como la neuroeconomía, el neuromarketing y la
neuroeducación, aunque los principales ámbitos
de aplicación comprenden la clínica y el trabajo
2.1) Neurociencia en la clìnica
En la clínica, las técnicas más modernas consisten en terapias génicas, neuroimplantes
(implantación cerebral de chips con función de prótesis y/o de comunicación con otros
dispositivos electrónicos), neuroestimulación, neurofeedback y la realidad virtual. Dentro de la
neuroestimulación, destaca la técnica no invasiva de estimulación
magnética transcraneal repetitiva, conocida por las siglas en inglés rTMS (Pascual-Leone,
Davey, Rothwell, Wasserman, & Puri, 2002; Tormos, Catalá, & Pascual-Leone, 1999). La
rTMS consiste en aplicar una serie repetida de pulsos magnéticos sobre la superficie del
cráneo, los cuales alcanzan una estructura cerebral específica y modifican su funcionamiento
de forma duradera. Mediante el neurofeedback, el terapeuta entrena al paciente para que
éste aprenda a regular voluntariamente su propia actividad electroencefalográfica (EEG).
Podemos hacer una clasificación atendiendo a los distintos grupos de enfermedades que trata
la neurociencia:
las enfermedades neurodegenerativas
In vivo en la enfermedad de Parkinson
Consistió en la liberación de la enzima ácido glutámico descarboxilasa, responsable de la
síntesis del ácido γ-amino-butírico para aliviar los síntomas característicos de la enfermedad.
Un mes después de la cirugía no había problemas de toxicidad, fiebre o disfunciones
neurológicas adicionales.
El tratamiento habitual de esta enfermedad es la administración oral de levodopa, fármaco
que promueve la producción de la dopamina. Aunque se trata de una terapia muy eficaz, al
cabo del tiempo acaba produciendo un efecto secundario grave conocido como disquinesias
(movimientos involuntarios por una estimulación pursátil de las neuronas que producen la
dopamina). Se ha desarrollado una nueva terapia génica partiendo de la hipótesis de que
inducir la síntesis continua de este neurotransmisor eliminaría las fluctuaciones que conducen
a la aparición de disquinesias. Primeramente indujeron los síntomas del Parkinson a los
monos con una neurotoxina. Posteriormente introdujeron en los cerebros de los monos los
tres genes clave para la síntesis de la dopamina mediante un vector viral. La terapia fue un
éxito. La rigidez, los temblores y las posturas anómalas de los monos enfermos se redujeron
y las disquinesias no aparecieron. Los científicos constataron que las células cerebrales de
los monos habían producido la cantidad de dopamina que precisaban y de forma continua.
Ex vivo en el Alzheimer
Se realizó la fase I de un estudio en el que se implantaron fibroblastos genéticamente
modificados para liberar NGF en pacientes con la enfermedad. Tras transcurrir un tiempo de
seguimiento no se detectaron efectos adversos asociados al procedimiento, mejororando la
función cognitiva de los pacientes. Sin embargo los investigadores en los casos de pacientes
con esta enfermedad han desarrollado técnicas de análisis de la imagen cerebral que
permiten detectar in vivo lesiones cerebrales muy tempranas en personas con alto riesgo de
padecer Alzheimer. Los resultados suponen un salto importante en el diagnóstico precoz de la
enfermedad.
Técnicas de neuroimagen:: Se basan en la obtención de una imagen del sistema
nervioso. Destacan por su uso prioritario los rayos X y la TAC (tomografía axial
computerizada), basados en radiaciones electromagnéticas. la tomografía
computarizada (TC) es el método neurorradiológico de mayor utilización, llegando
a ser el primer examen diagnóstico que se realiza después de la historia clínica
de la mayoría de pacientes con patología neurológica. Dada la facilidad de
realización, la precisión diagnóstica y la ausencia de riesgo, ha desplazado a
técnicas clásicas más agresivas. Generalmente, la TC se lleva a cabo con
contraste intravenoso y sin éste, ya que la sustancia de contraste permite
visualizar las zonas patológicas con mayor precisión. Han surgido nuevas
técnicas que usan la Medicina Nuclear, basadas en la introducción de un isótopo
radiactivo por inyección o inhalación para ver su distribución por el organismo,
como la PET (Tomografía por emisión de positrones), y la SPECT (Tomografía
por emisión de fotón único), que permiten obtener información funcional del
sistema nervioso. La gammagrafía cerebral y la cisternografía isotópica usan el
mismo método desde hace algo más tiempo.
2.2) neuroinmunologìa y neurooncologìa
Tratamiento de la esclerosis múltiple con interferón alfa-2b recombinante (estudio piloto)
La Esclerosis Múltiple (EM) es una enfermedad inflamatoria-desmielinizante del Sistema Nervioso Central (SNC). Se caracteriza en el periodo agudo por la presencia de un infiltrado celular inflamatorio con ruptura de la barrera hematoencefálica. Si bien puede ocurrir remielinización en cualquier momento, la proliferación glial determina cicatrices. Sólo se dispone de tratamientos sintomáticos con el uso de esteroides, especialmente las altas dosis de metilprednisolona que acortan la duración e intensidad de las recaídas. Sin embargo, hasta la fecha, no existe tratamiento efectivo para modificar el curso de la enfermedad en las forma crónica progresiva, mientras que en la forma exacerbación-remisión (ER) recientemente se demostró que losinterferones (IFN) pueden cambiar la historia natural de esta forma clínica. Los IFN son modificadores de la respuesta biológica con acciones antiproliferativa, antiviral e inmunomoduladora. Se ha demostrado que el IFN gamma o tipo II juega un papel patogénico en el desarrollo de la EM, mientras que esta acción es contrarrestada por los IFN tipo I, alfa y beta, que comparten el mismo receptor en la membrana celular y cierta homología estructural. Se ha demostrado que los IFN tipo I revierten muchas de las alteraciones inmunitarias del SNC que ocurren en la EM:
inhibición de la expresión de antígenos de histocompatibilidad clase II inducida
por IFN gamma
inhibición de la activación de células T auxiliadoras
disminución de la producción de IgG por las células plasmáticas
aumento de la producción de IFN y de la actividad de células Natural Killer por los
linfocitos de pacientes con EM
disminución de la producción de IFN gamma inducida por antígenos MHC-II
aumento de la actividad T-supresora, disminuida en la EM
Se han realizado numerosos ensayos clínicos con IFN en la EM. Dos preparaciones de IFN beta recombinante (el producido en bacterias y el glicosilado, producido en células de mamífero), han demostrado ser eficaces en la reducción de la frecuencia de las recaídas en la EM de curso exacerbación-remisión (EM-ER), así como en la disminución de la progresión de la incapacidad neurológica y en las lesiones observadas por imágenes de resonancia magnética nuclear (RMN). Estos resultados derivan de un estudio en nueve pacientes con lesiones características de la enfermedad mediante resonancia magnética y bandas oligoclonales (bandas de IgG) en el líquido cefalorraquídeo sin presentar alteraciones en las velocidades de conducción motora y sensitiva de las cuatro extremidades.
Las bandas oligoclonales: son inmunoglobulinas que indican la presencia de una
inflamación en el sistema nervioso central (SNC). La presencia de estas bandas
puede ser un signo de esclerosis múltiple. La técnica que ha mostrado mayor
sensibilidad para la determinación de la EM es el isoelectroenfoque seguido de
inmunotinción.
2.3) Alteraciones del sistema nervioso: retraso mental, conductas anormales...
Evaluación citogenética con técnicas de bandeo G
En esta técnica de analizan los cromosomas en metafase (unas 450 bandas) empleándose como colorantes la tripsina y giemsa. De esta forma podemos observar los cromosomas con bandas claras y bandas oscuras, con lo que se pueden diferencias los distintos pares de cromosomas. Mediante el bandeo se detectan anomalías cromosómicas: Numéricas (trisomías, monosomías...); estructurales (deleciones, duplicaciones, translocaciones...). Se trata de una técnica de rutina en la evaluación genética que permite efectuar el diagnóstico en 4-34,1% de los niños con retardo madurativo/retardo mental. Es una técnica sencilla y económica aunque con el inconveniente de que no detecta segmentos estructurales anómalos muy pequeños.
Evaluación citogenética con técnicas de bandeo G y alta resolución
Analiza cromosomas en prometafase (igual o mayor de 600 bandas). Estos estudios son de utilidad para detección de deleciones y duplicaciones que pueden pasar desapercibidas con la técnica anterior. Los autores coinciden en que en los niños con mayor número de dismorfias y retardo mental más importante es más frecuente encontrar anomalías cromosómicas.
FISH subtelomérico
El uso del método de análisis en regiones subteloméricas para la investigación etiológica del retardo mental está asoacido con el descubrimiento de que en dichas regiones hay una alta concentración de genes funcionantes que mediante arreglos producen anomalías clínicas. La técnica consiste en el uso de multisondas de FISH (técnica múltiple FISH) para dichas regiones. Se describen porcentajes muy variables de detección de patologías subteloméricas en niños con retardo mental moderado-gave: 6,5-7,4% y del 0,5- 10,3% en los individuos con retardo mental leve.
Hibridación genómica comparada (CGH) o microarray
Esta reciente técnica permite, mediante el uso de microchips de ADN (microarrays), la exploración simultánea de múltiples áreas del genoma o de cromosomas. comparar zonas específicas de ADN de dos diferentes genomas: del paciente y de un testigo (control) conocido. Esta técnica, que detecta anomalías con una resolución de aproximadamente 1Mb, diagnostica desbalances en el 14-20% de los retardos mentales idiopáticos.
Técnicas de screening
Se trata de un sistema de microscopía epfluorescente automatizado para la adquisición de imagen y para su posterior análisis. Mediante marcadores bioquímicos, especialmente la alfa-fetoproteína (AFP), la beta-gonadotrofina coriónica (b-hCG), la Associated Plasma Protein A (PAPP-A) y el estriol no conjugado (UE) permite el <<screening>> no invasivo de las anomalías cromosómicas en pacientes de edad inferior a 35-38 años.
2.4) Transtornos psicóticos (bipolares)
Mediante las técnicas de neuroimagen se intentan encontrar alteraciones cerebrales que sean características de la esquizofrenia. Entre ellas podemos destacar la resonancia magnética y la tomografía computerizada por emisión de positrones (PET) y por emisión de fotón único (SPECT).
Existen además otros grupos de enfermedades asoaciadas al sistema nervioso que no se han tratado y numerosos campos de investigación para el desarrollo de nuevas técnicas aplicadas a la neurociencia: Técnicas en Genómica y Proteómica; Terapia celular; Diagnóstico Genético Preimplantacional (DGP);Técnicas de Magnetoencefalografía; etc.
Estas técnicas están produciendo resultados esperanzadores en el de enfermedades como las mencionadas y otros transtornos como son: la rehabilitación de lesiones cerebrales (Fregni & Pascual-Leone, 2007), epilepsia, dolor, trastornos del sueño, depresión, trastorno obsesivo compulsivo y déficit de atención e hiperactividad (Butnik, 2005), etc. Además, la realidad virtual se está aplicando al tratamiento psicológico de trastornos por estrés post-traumático, ansiedad y fobias. Ésta consiste en introducir al paciente en un entorno virtual para exponerlo de forma gradual y repetida frente al objeto que le causa miedo (insectos, las alturas, los espacios abiertos, muchedumbre, etc.), con objeto de que el paciente acabe por desensibilizarse ante las situaciones que le inducían reacciones de ansiedad extrema.
2.5) Neurociencia en el trabajo
En el ámbito laboral destaca la neuroergonomía (Parasuraman & Rizzo). La neuroergonomía pretende mejorar la interacción hombre-máquina mediante la aplicación del conocimiento sobre el cerebro. En neuroergonomía también se utiliza la realidad virtual, por ejemplo, para estudiar de forma segura cómo se comportarían los trabajadores en situaciones de peligro simuladas por ordenador (un incendio o una explosión en una fábrica), y para entrenar a los trabajadores en tareas complejas como el pilotaje de aviones y la telecirugía. Otra aplicación consiste en diseñar aparatos de vigilancia de la actividad psicofisiológica del trabajador (actividad muscular y cerebral, tasa cardíaca, sudoración, frecuencia de respiración y de parpadeo, etc.) para evitar estados de somnolencia, fatiga, distracciones o emociones negativas durante la ejecución de tareas peligrosas.
3)NEUROCIENCIA COGNITIVALa Neurociencia cognitiva es un área académica que se ocupa del estudio científico de los mecanismos biológicos subyacentes a la cognición, con un enfoque específico en los sustratos neurales de los procesos mentales y sus manifestaciones conductuales. Se pregunta acerca de cómo las funciones psicológicas y cognitivas son producidas por el circuito neural. La neurociencia cognitiva es una rama tanto de la psicología así como de la neurociencia, unificando e interconectando con varias subdisciplinas tales como psicología cognitiva, psicobiología y neurobiología. Antes del advenimiento de la tecnología de resonancia magnéticafuncional, esta rama de la ciencia era llamada psicobiología cognitiva. Los científicos que se dedican a esta área normalmente tienen estudios de base en psicología experimental o neurobiología, pero pueden provenir de varias disciplinas, tales como la siquiatría, neurología, física, matemática, lingüística, y filosofía
Los métodos empleados en la neurociencia cognitiva incluyen paradigmas experimentales de psicofísica y de la psicología cognitiva, neuroimaginamiento funcional, genómica congitiva, genética conductual, así como también estudios electrofisiológicos de sistemas neuronales. Estudios clínicos en psicopatología en pacientes con déficit cognitivos, constituye un aspecto importante de la neurociencia cognitiva. Las principales aproximaciones teóricas son la neurociencia computacional y las más tradicionales y descriptivas teorías psicocognitivas, como por ejemplo la psicometría.
3.1) Raíces científicas
Frenología
Las primeras raíces de la neurociencia cognitiva están en la frenología, la cual es una teoría pseudocientífica que sostenía que la conducta puede estar determinada por la forma del cuero cabelludo. A comienzos del siglo XIX, Franz Joseph Gall y J. G. Spurzheim sostuvieron que el cerebro humano estaba seccionado entre aproximadamente 35 diferentes regiones. En su libro, “La Anatomía y la Fisiología del Sistema Nervioso en General, y del Cerebro en Particular”, Gall postuló que un bulto mayor en una de estas áreas significaba que esa parte del cerebro estaba siendo usada más frecuentemente por esa persona. Esta teoría ganó atención pública significativa, llevando a la publicación de diarios de frenología y la creación de frenómetros, instrumentos que medían los chichones en la cabeza de la gente.
Campo agregado
Pierre Flourens, un psicólogo experimental francés, fue uno de los muchos científicos que desafió las posturas de los frenólogos. A través de su estudio de conejos y palomas, descubrió que las lesiones en áreas particulares del cerebro producían cambios no discernibles en el comportamiento. Propuso que el cerebro es un campo agregado, en el sentido que diferentes áreas del cerebro participaban en el comportamiento.
Locacionalistas tardios
Estudios de origen europeos por científicos tales como John Hughlings
Jackson causaron que la visión locacionalista o seccionista del cerebro resurgiera
como la principal manera de entender el comportamiento. Jackson estudió
pacientes con daño cerebral, particularmente aquellos conepilepsia. Descubrió
que los pacientes epilépticos a menudo hacían los mismos
movimientos clónicos y tónicos de músculos durante sus ataques. Esto llevó a
Jackson a proponer un mapa topográfico del cerebro, el cual fue esencial para el
futuro entendimiento de los lóbulos cerebrales.
El área de Broca y el área de Wernicke.
En 1861, el neurólogo francés Paul Broca se encontró con un hombre que era
capaz de entender el lenguaje pero incapaz de hablar. Este hombre podía sólo
producir el sonido “tan”. Más tarde se supo que el hombre tenía daño en un área
de su lóbulo frontal ahora conocido como el área de Broca. Karl Wernicke, un
neurólogo alemán, encontró un paciente similar, a excepción de que este
paciente podía hablar fluidamente pero no sensiblemente. El paciente fue una
víctima de un accidente cerebrovascular, y no podía entender lenguaje oral o
escrito. El paciente tenía un lesión en el área donde el lóbulo parietal izquierdo y
el lóbulo temporal se encontraban, ahora conocido como el área de Wernicke.
Estos casos fuertemente apoyaban las posturas localicionalistas o seccionistas
del cerebro, porque una lesión causaba cambios conductuales específicos en
ambos de estos pacientes. En 1870, elmédico Eduard Hitzig y Gustav
Fritsch publicaron sus descubrimientos acerca del comportamiento animal. Hitzig
y Fritsch aplicaron corriente eléctricatravés en la corteza cerebral de un perro,
causando movimientos característicos del animal dependiendo donde la corriente
era aplicada. Debido a que diferentes áreas producían diferentes movimientos,
los médicos concluyeron que el comportamiento estaba radicado a nivel celular.
El neuroanatomista alemán Korbinian Brodmann usó técnicas de tinción de
tejidos desarrolladas por Franz Nissl para ver las diferentes tipos de células en el
cerebro. A través de este estudio, Brodmann concluyó en año 1909 que el
cerebro humano consistía de cincuenta y dos áreas diferentes, ahora
llamadas áreas de Brodmann. Muchas de las distinciones de Brodmann eran muy
precisas, tal como por ejemplo la diferenciación entre el área de Brodmann 17 y
el área de Brodmann 18.
Doctrina de la neurona
A principios del siglo XX, Santiago Ramón y Cajal y Camilo Golgi comenzaron a trabajar en la estructura de la neurona. Golgi desarrolló un método de tinción de plata que podía enteramente teñir varias células en un área particular, llevándolo a creer que las neuronas estaban directamente conectadas unas con otras en un citoplasma. Cajal desafió esta teoría luego de teñir áreas del cerebro que tenían menos mielina y descubriendo que las neuronas eran células discretas. Cajal también descubrió que neuronas transmiten señales eléctricas sólo en un sentido. Ambos Golgi y Cajal ganaron un Premio Nobel en Fisiología o Medicina en 1906 por su trabajo en la doctrina de la neurona.
2.2) Fundacion de la ciencia
El 11 de septiembre de 1956, una reunión a gran escala de cognitivistas se llevó a cabo en el Massachusetts Institute of Technology. George A. Miller presentó su informe “The Magical Number Seven, Plus or Minus Two", mientras que el profesor Noam Chomsky y Newell y Simon presentaron sus descubrimientos en ciencia computacional. Ulric Neisser comentó sobre varios de los descubrimientos en su libro de 1967 Psicología Cognitiva. El término “sicología” había estado decayendo en las décadas de 1950 y 1960, causando que la gente se refiriera al área disciplinara como “ciencia cognitiva”. Conductialistas como Miller comenzaron a enfocarse en la representación del lenguaje más que el comportamiento general del individuo. La proposición de David Marrde la representación jerárquica de la memoria causaba que muchos psicólogos adoptaran la idea de que las habilidades mentales requerían procesamiento significativo en el cerebro, incluyendo algoritmos.
2.3) Algunos temas de la neurociencia cognitiva
Atención
Conciencia
Toma de decisiones
Memoria
Neurona especular
Neurociencia aplicada
Autotrascendencia
Atención
La atención es la capacidad que tiene alguien para entender las cosas o un objetivo, tenerlo
en cuenta o en consideración. Desde el punto de vista de la psicología, la atención no es
unconcepto único, sino el nombre atribuido a una variedad de fenómenos. Tradicionalmente,
se ha considerado de dos maneras distintas, aunque relacionadas. Por una parte, la atención
como una cualidad de la percepción hace referencia a la función de la atención como filtro de
los estímulos ambientales, decidiendo cuáles son los estímulos más relevantes y dándoles
prioridad por medio de la concentración de la actividad psíquica sobre el objetivo, para un
procesamiento más profundo en la conciencia. Por otro lado, la atención es entendida como
el mecanismo que controla y regula los procesos cognitivos; desde el aprendizaje por
condicionamiento hasta el razonamiento complejo.
En muchos casos actúa de manera inconsciente iniciado en el hemisferio cerebral izquierdo y
es mantenida en el hemisferio derecho. El estar atento ("poner atención" o "prestar atención")
tampoco es un comportamiento único del ser humano.
Características de la atención
Si no estuviésemos dotados del mecanismo de la atención nuestra mente se hallaría
sumergida en un vasto mar de estímulos, nuestros sentidos se desbordarían de
información que no podría ser procesada, es por ello que necesitamos de un
mecanismo que controle dicho procesamiento estructurando la actividad humana.
Podríamos destacar las siguientes características de la atención como las más
importantes:
Amplitud.
Esta característica hace referencia a la cantidad de información a la que podemos
atender al mismo tiempo y al número de tareas que podemos realizar
simultáneamente.
Intensidad.
Es innegable que todos sentimos alguna vez la sensación de estar más o menos
atentos, a esto se le denomina intensidad de la atención o tono atencional. Puede
definirse entonces como la cantidad de atención que le prestamos a un objeto o tarea
y está directamente relacionada con el nivel de vigilia y alerta de un individuo.
Pueden producirse variaciones en la intensidad denominadas como fluctuaciones de
la atención (al descenso de la intensidad de la atención se le denomina “lapsus de
atención”). Los cambios de atención pueden ser cortos y transitorios denominándose
“cambios fásicos”, cuando son largos y relativamente permanentes se denominan
cambios tónicos.
Oscilamiento o desplazamiento de la atención (shifting).
La atención cambia y oscila continuamente, ya sea porque procesamos dos o más
fuentes de información (estímulos atendidos) o bien porque nos encontramos
realizando dos tareas y la atención se va dirigiendo alternativamente de una a otra
(shifting). El tiempo de las oscilaciones de la atención puede ser variable.
Control.
Supone dirigir la atención y poner en marcha sus mecanismos de funcionamiento en
función de las demandas del ambiente y de la tarea que vamos a realizar, hablamos
en este caso de atención controlada. La atención controlada a diferencia de la no
controlada requiere un esfuerzo por parte del sujeto para mantenerla. Muchos
autores afirman que es ésta, la característica más importante de la atención.
Condiciones de la atención
Determinantes externos
Los determinantes externos son los que proceden del medio y posibilitan que el individuo
mantenga la atención hacia los estímulos que se le proponen, es decir, depende del medio
ambiente.
Potencia del estímulo. Es evidente que un sonido de gran intensidad es capaz
de atraer nuestra atención. Lo mismo sucede con los colores intensos con
respecto a los tonos más suaves.
Cambio. Siempre que se presenta un cambio que modifica nuestro campo de
percepción, nuestra mente es atrapada por los estímulos que modifican la
situación de estabilidad.
Tamaño. La publicidad emplea con gran eficacia este principio. Sin embargo, se
ha logrado descubrir que el tamaño posee menos atractivo que el cambio o que
la potencia del estímulo.
Repetición. Un estímulo débil, pero que se repite constantemente, puede llegar
a tener un impacto de gran fuerza en la atención. Es muy utilizado en anuncios
comerciales.
Movimiento.
Contraste. Cuando un estímulo contrasta con los que le rodean, llama más la
atención. Puede haber dos situaciones: El contraste por aparición, en la que el
estímulo contrasta porque no estaba presente hasta ese momento, y el contraste
por extinción, donde el contraste lo provoca el hecho de darse cuenta de que ya
no está.
Organización estructural. Los estímulos que se presentan deben estar
organizados y jerarquizados, de manera que posibiliten recibir correctamente la
información.
Determinantes internos
Los determinantes internos o propios de la persona, son los que dependen del individuo, son
propios de él y condicionan aún más, no sólo la capacidad y desarrollo de la atención, sino
también su rendimiento.
Emoción. Los estímulos que provocan emociones de mayor intensidad tienden a atraer
la atención del sujeto que los percibe.
Estado orgánico o Estadiorgánico. Este factor se relaciona con las pulsiones que
experimenta el individuo al momento de recibir la estimulación. (P.e. si una persona se
encuentra sedienta, es seguro que le atraerán más intensamente los estímulos
relacionados con la satisfacción de su necesidad)
Intereses. Esto se refiere a aquello que atrae la atención en función de los intereses que
se tengan. (Por ejemplo, un aficionado al alpinismo se sentirá fuertemente atraído por
una vista de montañas nevadas, mientras que un biólogo será atrapado por la imagen de
una especie en peligro de extinción.)
Sugestión social. Puede llegar a atraer la atención de otras personas por invitación, que
es más que por simple imitación.
Curso del pensamiento. Independientemente de las pulsiones o de los intereses del
individuo, si el curso de su pensamiento se encuentra siguiendo ciertas ideas y un
estímulo relacionado se le presenta en ese momento, este último captará su atención en
forma inmediata.
Atención voluntaria
Se basa fundamentalmente en las causas que proceden del propio sujeto. Es la
motivación interna lo que activa nuestra atención hacia un objeto determinado
Queremos atender algo porque nos interesa, no porque capte nuestra atención.
Para mantener la atención voluntaria en situaciones que nos interesan, pero que
también nos fatigan, con frecuencia hay que recurrir a la "fuerza de voluntad"
La atención no es solamente la capacidad mental para captar la mirada en uno o varios
aspectos de la realidad y prescindir de los restantes, es el tomar posesión por parte de la
mente, de forma clara y vívida, de uno entre los que parecen simultáneamente varios posibles
objetos de pensamiento. Su esencia está constituida por focalización, concentración y
conciencia. Atención significa dejar ciertas cosas para tratar efectivamente otras.
Clasificación
La atención puede ser de tres tipos:
Activa y voluntaria: Es atención activa y voluntaria cuando se orienta y proyecta mediante un acto consciente, volitivo y con un fin de utilidad práctica y en su aplicación buscamos aclarar o distinguir algo. También se puede llamar atención deliberada.
Activa e involuntaria: Es la orientada por una percepción. Pasiva: Es atención pasiva la que es atraída sin esfuerzo.xcxcx
Patologías
Las perturbaciones de la atención son fundamentalmente de orden cuantitativo:
Aprosexia: un coma o estupor profundo con ausencia absoluta de atención
Hipoprosexia: disminución de la capacidad atentiva
Hiperprosexia: hiperactividad de la atención, característica de trastornos con ideas delirantes
Paraprosexia: inestabilidad de atención, característica de trastornos maníacos
Distracción: concentración excesiva en la vida interior del individuo, característica de sujetos deprimidos
Conciencia
La conciencia (del latín conscientia 'conocimiento compartido', pero diferente de consciencia, ser conscientes de ello) se define en general como el conocimiento que un ser tiene de sí mismo y de su entorno1, pero también se refiere a la moral o bien a la recepción normal de los estímulos del interior y el exterior. Conscientĭa significa, literalmente, «con conocimiento» (del latín cum scientĭa). En la especie Homo sapiens, la conciencia implica varios procesos cognitivos interrelacionados. Se traduce del griego sy‧néi‧dē‧sis, de syn -'con'- y éi‧dē‧sis -'conocimiento'-, de modo que significa co-conocimiento, o conocimiento con uno mismo.Conciencia se refiere al saber de sí mismo, al conocimiento que el espíritu humano tiene de su propia existencia, estados o actos. Conciencia se aplica a lo ético, a los juicios sobre el bien y el mal de nuestras acciones. Una persona cloroformizada recobra la conciencia al cesar los efectos del anestésico. Una persona "de conciencia recta" no comete actos socialmente reprobables.La conciencia en psiquiatría puede también definirse como el estado cognitivo no abstracto que permite la interactuación, interpretación y asociación con los estímulos externos, denominadosrealidad. La conciencia requiere del uso de los sentidos como medio de conectividad entre los estímulos externos y sus asociaciones.Los humanos adultos sanos tienen conciencia sensitiva y conciencia abstracta, aunque también el pensamiento abstracto se presenta en otras especies animales,1 2 así mismo se ha comprobado que algunas especies animales tiene una conciencia rudimentaria de sí mismos
Conciencia en animales no humanos
El 7 de julio de 2012, científicos prominentes de diferentes ramas de las neurociencias se dieron cita en
la Universidad de Cambridge para celebrar la Francis Crick Memorial Conference 20128 , la cual trató sobre
Conciencia en Animales Humanos y no Humanos. Al finalizar las conferencias se firmó, en presencia
de Stephen Hawking, la "Cambridge Declaration On Consciousness"9 (Declaración de Cambridge sobre la
Conciencia10 ), la cual resumió los hallazgos más importantes de la investigación allí expuesta y discutida:
"decidimos llegar a un consenso y hacer una declaración para el público que no es científico. Es obvio para todos en este
salón que los animales tienen conciencia, pero no es obvio para el resto del mundo. No es obvio para el resto del mundo
occidental ni el lejano Oriente. No es algo obvio para la sociedad."
Philip Low, en la presentación de la Declaración de Cambridge sobre la Conciencia, 7 de julio de 2012
Inteligencia
Es muy importante notar como dicen los autores 11 , cuando se habla de conciencia animal, ya que la mayoría de las posturas aceptan que los animales no humanos no poseen inteligencia, sin embargo los biólogos Zootecnistas tienen frecuentes contactos de actitudes de los animales, que sólo podría ser por inteligencia y raciocinio.
Conciencia e inteligencia artificial
Existen dudas sobre la naturaleza de la conciencia, y no se sabe con seguridad si la conciencia como fenómeno cognitivo es sólo el resultado de la complejidad computacional o de otros factores. Roger Penrose se ha ocupado del problema de la realidad física de la inteligencia y ha analizado diversas pretensiones teóricas por parte de la inteligencia artificial de simular o construir artefactos que posean algún tipo de conciencia.12 13 Penrose clasifica las posturas actuales ante la cuestión de si la conciencia es o no computable algorítmicamente:
A. Todo pensamiento es un proceso de computación, es decir, en particular la percepción de uno mismo y la autoconciencia son procesos emergentes que son resultado directo de la computación o algoritmo adecuados.
B. La conciencia es una consecuencia del tipo de acción física que ocurre en el cerebro, y aunque cualquier acción física puede simularse apropiada a través de medios computacionales, el hecho de que se lleve a cabo un proceso de simulación computacional del cerebro no comportaría, por sí mismo, la aparición auténtica de la autoconciencia.
C. La realización de cierta actividad física en el cerebro es lo que lleva a la aparición de la autoconciencia en el ser humano; sin embargo, aunque puede ser reproducida artificialmente, dicha acción no puede simularse algorítmicamente.
D. La conciencia de tipo humano no puede entenderse propiamente en términos físicos, computacionales o científicos de otro tipo.
El punto de vista D claramente niega la posibilidad de comprensión científica de la conciencia. Muchos investigadores del campo de la inteligencia artificial, en particular los más optimistas sobre sus logros, se adhieren a la postura A. John Searle sería más bien un partidario de la postura B, y el propio Penrose ha argumentado fuertemente en su trabajo por la postura C, relacionándo la con varios otros problemas abiertos de la física como la teoría cuántica de la gravedad.
Toma de decisionesLa Toma De Decisiones es el proceso mediante el cual se realiza una elección entre las opciones o formas para resolver diferentes situaciones de la vida en diferentes contextos: a nivel laboral, familiar, sentimental, empresarial (utilizando metodologías cuantitativas que brinda la administración). La toma de decisiones consiste, básicamente, en elegir una opción entre las disponibles, a los efectos de resolver un problema actual o potencial (aún cuando no se evidencie un conflicto latente).
La toma de decisiones a nivel individual se caracteriza por el hecho de que una persona haga uso de su razonamiento y pensamiento para elegir una solución a un problema que se le presente en la vida; es decir, si una persona tiene un problema, deberá ser capaz de resolverlo individualmente tomando decisiones con ese específico motivo.
En la toma de decisiones importa la elección de un camino a seguir, por lo que en un estado anterior deben evaluarse alternativas de acción. Si estas últimas no están presentes, no existirá decisión.
Para tomar una decisión, cualquiera que sea su naturaleza, es necesario conocer, comprender, analizar un problema, para así poder darle solución. En algunos casos, por ser tan simples y cotidianos, este proceso se realiza de forma implícita y se soluciona muy rápidamente, pero existen otros casos en los cuales las consecuencias de una mala o buena elección pueden tener repercusiones en la vida y si es en un contexto laboral en el éxito o fracaso de la organización, para los cuales es necesario realizar un proceso más estructurado que puede dar más seguridad e información para resolver el problema. Las decisiones nos atañen a todos ya que gracias a ellas podemos tener una opinión crítica.
Importancia de tomar decisiones
Las decisiones se pueden clasificar teniendo en cuenta diferentes aspectos, como lo es la
frecuencia con la que se presentan. Se clasifican en cuanto a las circunstancias que afrontan
estas decisiones sea cual sea la situación para decidir y como decidir.
Las circunstancias del entorno existente, al momento de tomar una decisión, han sido objeto
de estudios y nuevos conceptos sobre los dominios sociales donde se toman dichas
decisiones.
Decisiones programadas
Son aquellas que se toman frecuentemente, es decir son repetitivas y se convierte en una
rutina tomarlas; como el tipo de problemas que resuelve y se presentan con cierta regularidad
ya que se tiene un método bien establecido de solución y por lo tanto ya se conocen los
pasos para abordar este tipo de problemas, por esta razón, también se las llama decisiones
estructuradas. La persona que toma este tipo de decisión no tiene la necesidad de diseñar
ninguna solución, sino que simplemente se rige por la que se ha seguido anteriormente.
Las decisiones programadas se toman de acuerdo con políticas, procedimientos o reglas,
escritas o no escritas, que facilitan la toma de decisiones en situaciones recurrentes porque
limitan o excluyen otras opciones.
Por ejemplo, los gerentes rara vez tienen que preocuparse por el ramo salarial de un
empleado recién contratado porque, por regla general, las organizaciones cuentan con una
escala de sueldos y salarios para todos los puestos. Existen procedimientos rutinarios para
tratar problemas rutinarios.
Las decisiones programadas se usan para abordar problemas recurrentes. Sean complejos o
simples. Si un problema es recurrente y si los elementos que lo componen se pueden definir,
pronosticar y analizar, entonces puede ser candidato para una decisión programada. Por
ejemplo, las decisiones en cuanto a la cantidad de un producto dado que se llevará en
inventario puede entrañar la búsqueda de muchos datos y pronósticos, pero un análisis
detenido de los elementos del problema puede producir una serie de decisiones rutinarias y
programadas. En el caso de Nike, comprar tiempo de publicidad en televisión es una decisión
programada.
En cierta medida, las decisiones programadas limitan nuestra libertad, porque la persona
tiene menos espacio para decidir qué hacer. No obstante, el propósito real de las decisiones
programadas es liberarnos. Las políticas, las reglas o los procedimientos que usamos para
tomar decisiones programadas nos ahorran tiempo, permitiéndonos con ello dedicar atención
a otras actividades más importantes. Por ejemplo, decidir cómo manejar las quejas de los
clientes en forma individual resultaría muy caro y requeriría mucho tiempo, mientras que una
política que dice “se dará un plazo de 14 días para los cambios de cualquier compra”
simplifica mucho las cosas. Así pues, el representante de servicios a clientes tendrá más
tiempo para resolver asuntos más espinosos.
Decisiones no programadas
También denominadas no estructuradas, son decisiones que se toman ante problemas o
situaciones que se presentan con poca frecuencia, o aquellas que necesitan de un modelo o
proceso específico de solución, por ejemplo: “Lanzamiento de un nuevo producto al
mercado”, en este tipo de decisiones es necesario seguir un modelo de toma de decisión para
generar una solución específica para este problema en concreto.
Las decisiones no programadas abordan problemas poco frecuentes o excepcionales. Si un
problema no se ha presentado con la frecuencia suficiente como para que lo cubra una
política o si resulta tan importante que merece trato especial, deberá ser manejado como una
decisión no programada. Problemas como asignar los recursos de una organización, qué
hacer con una línea de producción que fracasó, cómo mejorar las relaciones con la
comunidad –de hecho, los problemas más importantes que enfrentará el gerente –,
normalmente, requerirán decisiones no programadas.
Contexto empresarial
En las organizaciones en general y en las empresas en particular suele existir una jerarquía
que determina el tipo de acciones que se realizan dentro de ella y, en consecuencia, el tipo de
decisiones que se deben tomar, la Ciencia administrativa divide a la empresa en 3 niveles
jerárquicos :
1. Nivel estratégico.- Alta dirección; planificación global de toda la empresa.
2. Nivel táctico.- Planificación de los subsistemas empresariales.
3. Nivel operativo.- Desarrollo de operaciones cotidianas (diarias/rutinarias).
Conforme se sube en la jerarquía de una organización, la capacidad para tomar decisiones no
programadas o no estructuradas adquiere más importancia, ya que son este tipo de
decisiones las que atañen a esos niveles. Por tanto, la mayor parte de los programas para el
desarrollo de gerentes pretenden mejorar sus habilidades para tomar decisiones no
programadas, por regla general enseñándoles a analizar los problemas en forma sistemática
y a tomar decisiones lógicas.
A medida que se baja en esta jerarquía, las tareas que se desempeñan son cada vez más
rutinarias, por lo que las decisiones en estos niveles serán más estructuradas (programadas).
Adicionalmente, una organización también estará dividida en varias secciones funcionales,
son varias las propuestas de división que se han planteado para una empresa de forma
genérica, aunque la más aceptada es la que considera los siguientes departamentos o
unidades funcionales:
1. dirección
2. marketing
3. producción
4. finanzas
5. recursos humanos
Las decisiones también serán
diferentes, en función de en qué unidad
funcional o departamento tengan lugar.
Neurona especularSe denominan neuronas espejo a
una cierta clase de neuronas que se
activan cuando un animal o persona
ejecuta una acción y cuando observa
esa misma acción al ser ejecutada
por otro individuo,1 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 en primer lugar 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, estimulación magnética transcraneal (TMS)
yelectroencefalografías (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
son importantes para comprender las acciones de otras personas, y para aprender
nuevas habilidades por imitación. Algunos investigadores piensan que el sistema espejo
podría imitar las acciones observadas y así enriquecer la teoría de las habilidades de la
mente;3 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.
Descubrimiento
En el año 1996, 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. Rizzolatti recuerda que "cuando
Fogassi, parado al lado de una frutera, tomó unplátano, observamos que algunas de las
neuronas del mono reaccionaron, pero: ¿cómo podía suceder esto si el animal no se había
movido? Al principio pensamos que era un error en nuestra técnica de medición o quizá un
fallo del equipo; luego, comprobamos que todo funcionaba bien y que las reacciones de la
neurona ocurrían cada vez que repetíamos el movimiento", mientras el macaco lo
observaba.7 Así fue que, como ya ha ocurrido con muchos otros descubrimientos, las
neuronas espejo fueron encontradas por casualidad.
Este trabajo fue publicado en esta contribución 8 y posteriormente se ha confirmado,9 hallando
neuronas espejo en las regiones parietal inferior y frontal inferior del cerebro. Recientemente,
las evidencias del IRMf, de TMS y de EEG, así como del comportamiento, sugieren con
firmeza la presencia de sistemas similares en el ser humano, en el que se han identificado
regiones del cerebro que se activan durante la acción y la observación de la misma. No
sorprende que estas regiones cerebrales coincidan de cerca con las localizaciones
encontradas en el macaco.
Neuronas espejo en los monos
El único animal en el que las neuronas espejo se han estudiado individualmente es
el macaco. En estos monos, las neuronas espejo se encuentran en la circunvolución frontal
inferior (región F5) y en el lóbulo parietal inferior.10
Se cree que las neuronas espejo intervienen en la comprensión del comportamiento de otros
individuos. Por ejemplo, una neurona espejo que se active cuando el mono rompe un trozo de
papel se activaría también cuando el mono ve a una persona rompiendo un papel, u oye un
papel rompiéndose, sin ver la imagen. Estas características hacen que los investigadores
crean que las neuronas espejo codifican conceptos abstractos de acciones como "romper
papel", ya realice la acción el mono o una persona.11
No obstante, se desconoce la función de las neuronas espejo en los macacos. Ya adultos,
estos simios no parecen aprender por imitación. Los experimentos recientes sugieren que los
macacos pueden imitar los movimientos de la cara de un ser humano; pero sólo los neonatos,
y durante un marco temporal limitado.12 Sin embargo, no se sabe si las neuronas espejo son
la base de este comportamiento. Es posible que, en simios adultos, las neuronas espejo
permitieran a un mono entender lo que está haciendo otro congénere, o reconocer la acción
que realiza.
Sistema de neuronas espejo en el ser humano
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.
AutotrascendenciaLa autotrascendencia o ST (siglas en inglés de self-transcendence), es una
característica compleja de nuestra personalidad que nos hace sentir como una parte
integral del universo y que sirve para medir el comportamiento espiritual de cada
individuo. Agrupa características de espiritualidad, misticismo, pensamiento
mágico y religioso. Se relaciona también con la creatividad, la imaginación y la capacidad
del sujeto para aceptar la ambigüedad y la incertidumbre. A su vez, la dimesión
Autotrascendencia (ST), la más asociada a los conceptos de espiritualidad, se compone
de tres áreas o escalas:
ST1. Autoabandono: con abstracción y fascinación desde los sentimientos e intuición
acerca del papel en la vida; imaginación y sensibilidad a la belleza y el arte. Pérdida
de límites y fronteras en el espacio y el tiempo.
ST2. Identificación transpersonal: unión y conexión espiritual y emocional con los
otros, la naturaleza y el mundo. Poder identificarse con un Todo en armonía y luchar
por un "mundo mejor".
ST3. Aceptación espiritual: aprehensión de relaciones intuitivas de "sexto sentido" y
mágicas; experiencias religiosas y comprensión del sentido real de la vida.. el origen,
la humanidad, la inmortalidad. Autocognición trascendente.
Una investigación realizada por científicos de la Universidad de Udine, en Italia, con
personas que sufrían tumores cerebrales, ha revelado que sólo aquéllas a las que se
extirparon los tumores de las zonas parietales posteriores del cerebro vieron modificados
sus niveles de autotrascendencia. Según los investigadores, este estudio sería la primera
demostración de que existe una relación de causalidad entre el funcionamiento del
cerebro y la ST.1 Otros pensadores, como John Hopkins y Jonás Barnaby han querido
plantear una línea de pensamiento alternativo que no se deje medir por los paradigmas
científicos actuales. Especialmente en lo que refiere a la tercera fase del estado de
autotrascendencia y a los derivados éticos de la segunda fase, tachándolos de prejuicios
infundados de una maquinaria social subyacente en la constitución moderna de
Occidente. Estos pensadores hacen referencia a la cara oculta de la consciencia, la que
brota de la noción de sentimiento oceánico, en el sentido que le daSigmund Freud
4) NEUROCIENCIA COMPUTACIONAL
La Neurociencia computacional es
una ciencia interdisciplinar que enlaza
los diversos campos de
la neurociencia, la ciencia cognitiva,
la ingeniería eléctrica, las ciencias de la
computación, la física y
las matemáticas. El término fue
introducido por Eric L. Schwartz en una
conferencia de 1985 en Carmel,
California, a petición de la Systems
Development Foundation, para ofrecer
un resumen del estado actual de un
campo que hasta entonces era
nombrado de muy diversas formas:
modelado neural, teoría cerebral y
redes neurales.
Las actas de esta reunión definitoria fueron publicadas más tarde en el libro "Neurociencia Computacional", MIT Press (1990). Las primeras raíces históricas del campo pueden ser rastreadas hasta el trabajo de personas como Hodgkin y Huxley, Hubel yWiesel, y David Marr, por nombrar unos pocos. Hodgkin y Huxley desarrollaron la pinza de voltaje y crearon el primer modelo matemático del potencial de acción. Hubel y Wiesel descubrieron que las neuronas de la corteza visual primaria, la primera área cortical que procesa información desde la retina, poseían campos receptivos orientados y organizados en columnas (Hubel y Wiesel, 1959). El trabajo de David Marr se centró en las interacciones entre neuronas, sugeriendo un acercamiento computacional al estudio de cómo ciertos grupos funcionales de neuronas en el hipocampo y el neocórtex interactúan, almacenan, procesan y transmiten información. Los modelos computacionales biológicamente realistas de neuronas y dendritas comenzaron con las investigaciones de Wilfrid Rall, y el primer modelo multicompartimental se basó en la teoría de cables.
La neurociencia computacional difiere del conexionismo psicológico y de las teorías del aprendizaje de disciplinas como el aprendizaje automático, las redes neurales y la teoría del aprendizaje estadístico en que enfatiza las descripciones funcional y biológicamente realistas de neuronas (y sistemas neurales), su fisiología y su dinámica. Estos modelos captan las características esenciales del sistema biológico en múltiples escalas espacio-temporales desde las corrientes de membranas, proteínas y acomplamiento químico hasta las oscilaciones de redes, la arquitectura topográfica y de columnas, y el aprendizaje y la memoria. Estos modelos computacionales se usan para probar hipótesis que puedan ser verificadas directamente mediante experimentos biológicos actuales o futuros.
En la actualidad, este campo está experimentando una rápida expansión. Existe gran variedad de programas, como el GENESIS o elNEURON, que permiten un veloz y sistemático modelado in silico de neuronas realistas. El proyecto Blue Brain, una colaboración entre IBM y la Escuela Politécnica Federal de Lausanne, pretende construir una simulación biofísica detallada de una columna cortical en el superordenador Blue Gene. Este proyecto
internacional tiene un subproyecto Cajal Blue Brain desarrollado en España, coordinado por la Universidad Politécnica de Madrid (Facultad de Informática y CeSViMa) en colaboración con el Instituto Cajal delCSIC.
4.1) Temas Principales
Los desarrollos de la neurociencia computacional se pueden clasificar en varias líneas de investigación. La mayoría de neurocientíficos computacionales se basan en investigaciones experimentales centradas en analizar nuevos datos y sintetizar nuevos modelos de fenómenos biológicos.
Modelado de Neuronas Individuales
Cada neurona individual posee características biofísicas complejas. El modelo original de Hodgkin y Huxley empleaba únicamente dos corrientes sensibles al voltaje: el sodio de acción rápida y el potasio de rectificación interna. A pesar de los éxitos en la predicción del ritmo y las características cualitativas del potencial de acción, resultaba imposible predecir ciertas características esenciales tales como la adaptación y la derivación eléctrica. Hoy en día los científicos creen que existe una amplia gama de corrientes sensibles al voltaje, y que las implicaciones de las dinámicas diferenciales, las modulaciones y la sensibilidad de estas corrientes son un tema importante en la neurociencia computacional (véase: Johnston y Wu, 1994).
Las funciones computacionales de las dendritas complejas se encuentran también bajo intensa investigación. Existe una gran cantidad de literatura referida a cómo diferentes corrientes interactúan con las propiedades geométricas de las neuronas
Desarrollo, Diseño Axonal y Orientación
¿Cómo se forman los axones y las dendritas durante el desarrollo? ¿Cómo saben los axones hacia dónde orientarse y cómo alcanzar sus destinos? ¿Cómo migran las neuronas hacia la posición correcta en los sistemas central y periférico? ¿Cómo se forman las sinapsis? Sabemos, por la biología molecular, que las diferentes partes del sistema nervioso liberan diferentes impulsos químicos, desde factores de crecimiento a hormonas que modulan e influencian el crecimiento y desarrollo de conexiones funcionales entre neuronas.
Las investigaciones teóricas en el campo de la formación y diseño de las conexiones sinápticas y su morfología aún son jóvenes. Una hipótesis que ha atraído cierta atención recientemente es la hipótesis del mínimo cableado, la cual postula que la formación de axones y dendritas minimiza el reparto de recursos al tiempo que mantiene el máximo almacenamiento de información
Procesamiento sensorial
Los primeros modelos de procesamiento sensorial se basaban en el marco teórico postulado por Horace Barlow. En cierto modo eran similares a la hipótesis de mínimo cableado descrita en la sección anterior, ya que Barlow entendía el procesamiento de los primeros sistemas sensoriales como una forma de codificación eficiente, según la cual las neuronas codificaban la información para minimizar el número de espinas neuronales necesarias. Los trabajos experimentales y computacionales posteriores han apoyado esta hipótesis de una forma u otra.
Las investigaciones actuales en procesamiento sensorial se dividen en dos ramas: los modelos biofísicos de subsistemas, y los modelos teóricos de la función perceptiva. Los actuales modelos de la percepción sugieren que el cerebro realiza alguna clase deinferencia
bayesiana e integra las diferentes informaciones sensoriales para generar nuestra percepción del mundo físico.
Memoria y plasticidad sináptica
Los postulados del aprendizaje hebbiano fueron la base de los primeros modelos de la memoria. Los científicos han desarrollado modelos biológicamente relevantes como la red de Hopfield a fin de comprender las propiedades asociativas de la memoria de los sistemas biológicos, en vez de centrarse en cómo se fijan los contenidos. Estos intentos buscan comprender la formación de la memoria a medio y largo plazo, localizada en el hipocampo. Se han construido modelos de memoria funcional, basados en teorías de oscilaciones de redes y actividad persistente, para capturar algunas características del córtex prefrontal en el contexto de la memoria.
Uno de los principales problemas de la memoria biológica es cómo se mantiene y cambia a través de mútliples escalas temporales.Sinapsis inestables son fáciles de entrenar, pero tienden a la interrpución estocástica. Las sinapsis estables se olvidan menos fácilmente, pero son más difíciles de consolidar. Una hipótesis computacional reciente incluye cascadas de plasticidad (Fusi et al, 2004) que permiten a las sinapsis funcionar en múltiples escalas temporales. Eso ha llevado al desarrollo de modelos estereoquímicos detallados de sinapsis basadas en el receptor acetilcolina con el método Monte Carlo, que funcionan en una escala temporal de milisegundos (Coggan et al, 2005). Es probable que en las próximas décadas las herramientas computacionales contribuyan enormemente a nuestra comprensión del funcionamiento de las sinapsis y cómo cambian en relación a los estímulos externos.
4.2) comportamiento de las redes
Las neuronas biológicas se conectan entre sí de forma compleja y recurrente. A diferencia de la mayoría de redes neurales artificiales, estas conexiones son escasas y suelen ser específicas. Se desconoce cuánta información es transmitida a través de redes tan escasamente conectadas. También se desconoce cuáles son las funciones computacionales de esos patrones de conectividad específica, si es que las hay.
Las interacciones entre las neuronas de una red pequeña pueden reducirse a modelos simples como el modelo de Ising. La mecánica estadística de sistemas tan simples es fácil de describir teóricamente. Pruebas recientes sugieren que la dinámica de redes neuronales arbitrarias puede ser reducida a interacciones de conjuntos. Pero se desconoce si esas descripciones transmiten alguna función computacional importante. El surgimiento del microscopio de dos fotonesy la técnica de imagen de calcio permite en la actualidad potentes métodos experimentales con los que poner a prueba las nuevas teorías sobre redes neuronales.
Aunque muchos neuro-teóricos se decantan por modelos de complejidad reducida, otros argumentan que descifrar las relaciones de las estructuras funcionales exige incluir tanta estructura neuronal y de redes como sea posible. Los modelos de este tipo suelen ser diseñados en enormes plataformas de simulación como GENESIS o NEURON.
5) NEUROECONOMÌANeuroeconomía es un campo interdisciplinario que busca explicar la toma de
decisiones humanas, esto es, la habilidad de procesar múltiples alternativas y además seleccionar
un curso de acción. La neuroeconomía estudia la conducta económica para entender de mejor
forma la función del cerebro, y estudia el cerebro para examinar y complementar modelos teóricos
acerca de la conducta económica. Esta interdisciplina combina métodos de investigación de
la neurociencias, economía conductual, psicología cognitiva ypsicología social. Dado que las
aproximaciones computacionales a la toma de decisiones han cobrando gran relevancia, la
neuroeconomía ha incorporado nuevos desarrollos provenientes de la biología teórica, inteligencia
artificial, y el modelamiento matemático. A través de la utilización de herramientas técnicas y
conceptuales provenientes de distintos campos, la neuroeconomía intenta evitar las dificultades
que surgen de la utilización de una sola perspectiva.
En economía, la hipótesis de la utilidad esperada y el concepto de agente o acción racional, son
amplieamente utilizados como supuestos acerca de la conducta humana. Sin embargo, dichos
supuestos tienen problemas a la hora de predecir diversos efectos en la conducta económica;
como la utilización de heuristica y la existencia de sesgos cognitivos que influyen en la toma de
decisiones.1La economía conductual surgió originalmente para abordar y explicar dichas
anomalías. Gracias al avance de que las ciencias del cerebro han experimentado en los últimos
años, la neuroeconomía complementa estos intentos con nuevas herramientas técnicas y nuevos
niveles de análisis en el estudio científico de la toma de decisiones.
6) NEUROFISIOLOGÌALa Neurofisiología es la rama de la fisiología que estudia el sistema nervioso.
En cualquier acción o conducta de todo organismo está presente el sistema nervioso.
Cualquier cambio en su desarrollo es resultado de modificaciones funcionales de dicho
sistema. La neurofisiología se ocupa de desvelar cómo funciona este complicado sistema y
cómo produce la variedad de modelos de conductas que manifiestan los organismos. Sin
embargo, a pesar de los avances producidos en la investigación, sobre todo en los aspectos
bioquímicos y eléctricos, se tiene la convicción de que es mucho más lo que se desconoce.
Neurofisiología básica o Neurofisiología experimental
Neurofisiología clínica
Teoría de redes neuronales
6.1) Principios básicos
La neurofisiología elemental trata de estudiar el comportamiento de neuronas o grupos de neuronas aisladas. Los hechos establecidos por la neurofisiología elemental pueden ser aprovechados por la teoría matemática de redes neuronales para construir modelos matemáticos que permitan identificar fenómenos neurofisiológicos como la memoria y el aprendizaje.
Los principales hechos establecidos por la neurofisiología elemental tenidos en cuenta en la
construcción de modelos de redes neuronales son:
Un cerebro gran cantidad de neuronas. El número de neuronas de un cerebro humano se
ha estimado en más de 1011 neuronas.
Las neuronas consisten en un cuerpo celular, una estructura dendrítica arbórea y un
axón. Las neuronas son células vivas con un metabolismo similar al encontrado en el
resto de células. Así el cuerpo celular o soma contiene
un núcleo, vesículas, mitocondrias y otros orgánulos. A diferencias de otras células,
además posee dendritas y axón. Las dendritas forman una estructura arbórea inmensa
que puede extenderse por amplias áreas de un cerebro, los axiones pueden llegar a
tener más de un metro de longitud.
Las neuronas generan potenciales eléctricos. Los potenciales eléctricos o potenciales de
acción, también llamados pulsos eléctricos o chispas de voltaje, son fenómenos
electrofisiológicos provocados porque las membranas celulares de las neuronas tienen
propiedades activas que las hacen excitables o sensibles a potenciales eléctricos
procedentes de otras neuronas. Estos potenciales eléctricos se originan usualmente en el
extremo del axón y se propagan a lo largo de su longitud.
Los potenciales eléctricos son los mecanismos básicos para la comunicación entre
neuronas. Los potenciales de acción pueden considerarse como señales eléctricas que
una neurona envía a otras. Cada neurona recibe muchas señales procedentes de otras
neuronas (potencial convergente) y a su vez envía señalas a muchas otras (potencial
emergente).
Las neuronas están funcionalmente polarizadas. Esto es, las neuronas reciben señales
eléctricas a través de sus dendritas, procesan y superponen dichas señales en el soma y
envían una respuesta a otras neuronas a través de su axón.
La unión entre el axón de una neurona y las dendritas de otra neurona se llama sinapsis.
Las sinapsis pueden ser eléctricas o químicas. Una sinapsis química está formada por un
emisor presináptico y un receptor postsináptico que están separadas por un espacio
sináptico. Cuando un impulo llega al final de un axón, se dispara una cadena de
reacciones químicas fisiológicas en la presinapsis, que conllevan la liberación de
sustancias químicas en el espacio sináptico. Las substancias liberadas se
denominanneurotransmisores. Estos se difunden pasivamente a lo largo del espacio
sináptico produciendo cambios en el potencial de la membrana postsináptica.
El Principio de Dale, establece que una neurona es o bien excitatoria o bien inhibitoria. Es
excitatoria si el potencial de la membrana postsináptica se incrementa, hecho conocido
como "despolarización". Cuando una neurona se despolariza se facilita la generación de
un potencial de acción en la neurona postsináptica. Si por el contrario el potencial
decrece la neurona es inhibitoria. La hiperpolarización que puede llegar a sufrir una
neurona inhibitoria impide la generación de potencial de acción.
7) NEUROLINGÙITICALa neurolingüística estudia los mecanismos del cerebro humano que facilita el conocimiento
y la comprensión del lenguaje, ya sea hablado, escrito o con signos establecidos a partir de
su experiencia o de su propia programación. Debido a su naturaleza interdisciplinar,
la lingüística, la neurobiología, y la lingüística computacional, entre otras, participan aportando
diversas técnicas experimentales, así como perspectivas teóricas marcadamente distintas.
Históricamente, el término neurolingüística se ha asociado a menudo con el estudio de
las afasias, el estudio de las carencias lingüísticas causadas por formas específicas de daño
cerebral.
7.1) Afasiologìa
Aunque la afasiología es la base histórica de la neurolingüística, durante los últimos años este
campo se ha desarrollado considerablemente y nuevas tecnologías se han ido incorporando a
la disciplina. El lenguaje es un tema de interés central para la neurociencia cognitiva, y las
modernas técnicas de imagen cerebral han contribuido considerablemente a un mayor
entendimiento de la organización anatómica de las funciones del lenguaje. Tales técnicas
incluyen PET y FMRI, que aportan imágenes de alta resolución espacial del uso de la energía
en varias regiones del cerebro durante la realización de tareas de procesamiento del
lenguaje. Los resultados de estas técnicas no han contradicho los resultados existentes de la
afasiología. Sin embargo, estas técnicas no posibilitan la alta resolución temporal de tareas
cerebrales tales como la comprensión o producción de oraciones. Al ser la resolución
temporal de extrema importancia en estas cuestiones, los estudiosos también emplean las
técnicas electrofisiológicas EEG (Electroencefalografía) y EMG (Electromiografía). Ellas
proveen una resolución al nivel de los milisegundos, aunque la naturaleza del mecanismo
cerebral que genera las señales eléctricas en el cuero cabelludo todavía no es conocido,
difcultando su interpretación. Como resultado, EEG y MEG se usan principalmente para
probar teorías cognitivo/computacionales de la arquitectura del lenguaje, sin tener en cuenta
la precisa implementación neurobiológica. Por ejemplo, alguien podría sospechar que de tres
categorías distintas de palabras con las que puede terminar una oración, en realidad, dos se
representan mediante el mismo mecanismo, pero la tercera lo hace de manera distinta.
Advirtiendo que estas dos categorías muestran una respuesta electrofisiológica idéntica que
difiere de la tercera apoyaría tal hipótesis.
La disciplina de la psicolingüística está estrechamente relacionada con la neurolingüística, la
psicolingüística trata de aclarar los mecanismos cognitivos del lenguaje mediante las técnicas
tradicionales de la psicología experimental, incluyendo análisis de indicadores tales como el
«tiempo de reacción», «movimiento ocular»,etc.
Otra metodología significativa en la neurociencia cognitiva del lenguaje es el modelo
computacional que puede demostrar la inconsistencia de las hipótesis específicas a cerca de
la organización neuronal del lenguaje, mientras promueve nuevas predicciones para futuros
estudios empíricos. Actualmente, diseñadores (modelers) computacionales colaboran más
activamente con diseñadores (imagers) cerebrales coordinados también con psicólogos en
programas interdisciplinares de estudio. Estos programas han producido nuevas y
significativas aproximaciones en el estudio de la naturaleza del lenguaje, así como en
disfunciones en el lenguaje que afectan a millones de personas, tales como el tartamudeo y
la dislexia.
8) NEUROLOGÌALa neurología (del griego clásico νεῦρον, "nervio" y del sufijo -λογία, "estudio de" ) es la especialidad médica que trata los trastornos del sistema nervioso. Específicamente se ocupa de la prevención, diagnóstico, tratamiento y rehabilitación de todas las enfermedades que involucran al sistema nervioso central, el sistema nervioso periférico y el sistema nervioso autónomo, incluyendo sus envolturas (hueso), vasos sanguíneos y tejidos como los músculos.
9) NEUROPSICOLOGÌALa neuropsicología es una disciplina fundamentalmente clínica, que converge entre la neurología y la psicología. La neuropsicología estudia los efectos que una lesión, daño o funcionamiento anómalo en las estructuras del sistema nervioso central causa sobre losprocesos cognitivos, psicológicos, emocionales y del comportamiento individual. Estos efectos o déficit pueden estar provocados por traumatismos craneoencefálicos, accidentes cerebrovasculares o ictus, tumores cerebrales, enfermedades neurodegenerativas (como, por ejemplo, Alzheimer, esclerosis múltiple, Parkinson, etc.) o enfermedades del desarrollo (epilepsia, parálisis cerebral, trastorno por déficit de atención/hiperactividad, etc.).
9.1) Diversos enfoques
Existen diversos enfoques de esta ciencia, de forma que cabe distinguir la neuropsicología
clásica, la cognitiva y la dinámica integral.
La neuropsicología es una rama de especialización que se puede alcanzar después de los
estudios universitarios de grado; así, un neuropsicólogo es un psicólogo o médico
(generalmente psiquiatra o neurólogo). El campo en el que se desempeña este profesional
puede estar en ambientes académicos, clínicos o de investigación. En clínica su papel es la
evaluación de los efectos psicológicos y comportamentales del daño cerebral de una persona
con el fin de detectar y establecer una relación entre las zonas anatómicas y las funciones
cognitivas afectadas, con el objeto de delinear un programa de rehabilitación
neuropsicológica pertinente al caso.
9.2) HistoriaLa neuropsicología tiene su origen en los trabajos de varios psicólogos y médicos en los siglos XIX y XX.
El estudio de la afasia
Hacia mediados del siglo XIX, el antropólogo francés Pierre Paul Broca (1824-1880) se hizo famoso por
declarar en 1861 la localización del centro del lenguaje, conocido hoy en día como "Área de Broca" y
ubicado en la tercera circunvolución frontal del hemisferio izquierdo. Este descubrimiento fue vital para
establecer una clasificación de uno de los síndromes neuropsicológicos por excelencia: laafasia.
En la afasia de Broca fundamentalmente está alterada la fluencia expresiva; permaneciendo
la comprensión fundamentalmente preservada.
Es menos conocido que ya en 1836, (y por tanto 30 años antes que Broca), el médico francés Marc
Dax había descrito un caso deparálisis derecha asociada a afasia, que él relacionó con un daño cerebral
por ACV en el hemisferio izquierdo. Sin embargo, a Marc Dax nunca se le reconoció su gran
descubrimiento.
En 1874 el médico alemán Carl Wernicke (1848-1905) describe el síndrome afásico que lleva su nombre
(síndrome de Wernicke) y que es parcialmente opuesto al descrito por Broca.
La afasia de Wernicke se da por una lesión temporal-parietal izquierda. En ella, la comprensión es lo
más alterado, siendo la fluencia normal. Sin embargo el contenido del lenguaje de estos pacientes
también está alterado en la forma que a veces se ha denomidado "ensalada de palabras" (las palabras
están bien pronunciadas pero su contenido solo se ajusta parcialmente a la gramática y objetivo
comunicativo del sujeto).
Cuando la encefalopatía de Wernicke se acompaña del síndrome de Korsakoff, la combinación de
ambos es llamada síndrome de Wernicke-Korsakoff. Este mismo autor describió por primera vez
la encefalopatía que lleva su nombre (síndrome de Korsakoff), debida a un déficit de tiamina y
caracterizada por un síndrome confusional y amnesia.
Gall y la frenologíaUn precursor de las ideas de Broca fue Franz Joseph Gall (1758-1828); creador de la frenología en 1802. La frenología consideraba que existían funciones mentales con una localización diferenciada en el cerebro. Aunque esta disciplina está considerada actualmente unapseudociencia porque su clasificación y localización de las funciones mentales no se basaba en ningún tipo de evidencia científica, el auge que vivió en el siglo XIX preparó el camino a las teorías de Broca.
Principales aportes de Gall
La diferencia entre los seres humanos se da por el desarrollo del cerebro y del lobulo frontal.
La corteza cerebral no es solo tejido vascular.
Divide entre la materia blanca y la materia gris.
Conclusiones de Gall
Vias princpales del SNC.
Fibra de asociación no es igual a fibra de proyección.
Descubre comisuras cerebrales.
Descubre nervios craneales que se originan en la médula.
Explica los pliegues del cerebro como la necesidad de ganas espacio dentro del cráneo.
Frenología
Los aspectos psicológicos, intelectuales, morales dependen de la organización funcional del
cerebro.
Cada facultad psicológica depende de la región del cerebro.
Calidad y grado de las facultades dependen del desarrollo de la masa del cerebro asociada con
ellos.
Facultades psicológicas, morales, intelectuales son innatas.
El debate entre localizacionismo y funcionalismo
Un científico muy crítico con las ideas de la frenología fue Marie-Jean Pierre Flourens (1794-1867). Este
fisiólogo francés creía que era imposible localizar las funciones cerebrales con precisión, ya que las
diferentes estructuras cerebrales interactuaban entre sí creando sistemas funcionales.
Un contemporáneo de Wernicke tomó el relevo como defensor del funcionalismo. John Hughlings
Jackson (1835-1911), un médico inglés, fue muy crítico con los aportes de Broca y Wernicke; negando
la posibilidad de que se pudiesen encontrar localizaciones neurológicas específicas para el lenguaje; por
considerar a esta una capacidad demasiado compleja.
El debate que iniciaron Gall y Flourens y continuó Jackson entre localizacionismo y funcionalismo ha
perdurado hasta el siglo XXI, y aun ahora forma parte de la neuropsicología actual.
Luria, padre de la neuropsicología actualMás tarde, recién entrado el siglo XX, el psicólogo y médico ruso Alexander Romanovich Luria (1902-1977) perfeccionó diversas técnicas para estudiar el comportamiento de personas con lesiones del sistema nervioso, y completó una batería de pruebas psicológicas diseñadas para establecer las afecciones en los procesos psicológicos: atención, memoria, lenguaje, funciones ejecutivas, praxias (ver apraxia), gnosias (ver agnosia), cálculo, etc. La aplicación de esta extensa batería podía darle al neurólogo una clara idea de la ubicación y extensión de la lesión, y al mismo tiempo, al psicólogo le proporcionaba un reporte detallado de las dificultades cognoscitivas del paciente. Desgraciadamente, la separación que se vivió durante la guerra fría entre los regímenes capitalista y comunista, así como el poco interés por traducciones desde el idioma ruso, dificultaron la llegada de sus ideas al mundo occidental.
Las guerras mundiales y el estudio de pacientes neurológicosA través de la guerra, el siglo XX proporcinó a la medicina y a la psicología oportunidades trágicas, pero importantes, para estudiar la función cerebral. La observación y medición del comportamiento de los pacientes con diversos traumatismos sufridos durante el combate permitió establecer las áreas del cerebro que se ocupan de las diversas manifestaciones conductuales. Las heridas de guerra, normalmente por bala o metralla tenían la "ventaja" científica de ser localizadas a una única zona cerebral. Esto permitía estudiar con una precisión imposible hasta ese momento la relación entre localización y función. También se utilizó el método lesionalcon animales, produciendo daños de forma experimental para observar los cambios en el comportamiento y establecer paralelos con los seres humanos.
9.3) Actualidad
La neuropsicología se vale hoy en día de métodos experimentales, de la observación clínica, y se puede apoyar de los estudios de imágenes del cerebro (TAC, RMN, PET, SPECT, IRMf, flujo sanguíneo relativo, etc.) y de las ciencias cognoscitivas para diseñar esquemas de funcionamiento y de rehabilitación de las funciones dañadas o perdidas, basados en las funciones preservadas./
Las pruebas neuropsicológicas
Mucho del trabajo clínico se sigue haciendo con pruebas neuropsicológicas. Hoy en día hay varias
evoluciones del trabajo de Luria, en forma de baterías y pruebas neuropsicológicas como:
batería Halstead-Reitan
Programa Integrado de Exploración Neuropsicológica, conocido como test Barcelona.
batería Luria-Christensen
batería Luria-Nebraska
K-ABC
Estos instrumentos exploran con profundidad las diversas funciones cognitivas y rinden un informe
10) NEUROPSIQUIATRÍALa neuropsiquiatría es la rama de la medicina que se ocupa de los trastornos
mentales atribuibles a enfermedades del sistema nervioso. Precedió a las actuales disciplinas
de psiquiatría y neurología, en la medida en que los psiquiatras y neurólogos tenían una
formación común.1 Posteriormente, la neurología y la psiquiatría se dividieron y se suelen
practicar por separado; sin embargo, la neuropsiquiatría se ha convertido en una
subespecialidad de la psiquiatría y está estrechamente relacionada con el campo de
laneurología de la conducta, otra subespecialidad de la neurología que se ocupa de los
problemas clínicos de la cognición y delcomportamiento causados por una lesión cerebral o
enfermedad del cerebro.
Dado la considerable superposición entre estas subespecialidades, ha habido un resurgimiento del interés y el debate relacionados con la neuropsiquiatría en el medio académico durante la última década .La mayor parte de la literatura aboga por un acercamiento entre la neurología y la psiquiatría, formando una especialidad por encima y
más allá de una subespecialidad psiquiátrica.
10) NEUROTECNOLOGÌA
La neurotecnología es un conjunto de herramientas que sirven para analizar e influir sobre el sistema nervioso del ser humano, especialmente sobre el cerebro. Estas tecnologías incluyen simulaciones de modelos neurales, computadores biológicos, aparatos para interconectar el cerebro con sistemas electrónicos y aparatos para medir y analizar la actividad cerebral.
10.1) Sistemas y aparatos
En función del modo de aplicación de la tecnología pueden dividirse en invasivas y no
invasivas. Las primeras requieren de la cirugía para incorporar receptores o emisores cerca
o junto a áreas del cerebro o terminaciones nerviosas que van a ser afectadas. Las segundas
no requieren de cirugía eliminando los inconvenientes derivados de la intervención quirúrgica.
Éstas últimas utilizan emisores y receptores que envían o captan señales alterando o
recopilando los estados sensoriales característicos del cerebro o el sistema nervioso.
Los Implantes cerebrales son aparatos microtecnologícos o nanotecnologícos que se
conectan directamente al cerebro biologíco del sujeto, normalmente colocados en la
superficie del cerebro o en el cortex cerebral.
FMRI (imágenes por resonancia magnetica funcional) es el uso de MRI para medir la
respuesta de los flujos sanguíneos durante la actividad neuronal en el cerebro o en la
médula espinal en humanos o animales. Es uno de los más recientes avances en la
formación de neuroimágenes.
EEG (Electroencefalograma) es un medidor neurofisiológico de la actividad eléctrica del
cerebro por medio de electrodos colocados en la superficie de la cabeza, o en casos
especiales, sobre la superficie del cortex cerebral. También conocido como brainwaves o
impulsos eléctricos cerebrales.
MEG (Magnetoencefalografía) es una técnica usada para medir los campos magnéticos
generados por la actividad eléctrica en el cerebro mediante sensores extremadamente
sensibles tales como superconductores de interferencia cuántica (SQUIDs).
PET (Tomografía de emisión de positrones) Permite observar el flujo sanguíneo o el
metabolismo en una parte del cerebro. Al sujeto se le inyecta glucosa radioactiva que
seguidamente es detectada en las áreas más activas del cerebro.
MRS ( Resonancia magnética espectroscópica) basada en procesos de valoración de la
funciones del cerebro vivo. MRS toma las ventajas de la apreciación de los protones
(átomos de hidrógeno) que residen como diferencia del entorno químico dependiendo
bajo qué molécula esté hospedada (H2O vs. proteninas, por ejemplo)
2D-Ultrasound Imaging (imagen por ultrasonidos 2D) Nuevo tipo de generación de
imágenes en dos dimensiones por ultrasonidos en tiempo real capaz de medir y visualizar
el metabolismo por análisis y seguimiento de aplitud de cambios localizados
NIRS, Optical Topography (topografía óptica) utiliza los principios del espectro de la luz
infraroja para analizar los cambios en el neuro-metabolismo durante la actividad cerebral.
EMIT (Tomografía cerebral por computación activa de microondas) es una nueva
tecnología que permite medir las propiedades fisiológicas de los tejidos y órganos en
tiempo real, basado en las diferenciación de las propiedades dieléctricas de los tejidos.
11) NEUROCIRUGÌA
La neurocirugía es la especialidad médica que se encarga del manejo quirúrgico (incluyendo
la educación, prevención, diagnóstico, evaluación, tratamiento, cuidados intensivos, y
rehabilitación) de determinadas enfermedades del sistema nervioso central, periférico y
vegetativo, incluyendo sus estructuras vasculares; la evaluación y el tratamiento de procesos
patológicos que modifican la función o la actividad del sistema nervioso, incluyendo
la hipófisis y el tratamiento quirúrgico del dolor.
Como tal, la cirugía neurológica abarca el tratamiento quirúrgico, no quirúrgico y
estereotáctico de pacientes adultos y pediátricos con determinadas enfermedades del sistema
nervioso, tanto del cerebro como de las meninges, la base del cráneo, y de sus vasos
sanguíneos, incluyendo el tratamiento quirúrgico y endovascular de procesos patológicos de
los vasos intra- y extracraneales que irrigan al cerebro y a la médula espinal; lesiones de la
glándula pituitaria; ciertas lesiones de la médula espinal, de las meninges, y de la columna
vertebral, incluyendo los que pueden requerir el tratamiento mediante fusión, instrumentación,
o técnicas endovasculares; y desordenes de los nervios craneales y espinales todo a lo largo
de su distribución
11.1) Campo de actuación
Las enfermedades neuroquirúrgicas afectan sobre todo al cerebro, cerebelo, médula
espinal y desórdenes del nervio periférico.
Las enfermedades tratadas por los neurocirujanos incluyen:
Enfermedades del disco intervertebral de la columna vertebral
Enfermedades degenerativas causantes de lesiones compresivas de la médula
y/o raíces nerviosas (mielopatía cervical espondilótica, canal estrecho lumbar)
Enfermedades de la circulación del líquido cefalorraquídeo: (hidrocefalia)
Traumatismos craneales (hematomas intracraneales, fracturas del cráneo, etc.)
Traumatismos de la columna vertebral y de la médula espinal
Lesiones traumáticas de nervios periféricos
Tumores cerebrales
Tumores de la médula espinal, columna vertebral y nervios periféricos
Accidente cerebro-vascular (Hemorrágico):
Aneurisma Intracraneal
Malformaciones Vasculares (Malformaciones Arteriovenosas, fístulas carotico-
cavernosas, cavernoma)
Hemorragias cerebrales
Accidente Cerebro-Vascular (Isquémico)
Enfermedad Estenótica extra e intracraneal
Disección arterial del tronco o los ramos carotídeos
Algunas formas de epilepsia resistente a fármacos
Algunas formas de desórdenes del movimiento (enfermedad de Parkinson, corea,
hemibalismo) - implica el uso de neurocirugía funcional o estereotactica
Dolor intratable de pacientes con cáncer o con trauma del nervio
craneal/periférico
Algunas formas de desórdenes psiquiátricos graves
Malformaciones del sistema nervioso:
Malformación de Arnold-Chiari
Disrafia del tubo neural (Encefalocele, Meningocele, mielomeningocele)
Anomalías de la unión cráneo-cervical
Médula anclada
11.2) Sub-especialidades de la neurocirugía
Después de seis años de entrenamiento y concluir la especialidad en neurocirugía; el neurocirujano, continua su
educación durante uno, dos, o más años dependiendo de la sub-especialidad.
Cirugía de Columna (1 año)
Neurocirugía de Base de Cráneo (dos a tres años, este último si se complementa con endoscopia)
Neurocirugía Pediátrica (dos años)
Neurocirugía Oncológica (1 año)
Neurocirugía Funcional y Estereotaxia (uno a dos años)
Neurocirugía Vascular (dos años)
Terapia Endovascular Neurológica (dos años)
11.3) Historia de la neurocirugía
Las primeras descripciones de la morfología craneal fueron reportadas por Heródoto de Halicarnaso (484-425 AC),
quien describió diferencias en el grosor del cráneo entre los Egipcios y los Persas. Herodoto creía que situaciones
ambientales eran la causa de la diferencia en el grosor craneal. En el tratado Hipocrático, Sobre las Heridas de la
Cabeza (Hipocrates o uno de sus alumnos) describió detalladamente la variación significativa en el grosor de la
bovéda y en la morfología de las suturas craneales. Hipocrates, en su obra"Aires, aguas y lugares", señala que cerca
de Palus Mocotide, habitaba un pueblo que tenía la original costumbre de comprimir a los niños la cabeza hasta darle
una forma alargada. Más tarde, Galeno de Pergamo (130-200), y después Andreas Vesalio (1514-1564)
reconocieron las diferencias en la morofología del cráneo humano y las suturas craneales. Y, asociaron ciertas
características del cráneo con entidades clínico-patológicas (en la actualidad reconocidas
como hidrocefalia o craneosinostosis. Sobre las Heridas de la Cabeza, es el primer texto científico que intenta
presentar el manejo de las lesiones de la cabeza en una forma completa y sistemática. Los primeros dos capítulos
del texto, enfatizan la importancia del conocimiento de la anatomía humana (específicamente del cráneo) para
comprender las lesiones craneales.
Trepanación (ανατρησιζ) es el proceso por el cual se perfora un agujero en el cráneo para propósitos médicos y/o
místicos. La palabra se origina del griego τρυπανον que significa perforar, taladrar, abrir. Es uno de los
procedimientos quirúrgicos más antiguos y es el primer procedimiento neuroquirúrgico realizado por el ser humano.
El procedimiento data desde la era del mesolítico, antes del desarrollo del lenguaje escrito y el uso de instrumentos
de metal. Quizá. tan atrás como 10,000 años AC. Su práctica estaba ampliamente distribuida en los continentes. Se
ha identificado evidencia de trepanaciones en América central, América del sur, Asia,África y Europa.
La trepanación en la Europa Medieval progresivamente se torno más compleja. Y, se desarrollaron aparatos para la
perforación del cráneo más segura y menos dolorosa. El uso de la trepanación evoluciono también de su concepto
ritualista y contenido místico en las culturas de Africa y América central pre-colombina a su uso por los Egipcios,
Griegos y Romanos, quienes identificaron su potencial uso terapéutico, registraron sus hallazgos, y produjeron
complicadas instrucciones para la realización de la trepanación.
Patología pre-colombina Neuroquirúrgica
Maya
El texto maya-quiché, Popol-Vuh, el texto fue encontrado en el convento de Santo Tómas Chichicastenango por
el fraile dominicoFrancisco Ximénez en el siglo XVll], se supone escrito en idioma quiché por Diego Reynoso a
principios del siglo XVl, este texto narra la historia de un grupo humano centrado en el área de
la península de Yucatán y abarca Guatemala, Honduras y México. El máximo desarrollo de este grupo humano se
logra en el periodo clásico del año 200 a 900 de nuestra era.
Azteca
La patología se encuentra desde el pre-clásico más antiguo que corresponde a 1,000 AC. En el estado de Oaxaca,
en la parte meridional de México, existieron dos grandes culturas pre-clásicas: la mixteca y la zapoteca. La cultura
mixteca representada enMonte Negro y la zapoteca en Monte Alban l y ll. Los cráneos hallados en Monte Negro son
dolicoides y los hallados en Monte Alban son braquioides. En ambas culturas se hallaron cráneos trepanados.
Deformación Craneana
Inca
Se han descrito cuatro tipos de trepanación:
suprainiana
técnicas de corte en hueso con aberturas cuadrangulares
técnicas de los orificios cilindro-cónicos
técnicas de aberturas circulares
Entre 1870 y 1880, la cirugía cerebral se limitó esencialmente al tratamiento del trauma. Estas cirugías eran
realizadas por el cirujano que estaba disponible, con frecuencia instigado por un neurológo. En 1889, Henry H.A
Beach realizó la primera craneotomía en el Hospital General de Massachusetts, basada únicamente en localización
cerebral. El paciente fue diagnosticado por Putnam con un tumor cerebral. Sin embargo, durante la cirugía no se
pudo localizar el tumor. Finalmente el tumor se identificó durante la autopsia del paciente. Tres meses antes el Dr. E.
H. Bradfor en el Hospital de la Ciudad de Boston había realizado la primera craneotomía para el tramiento de un
tumor cerebral.
Los resultados de las primeras craneotomías electivas en el Hospital General de Massachusetts, fueron
desalentadores. Un reporte en1905, de 36 trepanaciones para el tratamiento de un tumor cerebral no habían logrado
curar a un solo paciente.
Neurocirugía en Matanzas: en 1921-1922 se reporto el caso de un paciente con hemiplejía tratado en
Matanzas, Cuba