Cómo recordamos el fin de semana pasado

Ona de las preguntas más difíciles para la ciencia de la memoria tiene que ver con el hecho más obvio sobre los recuerdos: podemos, bueno, recordarlos. El problema es que nadie sabe exactamente cómo recordamos, y con tanta facilidad, aquella fiesta del fin de semana pasado, con toda la samba bailando y el tintineo de los hielos en los vasos, el aroma de la circulación entremeses, la sacudida en la columna vertebral de captar la mirada de un amante a través de una habitación llena de gente. Sabemos que todos estos elementos emocionales y sensoriales están registrados en distintas áreas del cerebro, pero ¿cómo es que podemos recordarlos y conjurarlos todos a la vez, recordando el evento mental como una sola experiencia?

Un grupo de científicos de la Universidad de California en San Diego ha encontrado un mecanismo prometedor que puede explicar no solo cómo funciona el recuerdo, sino también, en términos más generales, la experiencia consciente en sí misma.

En un artículo reciente publicado en el procedimientos de la Academia Nacional de Cienciasel autor principal y neurofisiólogo Charles Dickey identificó patrones de ondas (breves oscilaciones de alta frecuencia en la actividad neuronal) que se sincronizan en el cerebro humano durante la vigilia espontánea y la recuperación de la memoria.¹ Estas ondas se abren en abanico a través de áreas distantes de la corteza cerebral (la superficie arrugada del cerebro) que son responsables de los elementos sensoriales involucrados en cualquier evento mental, y se extienden hasta el hipocampo, una estructura en forma de caballito de mar clave para la memoria. Muchos estudios habían investigado previamente las ondas en el hipocampo de las ratas y su relación con la memoria, pero Dickey solo recientemente identificó ondas en la corteza humana.

Hay varias teorías en competencia sobre las redes de actividad neuronal que pueden facilitar la comunicación entre diferentes áreas del cerebro para dar lugar a una experiencia consciente.² Pero este puede ser el primer mecanismo observado que potencialmente podría resolver el llamado “problema suave” de la conciencia: la búsqueda para identificar los procesos físicos en el cerebro que sustentan los eventos mentales. El problema suave contrasta con el llamado “problema duro” de la conciencia, la cuestión de cómo algo físico como el cerebro puede generar la calidad rica y claramente mental de la experiencia vivida.

“Primero tenemos que resolver el problema suave de la conciencia, y el problema difícil realmente no impide esa búsqueda”, dijo Eric Halgren, autor principal del artículo y director del laboratorio de UC San Diego, donde Dickey realizó su investigación de posgrado.

La dificultad detrás del problema blando de la conciencia es que no existe un lugar de la conciencia fácilmente identificable, aunque se han propuesto muchas posibilidades a lo largo de los siglos. René Descartes, el filósofo del siglo XVII, pensó que el asiento de la conciencia era la glándula pineal, una pequeña glándula en el centro del cerebro, pero ahora nos damos cuenta de que probablemente sea responsable de producir y regular la melatonina para nuestros ciclos de sueño. Doscientos años más tarde, un fisiólogo alemán llamado Johannes Müller sugirió que el bulbo raquídeo, la estructura similar a un tallo en la parte inferior del tronco encefálico, era responsable de la conciencia. (Ahora sabemos que es el principal responsable de funciones involuntarias como los latidos del corazón, la respiración, los vómitos y los estornudos).

Este mecanismo podría resolver el “problema blando” de la conciencia.

Más tarde, el fisiólogo inglés William B. Carpenter nombró el tálamo, una estructura en forma de bota en el medio del cerebro, como el centro de la conciencia, y luego el célebre biólogo Francis Crick consideró el claustrum, una estructura neural que parece una corona de espinas alrededor de la corteza. Resulta que tanto el claustro como el tálamo pueden desempeñar un papel importante en ciertas características de la conciencia, pero sus candidaturas como centros coordinadores de la conciencia siguen siendo en gran medida conjeturas.

El mayor obstáculo para la búsqueda de la conciencia en el cerebro fue descubierto sin darse cuenta por el neurocirujano del siglo XX Wilder Penfield, que estaba tratando a pacientes con epilepsia grave lesionando las áreas del cerebro que funcionaban mal y que provocaban las convulsiones. Durante sus procedimientos quirúrgicos, Penfield notó que ciertos movimientos o percepciones podían fabricarse estimulando diferentes áreas de la corteza; la estimulación a través de un electrodo en la frente podría producir el olor de un vendaje, mientras que uno en la parte posterior de la cabeza podría hacerle ver el Buda y mover el dedo meñique. Esto presentó un problema de geografía cerebral que a veces se denomina “el problema de la unión”: ¿cómo se comunican las áreas distantes, las involucradas en, por ejemplo, el olor de los vendajes y las involucradas en el dolor punzante de la herida debajo del vendaje? entre sí para producir una experiencia perfecta? Introduzca ondas cerebrales.

Las ondas cerebrales se denominan así porque estas oscilaciones de alta frecuencia de la actividad neuronal aparecen como ondas en las lecturas de estereogramas de la corteza llamadas electroencefalogramas.

“La corteza es donde tenemos todas nuestras áreas sensoriales, por lo que las experiencias son principalmente un fenómeno cortical”, dijo Dickey. “La idea es que ocurra una experiencia, y esto afecta la activación de sinapsis entre conjuntos específicos de neuronas sensoriales, fortaleciendo sus conexiones”. Añadió: “Las ondas pueden modular esta actividad sináptica para consolidar la memoria dentro de la corteza”.

Las ondas unifican nuestra experiencia por el momento, reproduciendo un recuerdo como una canción.

“Lo que es realmente interesante sobre las ondas cerebrales como mecanismo para estudiar la conciencia y la memoria es que son principalmente temporales”, dijo Halgren. Las ondas emanan y se multiplican espacialmente a través de la corteza, pero de la misma manera que la música llena una habitación. Las ondas forman patrones fugaces pero repetidos. Van y vienen como los recuerdos y las experiencias mismas.

Si bien estos tipos específicos de ondas cerebrales corticales humanas se han descubierto recientemente, sus fundamentos puramente teóricos existen desde finales de la década de 1970. Una teoría popular de la conciencia se conoce como “unión a través de la sincronía”, que postula que una sincronización de la actividad neuronal es lo que organiza diferentes señales sensoriales de diferentes regiones de la corteza en una experiencia coherente. La teoría ha existido durante décadas, pero la evidencia (más allá de algunos experimentos con los sistemas visuales de los gatos) era limitada.³ Las ondas cerebrales son el primer mecanismo observable y comprobable que podría corroborar la hipótesis de la unión a través de la sincronía.

¿Qué podría significar esto para la conciencia y el estudio de la mente? El mecanismo de las ondas cerebrales parece sugerir que la conciencia puede no tener un centro o un órgano unificador fijo que la controle. En cambio, sugieren una conciencia descentralizada, donde las frecuencias acompañan y mantienen nuestros pensamientos como consortes eléctricos fantasmales, apareciendo y desapareciendo tan rápido como lo hacen. En lugar de un solo fantasma en la máquina, podemos albergar un número infinito de fantasmas, en forma de una increíble procesión de ondas, unificando la totalidad de nuestra experiencia por el momento, reproduciendo un recuerdo como una canción, tomando sus notas del funciones distribuidas y diversas de nuestros aparatos sensoriales.

Al final, tal vez la búsqueda de la conciencia se vio obstaculizada durante tanto tiempo porque buscábamos el tipo de cosa equivocada, algo físico o estructural en lugar de fenoménico: una glándula pineal en lugar de una firma eléctrica, un fantasma neuroquímico que pulsa a través de la corteza

La verdadera prueba de si las ondas cerebrales sustentan la experiencia consciente podría incluir experimentos de estimulación cortical en humanos para probar si ciertos tipos de experiencias pueden ser inducidos por ondas (o, por el contrario, si las experiencias conscientes pueden interrumpirse al interrumpir las ondas corticales). Si investigaciones posteriores concluyen que las ondas coordinan de hecho la comunicación de todas las diferentes partes del cerebro responsables de una experiencia de, digamos, una playa en agosto (con su arena caliente por todas partes, el sol abrasador y el océano refrescándose, y secándose mientras las olas zumban cerca), entonces el estudio de Dickey podría ser un gran paso adelante para resolver el problema blando de la conciencia.

Marco Altamirano es un escritor radicado en Nueva Orleans y autor de Tiempo, tecnología y medio ambiente: un ensayo sobre la filosofía de la naturaleza. Síguelo en Twitter @marcosien e Instagram @cocomarquito.

Imagen principal: GoodStudio / Shutterstock

Referencias

1. Dickey, Charles W., et al. Las ondas generalizadas sincronizan la actividad cortical humana durante el sueño, la vigilia y el recuerdo de la memoria. procedimientos de la Academia Nacional de Ciencias 119 (2022)

2. Maillé, S. & Lynn, M. Reconciliación de las teorías actuales de la conciencia. El Diario de la Neurociencia 40, 1994-1996 (2020)

3. Fries, P., Schröder, J., Roelfsema, PR, Singer, W. y Engel, AK Sincronización neuronal oscilatoria en la corteza visual primaria como correlación de la selección de estímulos. El Diario de la Neurociencia 223739–3754 (2002)

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