Un equipo internacional de científicos ha conseguido registrar la actividad de neuronas individuales del cerebro durante la percepción consciente de imágenes. Las neuronas responden a la percepción consciente con un mecanismo de “todo o nada”, cambiando drásticamente su tasa de activación sólo cuando las imágenes mostradas son reconocidas. Si no lo son, la actividad neuronal no se produce. El tiempo en que se muestran las imágenes no desencadena la actividad neuronal, sino sólo el hecho del reconocimiento, señalan los científicos. Conocer cómo funciona esta actividad permitirá, según ellos, desarrollar dispositivos neuronales artificiales que, implantados en el cerebro, puedan mandar órdenes a prótesis biónicas, entre otras aplicaciones. Por Yaiza Martínez.
Un equipo internacional de científicos afirma haber logrado un significativo avance en la comprensión de la percepción consciente definiendo la manera en que las neuronas individuales del cerebro humano reaccionan a las imágenes percibidas.
Liderado por el bioingeniero de la Universidad de Leicester, en el Reino Unido, Rodrigo Quian Quiroga, este estudio abriría nuevas posibilidades a la exploración de la conciencia desde la perspectiva científica.
Según ha señalado Quiroga en un comunicado de prensa de dicha universidad, “en los últimos años se ha despertado un gran interés sobre el tema de la conciencia, que está considerada por muchos uno de los principales retos científicos pendientes”.
La investigación se centró en los cerebros de enfermos de epilepsia que habían recibido un tratamiento quirúrgico para esta enfermedad. Este tratamiento consistió en la implantación de electrodos intracraneales con el fin de definir la localización de los focos epilépticos en el cerebro, así como de evaluar la efectividad potencial de dicha cirugía.
Respuesta neuronal
Los pacientes pasaron entre una y dos semanas bajo vigilancia médica, lo que permitió a los científicos estudiar las neuronas de sus cerebros. Así, pudieron determinar cómo dichas neuronas respondían a diferentes tareas de percepción.
En concreto, los investigadores mostraron una serie de imágenes en la pantalla de un ordenador a los participantes en el experimento. Las imágenes aparecían muy brevemente, justo en el límite de la capacidad de reconocerlas de manera consciente.
Los pacientes sometidos a la prueba debían informar si habían reconocido o no la imagen concreta que se había mostrado en cada fase. Todas las imágenes aparecían el mismo tiempo en pantalla, pero algunas veces los participantes afirmaban haberlas reconocido y otras veces no.
Los científicos descubrieron que las neuronas registradas respondían a la percepción consciente con un mecanismo de “todo o nada”, cambiando drásticamente su tasa de activación sólo cuando las imágenes eran reconocidas. Por ejemplo, una neurona del hipocampo de un paciente se activaba con mucha fuerza cuando el paciente reconocía una imagen de su propio hermano y permanecía completamente “apagada” cuando no reconocía las imágenes.
Predicción del reconocimiento
Curiosamente, basándose en la activación de estas neuronas resultó posible predecir si los participantes habían reconocido la imagen o no. Otra interesante observación fue que una imagen emitida muy brevemente generaba casi la misma respuesta –si era reconocida- que si se emitía durante más tiempo, es decir, que el tiempo de exposición no variaba la actividad neuronal.
Esto significa que una sola instantánea proyectada tan sólo durante 33 milésimas de segundo era suficiente para activar fuertes respuestas neuronales, señalando la percepción consciente de la imagen mostrada.
El estudio, según Quiroga, tendría importantes implicaciones para los tratamientos de pacientes con patologías en la constitución del hipocampo, como la epilepsia, el Alzheimer y la esquizofrenia, así como en la comprensión de la manera en que la percepción y los recuerdos son representados por el cerebro.
En cuanto a aplicaciones, potencialmente este descubrimiento podría influir en el desarrollo de prótesis neuronales para pacientes paralizados o amputados que leyeran órdenes directamente del cerebro para transmitirlas a dispositivos biónicos.
Ciencia y conciencia
El estudio científico de las bases cerebrales de la conciencia ha ido avanzando en las últimas décadas, sobre todo a través de la comparación entre cerebros sanos y enfermos. Debido a que
muchas enfermedades neuropsicológicas se originan por disociaciones, a veces importantes, se han podido identificar los principios generales de una neurofisiología de la conciencia, particularmente la asociada con la percepción visual, como es el caso del presente estudio.
Otra investigación anterior, referente a la percepción visual, fue la realizada por científicos del CEA, el Inserm y el CNRS. Sus resultados apuntaban a que la percepción consciente, que conduce a la conciencia visual, ocurriría alrededor de 270 milisegundos después de la presentación de un estímulo, tras darse una serie de fases neuronales.
A través del análisis de las imágenes cerebrales obtenidas durante este experimento fue posible observar dos fases distintas en el transcurso de la actividad de la corteza cebrebral.
Estos no son ni mucho menos los estudios científicos que intentan explicar el fenómeno de la conciencia. Como explica William Grassie aunque la descripción neurológica del cerebro es difícil de compatibilizar con la noción de nosotros mismos y de nuestras experiencias (es decir, que las descripciones físicas acerca del funcionamiento cerebral y neuronal no se parecen a las vivencias subjetivas o conscientes), la ciencia puede y debe continuar caminando lentamente siguiendo sus vías metodológicas.
Las neurociencias adelantan formulando pequeñas cuestiones y fabricando experimentos para intentar resolverlas. Los resultados de la investigación de Rodrigo Quian Quiroga acaban de ser publicados en la revista especializada Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS) bajo el título “Human single neuron responses at the threshold of conscious recognition” ( no on line).
Liderado por el bioingeniero de la Universidad de Leicester, en el Reino Unido, Rodrigo Quian Quiroga, este estudio abriría nuevas posibilidades a la exploración de la conciencia desde la perspectiva científica.
Según ha señalado Quiroga en un comunicado de prensa de dicha universidad, “en los últimos años se ha despertado un gran interés sobre el tema de la conciencia, que está considerada por muchos uno de los principales retos científicos pendientes”.
La investigación se centró en los cerebros de enfermos de epilepsia que habían recibido un tratamiento quirúrgico para esta enfermedad. Este tratamiento consistió en la implantación de electrodos intracraneales con el fin de definir la localización de los focos epilépticos en el cerebro, así como de evaluar la efectividad potencial de dicha cirugía.
Respuesta neuronal
Los pacientes pasaron entre una y dos semanas bajo vigilancia médica, lo que permitió a los científicos estudiar las neuronas de sus cerebros. Así, pudieron determinar cómo dichas neuronas respondían a diferentes tareas de percepción.
En concreto, los investigadores mostraron una serie de imágenes en la pantalla de un ordenador a los participantes en el experimento. Las imágenes aparecían muy brevemente, justo en el límite de la capacidad de reconocerlas de manera consciente.
Los pacientes sometidos a la prueba debían informar si habían reconocido o no la imagen concreta que se había mostrado en cada fase. Todas las imágenes aparecían el mismo tiempo en pantalla, pero algunas veces los participantes afirmaban haberlas reconocido y otras veces no.
Los científicos descubrieron que las neuronas registradas respondían a la percepción consciente con un mecanismo de “todo o nada”, cambiando drásticamente su tasa de activación sólo cuando las imágenes eran reconocidas. Por ejemplo, una neurona del hipocampo de un paciente se activaba con mucha fuerza cuando el paciente reconocía una imagen de su propio hermano y permanecía completamente “apagada” cuando no reconocía las imágenes.
Predicción del reconocimiento
Curiosamente, basándose en la activación de estas neuronas resultó posible predecir si los participantes habían reconocido la imagen o no. Otra interesante observación fue que una imagen emitida muy brevemente generaba casi la misma respuesta –si era reconocida- que si se emitía durante más tiempo, es decir, que el tiempo de exposición no variaba la actividad neuronal.
Esto significa que una sola instantánea proyectada tan sólo durante 33 milésimas de segundo era suficiente para activar fuertes respuestas neuronales, señalando la percepción consciente de la imagen mostrada.
El estudio, según Quiroga, tendría importantes implicaciones para los tratamientos de pacientes con patologías en la constitución del hipocampo, como la epilepsia, el Alzheimer y la esquizofrenia, así como en la comprensión de la manera en que la percepción y los recuerdos son representados por el cerebro.
En cuanto a aplicaciones, potencialmente este descubrimiento podría influir en el desarrollo de prótesis neuronales para pacientes paralizados o amputados que leyeran órdenes directamente del cerebro para transmitirlas a dispositivos biónicos.
Ciencia y conciencia
El estudio científico de las bases cerebrales de la conciencia ha ido avanzando en las últimas décadas, sobre todo a través de la comparación entre cerebros sanos y enfermos. Debido a que
muchas enfermedades neuropsicológicas se originan por disociaciones, a veces importantes, se han podido identificar los principios generales de una neurofisiología de la conciencia, particularmente la asociada con la percepción visual, como es el caso del presente estudio.
Otra investigación anterior, referente a la percepción visual, fue la realizada por científicos del CEA, el Inserm y el CNRS. Sus resultados apuntaban a que la percepción consciente, que conduce a la conciencia visual, ocurriría alrededor de 270 milisegundos después de la presentación de un estímulo, tras darse una serie de fases neuronales.
A través del análisis de las imágenes cerebrales obtenidas durante este experimento fue posible observar dos fases distintas en el transcurso de la actividad de la corteza cebrebral.
Estos no son ni mucho menos los estudios científicos que intentan explicar el fenómeno de la conciencia. Como explica William Grassie aunque la descripción neurológica del cerebro es difícil de compatibilizar con la noción de nosotros mismos y de nuestras experiencias (es decir, que las descripciones físicas acerca del funcionamiento cerebral y neuronal no se parecen a las vivencias subjetivas o conscientes), la ciencia puede y debe continuar caminando lentamente siguiendo sus vías metodológicas.
Las neurociencias adelantan formulando pequeñas cuestiones y fabricando experimentos para intentar resolverlas. Los resultados de la investigación de Rodrigo Quian Quiroga acaban de ser publicados en la revista especializada Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS) bajo el título “Human single neuron responses at the threshold of conscious recognition” ( no on line).
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