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¿Qué sabemos del cerebro?

Publicado el 12 March, 2020

En 2020 se cumplen 100 años desde la fundación del Instituto Cajal y si de algo podemos estar orgullosos los españoles en el ámbito científico es de ser pioneros es en la neurociencia, gracias al trabajo realizado por Santiago Ramón y Cajal, Premio Nobel de Medicina en 1906, en reconocimiento de su trabajo sobre la estructura del sistema nervioso, además de todo el trabajo posterior que han realizado muchísimos científicos que han seguido su estela.

Para celebrar este acontecimiento, en Futurizable vamos a dedicar este artículo a conocer un poco mejor el cerebro, así que a continuación compartimos 20 cosas que sabemos del cerebro:

  1. El cerebro sigue siendo un gran desconocido. Aunque se lleve estudiando más de 100 años el funcionamiento de las neuronas y el cerebro en general, aún sabemos muy poco sobre su funcionamiento, en relación con lo que sabemos de otros órganos vitales de los animales y humanos. Miles de millones se están invirtiendo para conocer mejor las claves de su funcionamiento a través del Human Brain Project y de la Brain Initiative, pero aún así nos falta muchísimo por saber, por ejemplo en aspectos como en qué consiste realmente el proceso de la memoria y el olvido.
  2. Usamos el 100% del cerebro, no el 10%, como se ha dicho durante mucho tiempo. Una leyendo urbana, como otras muchas relacionadas con el funcionamiento del cerebro, que se ha intentado aprovechar para explicar determinados “superpoderes” de algunas personas o incluso una evolución futura hacia una nueva especie de superhumanos con una mayor capacidad cerebral. La realidad es que sí que usamos todo el cerebro, entre otras cosas porque de no hacerlo, esto supondría una ineficiencia enorme en relación con el gran consumo energético que supone mantenerlo en funcionamiento.
  3. La estructura del cerebro es muy importante de cara a su funcionamiento, pero no tanto por la popular idea de que está dividido en dos hemisferios, sino porque cada vez está más claro que las diferentes estructuras que lo componen determinan su funcionamiento. Así nos encontramos con el córtex y sus cuatro lóbulos, la ínsula, la amígdala, los ganglios basales, el sistema límbico, el hipocampo, el tálamo, el hipotálamo, el mesencéfalo, la protuberancia, el bulbo raquídeo y el cerebelo. Conociendo entonces que cada una de estas partes realiza funciones específicas, pero muy relacionadas con las demás, se entiende perfectamente por qué resulta tan difícil entender y replicar el funcionamiento del cerebro de manera artificial.
  4. Tenemos “otros cerebros” más allá del que ocupa nuestro cráneo, porque poco a poco se va descubriendo que existen neuronas en otros órganos como el corazón y el intestino, lo cual ha llevado a establecer este concepto de los otros cerebros. Aunque también podemos pensar que el cerebro se extiende más allá del cráneo y de alguna forma hay partes de su funcionamiento que se realizan en asociación como otros órganos, de ahí que poco a poco se vayan conociendo más a qué se debe la sabiduría popular que dice que tomamos las decisiones con el corazón o con el estómago, y lo de que cuando estamos enamorados nos sube el pulso y tenemos mariposas en el estómago.
  5. Existen dos modos de funcionamiento del cerebro, denominados Sistema 1 y Sistema 2, un concepto que se ha hecho bastante popular gracias al libro Pensar rápido, Pensar despacio. El sistema 1 es rápido, intuitivo y empírico, realizando procesos automáticos que tienen lugar en segundo plano de forma inconsciente y que implican menos esfuerzo o no requieren mucha actividad mental. Para ello se basa en experiencias pasadas y en las relaciones que se han creado a partir de las mismas, además de las emociones. El sistema 2 es lento y reflexivo, comporta procesos de control de forma consciente que requieren un mayor razonamiento normativo, lógico y analítico.
  6. La neuroplasticidad es un de las características más importantes a tener en cuenta cuando queremos conocer el funcionamiento del cerebro y sacar provecho de ello. Gracias a la neuroplasticidad el cerebro tiene la capacidad de reorganizar sus rutas neuronales, crear nuevas conexiones e incluso crear nuevas neuronas. De esta forma, a medida que ganamos en experiencias y nuevas conductas, las conexiones sinápticas se fortalecen, mientras que las que no se usan son eliminadas y así las neuronas que utilizamos con mayor frecuencia desarrollan conexiones más fuertes y las que nunca o rara vez se utilizan mueren.
  7. Las neuronas y la conexión entre ellas resultan fundamentales para entender muchas de las funciones cerebrales, por ejemplo las relacionadas con los sentidos, las percepciones, la capacidad para movernos e interactuar con nuestro entorno, nuestra capacidad para manejar objetos y comunicarnos. Además hay otras características de nuestra “humanidad” que también pueden ser explicadas a través del funcionamiento de las neuronas, aunque aún estamos en proceso de entender en qué consiste su funcionamiento, como puede ser el caso de las neuronas espejo y el de las neuronas de concepto que podrían ser fundamentales para explicar algunas características de la inteligencia humana.
  8. La química del cerebro a través de los los neurotransmisores es otro de los grandes aspectos a tener en cuenta a la hora de entender cómo funciona el cerebro humano y lo que podría considerarse como inteligencia, de forma que si lo asemejamos a la inteligencia artificial en la que se basan los ordenadores, las comunicaciones que se producen entre las neuronas a través de la sinapsis son mucho más ricas que las que se producen entre los transistores que conforman los ordenadores, lo cual puede ser una explicación muy básica sobre por qué la inteligencia humana sigue superando en muchos aspectos a la de los ordenadores.
  9. En todo caso cuanto más avanzamos en el conocimiento sobre el funcionamiento de la biología y la química del cerebro, más extraño resulta que sepamos aún tan poco al respecto de cómo nuestro cerebro genera los pensamientos, que podamos desarrollar habilidades como la creatividad y que todo esto permita desarrollar algo que llamamos consciencia. Aquí es donde algunos científicos piensan que para explicar la inteligencia humana es necesario ir más allá de las neuronas y las conexiones sinápticas entre ellas. Y ese más allá podríamos encontrarlo si seguimos profundizando en el interior de la neurona hasta el nivel de las partículas elementales y la interacción entre ellas. Es por esto por lo que quizás en el futuro podríamos hablar de la física del cerebro o cómo las interacciones cuánticas que se producen en las neuronas pueden estar relacionadas con la inteligencia humana.
  10. Entender bien cómo recordamos y por qué olvidamos podría ser otra de las grandes claves para explicar la inteligencia humana. Pensemos en el cerebro como una máquina que va siendo construida y programada a través de la memoria, especialmente a través  lo que recordamos de determinadas experiencias y los conocimientos que vamos adquiriendo de ellas, de todo lo cual una parte importante la vamos a olvidar, pero donde el resultado final de ese proceso conforma una estructura y unas dinámicas de funcionamiento que generan la inteligencia.
  11. Y en este proceso toma una vital importancia el sueño, que actúa como una especie de proceso de limpieza y compilado del código que hace funcionar nuestro cerebro. De esta forma entender cómo funciona el proceso de olvido que se produce en el cerebro cuando dormimos está resultando muy importante de cara a entender cómo funciona el cerebro en general, de esta forma se está haciendo una especie de ingeniería inversa que nos permite aprender cómo funciona la memoria gracias a la forma en la que la perdemos.
  12. Pero llegados a este punto quizás valga la pena pararse a pensar un poco en qué es la inteligencia de cara a que esto nos ayude a entender mejor por qué nuestro cerebro es lo que nos hace inteligentes. Y aquí por ejemplo, si nos basamos en la teoría de las inteligencias múltiples, podemos entender mejor por qué determinadas partes del cerebro y las actividades que se producen en ellas, nos permiten realizar acciones como comunicarnos o resolver problemas lógicos y matemáticos. También podríamos preguntarnos aquí qué es la conciencia, cómo esta está relacionada con la inteligencia y cómo esta nos asemeja o diferencia de los animales.

Y ahora que ya sabemos mejor cómo funciona el cerebro humano vale la pena pensar en cómo sacarle mejor provecho a este gran regalo que nos ha hecho la naturaleza, para lo cual podemos plantearnos llevar a cabo las siguientes tres iniciativas:

  1. Conscientes de lo valioso que es nuestro cerebro aprendamos a cuidarlo y de esta forma poder llegar a mejorar nuestra función cerebral, lo cual nos ayudará a ser mejores personas y mejores profesionales. Para ello tenemos que ser conscientes de la importancia que tiene desarrollar una serie de hábitos que nos permitirán mejorar nuestra salud cerebral, como son el ejercicio físico, el sueño, la alimentación saludable (y comer nueces), la meditación, los ejercicios mentales, las relaciones sociales y el contacto con la naturaleza.
  2. Sigamos investigando el funcionamiento del cerebro, porque cuánto más sepamos sobre él, más sabremos sobre nosotros mismos y mejor podremos actuar frente a los problemas que van surgiendo en nuestro camino, o formarnos para avanzar en nuestro proceso de mejora personal. De esta forma resulta muy positivo que se esté desarrollando cada vez más una rama de la psicología llamada cognitivo conductual, que trabaja para entender en qué se basan nuestros comportamientos, pensamientos y sentimientos, de cara a ayudarnos a enfrentar las dificultades de la vida y en general a vivir mejor.
  3. Aprovechemos lo que sabemos del cerebro para mejorar la tecnología, del mismo modo que se ha inspirado en el cerebro la rama de la inteligencia artificial denominada aprendizaje profundo, a través del uso de las redes neuronales, otras tecnologías pueden utilizarse de manera combinada con la neurociencia para encontrar soluciones a nuestros problemas actuales y seguir ampliando las capacidades actuales de la tecnología.

Veamos a continuación algunas de las innovaciones en el ámbito de la neurotecnología que podrían ser realidad en el futuro cercano gracias a los avances en el conocimiento del funcionamiento del cerebro.

Reparar el cerebro con tecnología. Cuando Elon Musk dio a conocer su proyecto Neuralink no quedó claro cuál podría se la primera aplicación directa de la tecnología de interfaces cerebro-ordenador que pretendía desarrollar. Ahora sabemos que su primer objetivo es fabricar un dispositivo capaz de tratar mediante estimulación cerebral directa a pacientes que sufran de discapacidades causadas por desórdenes neurológicos. Dichas interfaces tienen el potencial de ayudar a personas con una amplitud de desórdenes clínicos y, a través de los experimentos realizados, se ha comprobado que los pacientes han sido capaces de controlar cursores de computadoras​, prótesis robóticas​ y sintetizadores del habla, lo que demuestra su potencial uso en el área médica para tratar con pacientes que presenten discapacidades relacionadas con el funcionamiento del cerebro. Considerando que los experimentos realizados hasta el momento han utilizando sistemas que no cuentan con más de 256 electrodos, esto supone una limitación a la hora de recopilar la información procedente de las neuronas, para lo cual el equipo de Neuralink busca desarrollar un dispositivo capaz de aumentar el orden de magnitud de neuronas de las que se pueda extraer información y estimularlas de forma segura y duradera mediante un procedimiento simple y automatizado.

La internet del pensamiento. En el año 2014 el científico Ray Kurzweil pronosticaba un futuro en el habrá nanobots que conectarán nuestro neocórtex a un neocórtex sintético en la nube, y que convertirán nuestro pensamiento en un híbrido biológico y no biológico. Para el desarrollo de esta interfaz cerebro/nube será necesario desarrollar una nueva generación de nanobots que se adentrarán en el campo de las neurociencias y navegarán por el sistema vascular humano, cruzarán la barrera hematoencefálica y se posicionarán entre las neuronas e incluso dentro de ellas. A continuación podrán transmitir de forma inalámbrica información codificada hacia una red de superordenadores situados en la nube, con la finalidad de permitir un seguimiento en tiempo real del estado del cerebro y de la extracción de datos que realiza en cada momento. Este sistema B/CI mediado por neuralnanorobts podría permitir a las personas tener acceso instantáneo a todo el conocimiento humano acumulativo disponible en la nube, al tiempo que mejoraría significativamente la capacidad de aprendizaje y la inteligencia humana. También podría permitirnos crear en un futuro el sistema central global que conectaría redes de cerebros humanos individuales y la inteligencia artificial para permitir el pensamiento colectivo.

La simbiosis entre el hombre y la máquina. Conectar el cerebro con los ordenadores no solo nos ayudaría a mejorar la situación de las personas con enfermedades neurológicas o conectarnos mentalmente a internet para poder acceder a todo el conocimiento generado por la humanidad. Porque una vez que hemos superado la problemática de establecer la interfaz digital que conecte nuestras neuronas con los ordenadores, podremos hacer cualquier cosa que ahora hacen las máquinas tan solo con pensarlo. Por ejemplo, podremos pilotar vehículos con la mente, podremos ampliar nuestras capacidades a través de todo tipo de sensores, incluso podremos conectar otros tipos de dispositivos a nuestro cuerpo, para manejarlos directamente con el cerebro. Así que básicamente de lo que se trata es de discernir de qué forma esa unión entre lo humano y lo digital tiene sentido para nosotros, cuándo nos aporta valor más allá de ayudarnos a resolver los problemas que conlleva una enfermedad o discapacidad y del sacrificio que supondrá para nosotros dejar de ser humanos para convertirnos en cíborgs.

Terminamos aquí con este artículo dedicado a “pensar” en el cerebro, pero al igual que hemos comenzado rindiendo homenaje a un gran científico, nos gustaría terminar con otro homenaje, en esta ocasión a otro gran científico que acaba de perder la humanidad, como es Freeman Dyson de quien compartimos a continuación algunas de sus ideas al respecto de lo poco que sabemos aún sobre el funcionamiento del cerebro:

Sobre la evolución y el libre albedrío, de Orígenes de la vida, 1999. Freeman Dyson.

Como abuelo de dos gemelos idénticos de cinco años, todos los días veo el poder de los genes y los límites de ese poder. George y Donald son físicamente tan parecidos que no soy capaz de distinguirlos en la bañera. No solo tienen los mismos genes, sino que han compartido el mismo entorno desde el día en el que nacieron. Sin embargo, tienen cerebros diferentes y son personas distintas. La vida se ha escapado de la tiranía de los genes al desarrollar cerebros con conexiones neuronales que no están determinadas genéticamente. La estructura detallada del cerebro está formada en parte por los genes y por el entorno y en parte es aleatoria. Cuando los gemelos tenían dos años, pregunté a su hermano mayor cómo los diferenciaba. Él dijo: ‘Oh, eso es fácil. El que muerde es George’. Ahora que tienen cinco años, George es el que corre para darme un abrazo, y Donald es el que mantiene la distancia. La aleatoriedad de las sinapsis en sus cerebros es el principio creativo que hace que George sea George y Donald sea Donald… George y Donald son personas diferentes porque su vida empezó con distintas muestras aleatorias del contenido neurológico en sus cabezas. Nunca se puede eliminar por completo ese contenido. Los adultos son solo un poco más racionales que los niños de cinco años. Si se elimina demasiado ese contenido se destruye el alma“.

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