Plan Neurociencias (resumen) Jlcv agosto 2005 Introducción Neurociencias El sistema nervioso central El cerebro las neuronas Relación entre cerebro y mente Funciones cerebrales y mentales Tecnologías para el estudio del cerebro Consecuencias en Educación Introducción Educación, currículum, didáctica, Comprensión de los procesos Cognitivos Mentales Cerebrales Neuronales Mejor comprensión de las bases biológicas del aprendizaje Organismos vivos Cuerpo: sistema multi celular Dos principios: Subsistencia Reproducción Poseen Operatividad Mecanismos internos Funcionalidad Interacción con medio ambiente ADAPTACIÓN Adaptación: requiere de Mecanismos para: captar el medio ambiente Captación de señales, obtención de datos interpretar lo captado Procesos mentales, Información decidir acción Procesos mentales, decisión, memoria producir acción (accionar el organismo) Acción, conducta Neurociencias Campo interdisciplinario que estudia la función del cerebro y los substratos neurales de la conducta. Incluye investigaciones en distintas áreas como la psiquiatría, la genética, la anatomía, la bioquímica y la informática. 1
Neurociencias Psicología Cognitiva Inteligencia Artificial Ciencias y Tecnologías de la Cognición Epistemología Lingüística Qué estudian los neurocientíficos? "niveles" en que pueden operar: Nivel Conductual: estudia las bases neuronales del comportamiento (qué hace que las personas y los animales hagan las cosas que hacen) Nivel Sistémico: estudio de las diversas partes del sistema nervioso, como el sistema visual o el auditivo. También podría investigar sobre qué partes del cerebro se conectan con otras. Nivel de Circuito Local: estudia la función de grupos de neuronas. Nivel de Neurona Única: estudia lo que hacen neuronas individuales con relación a un "evento". También puede estudiar el contenido de una neurona en particular (neurotransmisores). Nivel de Sinapsis: estudia lo que sucede en las sinapsis. Nivel de Membrana: estudia lo que pasa en los canales iónicos de la membrana neuronal. Nivel Genético: estudia las bases genéticas de la función neuronal. Sistema nervioso EL SISTEMA NERVIOSO Función: recibir estímulos del medio externo e interno del organismo, organizar esta información y hacer que se produzca la respuesta adecuada. Punto de vista estructural: Sistema Nervioso Central (SNC): cerebro y medula espinal Sistema Nervioso Periférico (SNP): nervios, ganglios y receptores especializados. Punto de vista funcional: Sistema Nervioso Somático: responde o relaciona el organismo con el medio ambiente externo Sistema Nervioso Autónomo: relación con el medio interno orgánico, regulación y adaptación internas. Sistema nervioso Estímulos procedentes del medio externo captados por: receptores situados en la piel: captar sensaciones generales como el dolor, tacto, presión y temperatura, y receptores que captan sensaciones especiales: gusto, vista, olfato, oído, posición y movimiento. Las señales se transmiten al sistema nervioso central información registrada y procesada convenientemente. Una vez registradas y procesadas, las señales son enviadas desde el sistema nervioso central a los distintos órganos a fin de proporcionar las respuestas adecuadas. 2
El cerebro Parte superior del encéfalo, compuesto por los hemisferios cerebrales y las estructuras que los unen. Órgano central de las percepciones sensoriales, del pensamiento y de todos los contenidos de la conciencia. Responsable de la memoria, el aprendizaje, la visión, el pensamiento, la conciencia y el resto de facultades mentales. El cerebro Estructura más compleja conocida en el universo. Más de 100 mil millones de células, cada una con hasta 50,000 conexiones a otras células. Recibe más de 100 millones de señales del cuerpo humano por segundo. Si aprendiéramos algo nuevo cada segundo, nos llevaría tres millones de años para agotar la capacidad del cerebro humano. El cerebro El cerebro humano adulto pesa entre 1300 g. y 1400 g. El de un bebé recién nacido entre 350 y 400 g. Cerebro de elefante = 6,000 g. Cerebro de chimpancé = 420 g. Cerebro de mono Rhesus = 95 g. Cerebro de un perro = 72 g. Cerebro de gato = 30 g. Cerebro de rata = 2 g. Principales Subsistemas del Cerebro Cerebro: 3 partes Corteza Cerebral responsable de la capacidad de analizar, interpretar, y almacenar, la información que permite tener la percepción de lo que sucede a nuestro alrededor. Es la estructura donde se realizan las funciones cerebrales superiores del individuo. Diencéfalo Contiene estructuras que se relacionan con las respuestas emocionales, el aprendizaje y la memoria Tronco Encefálico Contiene centros reflejos esenciales para la vida: controlan la actividad respiratoria, cardiaca y vasomotora 3 cerebros en la historia evolutiva: cerebro reptiliano (reptiles), cerebro límbico (mamíferos primitivos) neocórtex (mamíferos evolucionados o superiores). 3
Reptiliano Involucrado en la concepción de delimitación territorial, así como en una existencia rígida y casi programada. Típica conducta: la repetición: un reptil nunca improvisa o investiga nuevas maneras de llegar desde esta piedra hasta ese árbol, ya una vez aprendido un camino, hará una y otra vez el mismo itinerario. Reptiliano En el hombre se comporta como legado neurótico de un super-yo ancestral que le impide adaptarse y crear situaciones nuevas Explica la fuerte resistencia a los cambios que experimentan la mayoría de los seres humanos, independientemente de sus ventajas o desventajas. límbico Posibilidad de sentir y expresar emociones. Cambio revolucionario en la historia de la vida, coherentemente acompañada por la posibilidad homeotérmica de manejar la temperatura corporal. Con los mamíferos aparecen las pasiones: el amor, el odio y el altruismo (la vida adquiere calor y color). Grado de libertad que implica riesgos, sin los cuales la vida carece de sabor para un mamífero, a diferencia del reptiliano. límbico Función importante ligada a la elaboración de las emociones vinculadas al comportamiento orientado a la autoconservación, reproducción y cuidado de la especie. Corteza Cerebral Circuitos neuronales responsables de la capacidad de analizar, interpretar, y almacenar, la información que a ella llega. Esta información permite tener percepción de lo que sucede a nuestro alrededor. Es la estructura donde se realizan las funciones cerebrales superiores del individuo Corteza Cerebral Neuronas interconectadas que forman una capa de unos milímetros de grosor y que recubre la superficie irregular de los hemisferios cerebrales. La superficie de cada hemisferio presenta un conjunto de prominencias y surcos (o cisuras) que proporcionan a la corteza una apariencia plegada sólo un tercio de esta queda expuesta a la superficie. 4
Qué es una neurona? Célula nerviosa. Hay alrededor de 100,000 millones en el cerebro humano. Características particulares: Tienen proyecciones especializadas: Dendritas: ingresan información a la neurona Axones: llevan información fuera de la neurona Se comunican entre sí por procesos electroquímicos. Forman conexiones ("sinapsis ) y producen sustancias llamadas "neurotransmisores", liberadas en las sinapsis. Se estiman 1,000,000,000,000,000 sinapsis en el cerebro humano! Cerca de 500 millones de sinapsis por milímetro cúbico de tejido. (Statistic from Changeux, J-P. and Ricoeur, P., What Makes Us Think?, Princeton: Princeton University Press, 2000, p. 78) Mente En psicología, mente puede definirse como una propiedad diferente del cerebro pero que emerge de este y cuyo funcionamiento explicaría la conducta manifiesta de los seres humanos. Ha sido objeto de estudio de la psicología desde sus inicios y su conceptualización está presente en casi todas las teorías psicológicas, a excepción prácticamente sólo del conductismo. Gestalt: las propiedades del conjunto (del todo) emergen de alguna manera de los elementos que lo componen, sin que se encuentren estas propiedades en los elementos aislados. Investigadores norteamericanos han descubierto que durante el proceso de mentir el cerebro humano activa mayor número de áreas que mientras decimos la verdad y han ideado un sistema que detecta mediante imágenes de resonancia magnética los cambios cerebrales que se producen cuando las personas mienten. El polígrafo, que mide la presión sanguínea, la respiración y los cambios en la transpiración de la piel mientras se habla para detectar la mentira, y que había sido descartado por su dudosa fiabilidad, será sustituido en el futuro por el nuevo sistema, que profundiza en la comprensión del complejo comportamiento de la mentira. Por Vanessa Marsh. Captación de señales del medio ambiente exterior e interior Primeros procesos neuronales SENSACIÓN PERCEPCIÓN Asignar sentido a la sensación Interpretación de las sensaciones Participación de la corteza 5
Percepción Cerebro y emoción las emociones "formas de adaptación que son parte de la maquinaria con la que los organismos regulan su supervivencia... mecanismos de regulación de la vida interpuestos entre el patrón básico de supervivencia y los mecanismos de la razón superior. Se encuentran siempre relacionadas con la homeostasis y la supervivencia... Son inseparables de los estados de placer y de dolor, de recompensa y de castigo" (Damasio, 2000, p. 20). Tipos de emociones 3 tipos: primarias, secundarias o sociales, y de fondo. Las primarias o universales son: felicidad, tristeza, miedo, ira, sorpresa y aversión/asco. Son las mismas que propusiera Ekman (1992a), y, en cierta medida, Damasio está fundamentando la propuesta en el carácter universal de las expresiones faciales de la emoción. Las secundarias o sociales, son: vergüenza, celos, culpa, y orgullo. También denominadas por Damasio "otras conductas", Las de fondo son: bienestar, malestar, calma, tensión, energía, fatiga, anticipación, desconfianza. Sus peculiaridades consisten en la naturaleza de los inductores, que suelen ser internos, y en el foco de la respuesta, que, esencialmente, es el medio ambiente interno del organismo Cerebro emocional 6
Mecanismo de la Emoción ESTIMULO SENSORIAL EXTERNO O INTERNO -> TALAMO -> AMIGDALA -> HIPOTALAMO -> RESPUESTA AUTONOMICA -> PERCEPCION DE LOS CAMBIOS AUTONOMICOS A NIVEL PARIETAL E INSULAR -> CONCIENCIA DE EMOCION -> SENTIMIENTO Estímulo tálamo Corteza sensorial amígdala Corteza Orbitofrontal troncoencéfalo hipotálamo Conducta Emocional Sistema Endocrino Sistema Autónomo Amígdala Parte del Sistema Límbico Centro del sistema del miedo Recibe información de todos los sentidos (vista, oído, etc.) Controla las redes que provocan: el aceleramiento del corazón, las palmas sudorosas, el estómago contraído, la tensión muscular y los flujos hormonales que sentimos cuando estamos asustados. Conexión Amígdala - Neocorteza conductos de la amígdala con la neocorteza (cerebro pensante), no son simétricos las conecciones de la corteza a la amígdala son considerablemente más débiles que las que van de la amígdala a la corteza. Esto puede explicar por qué una vez que se despierta una emoción es tan difícil desconectarla a voluntad. Amígdala: parte del sistema endocrino Controlan gran parte de las funciones fisiológicas del organismo metabolismo, la homeostasis, el crecimiento, la reproducción, el dolor, etc. También involucradas en la conducta humana: en las emociones, la memoria, el aprendizaje o incluso en patologías como la depresión, la ansiedad o la anorexia nerviosa. Amígdala Sentimiento y emoción Emoción: serie de respuestas que, desencadenadas desde zonas concretas del cerebro, tienen efectos en otras zonas del cerebro, así como en otras partes del cuerpo. Resultado final: estado emocional, conjunto de los diferentes cambios corporales que experimenta el individuo en cuestión. Sentimiento: resultado del estado emocional, que hace referencia a un complejo estado mental: representación de los cambios que están ocurriendo en el propio cuerpo (representados en las correspondientes estructuras del sistema nervioso central), y diversas alteraciones en el procesamiento cognitivo (resultado de las repuestas cerebro-cerebro). 7
Sentimiento y emoción Primero ocurre la emoción, resultados de dos tipos: hacia afuera, como conductas, expresiones más o menos definidas, que sirven para comunicar a los demás nuestro estado interno hacia adentro, en forma de experiencia subjetiva del estado emocional o sentimiento, que afecta a la dinámica del pensamiento en curso, y a las actividades cognitivas y conductas varias del futuro inmediato. En otras palabras: el sentimiento de la emoción es la experiencia mental y privada de la emoción, mientras que la emoción es un conjunto de manifestaciones corporales, algunas observables. El proceso emocional (1) inducción de una emoción, (2) ocurrencia de cambios en el cuerpo y en el cerebro, (3) patrones neurales que representan los cambios en el organismo, (4) sensación o conversión del patrón neural en la forma de imágenes (sentimiento), (5) sentimiento del sentimiento, o conocimiento del sentimiento, que forma parte del proceso de consciencia. Emoción Las estructuras básicas (troncoencéfalo, hipotálamo y amígdala) parecen ser necesarias y suficientes para la ocurrencia de la emoción, pero no son suficientes para la consciencia de la emoción. 8