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Dada su naturaleza subjetiva, la conciencia ya es un tema controvertido en el mundo de la ciencia del cerebro. Mientras que algunos neurocientíficos dudan de que la conciencia pueda incluso estudiarse, otros aún se esfuerzan por identificar las partes del cerebro que sustentan la conciencia subjetiva. En una reunión de neurocientíficos el 15 de febrero en Bethesda, Maryland, un anuncio arrojó luz sobre la búsqueda de la comprensión de la conciencia. Un equipo de neurocientíficos dirigido por Christof Koch ha identificado neuronas en una región relativamente oscura del cerebro conocida como claustrum que envían fibras a lo largo de la corteza cerebral, mucho más allá de donde deberían proyectarse. Una neurona que se muestra en la presentación envolvió el cerebro como una «corona de espinas» con sus fibras colosales. Según Nature News, “Koch ve esto como evidencia de que el claustrum podría coordinar las entradas y salidas a través del cerebro para crear conciencia. «

La hipótesis de que una región del cerebro podría ocupar una posición privilegiada como guardián central de la conciencia seguramente suscitará un debate en una comunidad que a menudo es escéptica ante casi cualquier teoría de la conciencia en primer lugar. Pero antes de explorar la plausibilidad de esta hipótesis, ¿qué es un claustrum?

A diferencia de los amigos familiares como la corteza cerebral, el cerebelo, la amígdala o la médula, el claustrum parece el misterioso vecino de tu edificio de apartamentos que nunca has conocido. Cuando hablamos de claustrum, nos referimos a una capa extremadamente delgada de neuronas ubicada justo debajo del lóbulo en isla de la corteza, el lóbulo oculto que solo puede ver un cirujano si se separan otras partes de la corteza. La mayoría, si no todos, los mamíferos tienen un claustrum. Pero, curiosamente, nadie puede decir con certeza qué hace el claustrum o por qué es importante. La espantosa verdad es que ningún neurocirujano puede decirle realmente qué pasaría si le quitaran ese manto de neuronas a unos pocos milímetros de su cráneo.

El claustrum está representado por una hoja azul debajo de la corteza.

Fuente: Anatomía de Gray / Wikimedia Commons

Probablemente esto se deba al hecho de que el claustrum tiene una forma demasiado extraña para manipularlo o dañarlo fácilmente. Cada cerebro tiene dos claustras orientadas a lo largo de una línea desde la parte frontal de la cabeza hasta la parte posterior. Como un panqueque descuidado horneado apresuradamente en un viaje de campamento, el claustrum humano parece una hoja delgada y retorcida. A diferencia de la amígdala en forma de nuez, una estructura pequeña y compacta cuyo borde simple podría coincidir fácilmente con el peligroso camino de la muerte del tejido después de un accidente cerebrovascular, la extraña anatomía del claustrum significa que no puede lesionarse fácilmente sin dañar también muchas estructuras cerebrales vecinas. Por esta razón, los médicos aún tienen que conocer a un paciente cuya lesión claustral o lesión pueda estar claramente asociada con un deterioro cognitivo o conductual. Además, los científicos no pueden dañar fácilmente el claustrum de un animal sin dañar otras áreas del cerebro. Como resultado, ninguna experiencia hasta la fecha ha establecido claramente un papel funcional para la pieza anatómica más curiosa del cerebro.

Otro hecho extraño sobre el claustrum es su escasez de diferentes tipos de células. En comparación con la rica variedad de neuronas que se encuentran en otras partes del cerebro, como la corteza, el claustrum solo tiene algunos tipos diferentes de neuronas. Dado este hecho, combinado con el ancho extremadamente delgado del claustrum, uno podría tener la tentación de descartar el claustrum como una región cerebral vestigial, una estructura anatómica como el apéndice humano que ya no tiene ningún propósito claro, continuamente recortada generación tras generación tras generación. las manos parsimoniosas de la selección natural.

Pero hay mucha evidencia de que la imagen de arriba es incorrecta. El Mouse Claustrum difunde su importancia a través de la impactante escala de sus proyecciones que el equipo de Koch imaginó recientemente. Pero, ¿podría el claustrum humano seguir siendo un vestigio? También es poco probable. Un estudio de neuroimagen en humanos realizado por Jack Van Horn y sus colegas de la Universidad del Sur de California encontró que ninguna otra estructura cerebral de tamaño comparable tiene tantas conexiones anatómicas con otras estructuras cerebrales. En otras palabras, el claustrum es como una pequeña estación que, a pesar de su tamaño compacto, envía y recibe las salidas y llegadas de un gran número de otras estaciones. La conectividad extremadamente alta del claustrum sugiere que es engañosamente importante en una o más redes cerebrales. De hecho, las entradas sensoriales de casi todas las regiones de la corteza llegan al claustrum.

Gattass y col., Front.  Syst.  Neurosci., 07 de mayo de 2014 (licencia Creative Commons)

Las conexiones entre muchas otras regiones del cerebro y el claustrum se muestran aquí en color.

Fuente: Gattass et al., Front. Syst. Neurosci., 07 de mayo de 2014 (licencia Creative Commons)

Dada esta imagen revisada del claustrum, lejos de ser un apéndice neuronal, se avecina una nueva falacia. No es difícil imaginar el claustrum como una especie de centro de comando del cerebro, su interior lleno de monitores de televisión que muestran toda la actividad cerebral mientras un hombrecito toma limonada y presiona botones. Quizás nos atrae más esta hipótesis cuestionable por un informe publicado de una mujer con electrodos insertados profundamente en su cerebro para tratar las convulsiones. La estimulación entregada por un electrodo entre el claustrum izquierdo y la corteza insular hizo que la mujer perdiera el conocimiento, que encontró después del final de la estimulación. Dado que otros electrodos colocados cerca no tuvieron el mismo efecto, este informe de caso es lo más parecido a un estudio adecuado de las lesiones del claustrum por parte de los científicos.

Entonces, ¿es el claustrum un centro de comando figurativo? Un concepto similar fue ideado por el matemático y filósofo francés del siglo XVII René Descartes. Descartes imaginó que había un punto en el cerebro donde toda la información sensorial se cruza y un alma eterna se sienta y observa. De hecho, imaginó que esta ubicación sería la glándula pineal, una pequeña glándula endocrina en el cerebro, dada su ubicación cómoda y centralizada entre los dos hemisferios cerebrales. Por esta razón, las teorías modernas que se centran en una parte del cerebro como centro de mando o alma a menudo se denominan teatros cartesianos. La metáfora de un hombrecito sentado en un teatro en el cerebro y viendo una exhibición de todo su contenido es tentadora, pero su lógica es circular. ¿Cómo mira este hombrecito a la pantalla? ¿Dónde está su cerebro y cómo le da sentido al teatro que lo rodea?

René Descartes (Wikimedia Commons)

¿Tiene el cerebro un centro de mando privilegiado? René Descartes creía que el cerebro y el alma interactúan a nivel de la glándula pineal.

Fuente: René Descartes (Wikimedia Commons)

Koch y su difunto colega Francis Crick, co-descubridor de la estructura de doble hélice del ADN, comentaron sobre esta vista del claustrum, señalando que es más probable que el claustrum sea un conductor que un centro de mando. Los científicos como Crick y Koch que estudian la conciencia deben explicar por qué la conciencia se parece a una cosa. Por ejemplo, la forma, el color y el tamaño de una pelota de baloncesto se procesan en diferentes áreas del cerebro, a pesar de que todas estas características se incorporan en un todo. Muchas teorías populares de la conciencia, como la Teoría de la Información Integrada de Giulio Tononi, apuntan a la necesidad de un cerebro que integre información a través de muchas estructuras o módulos para dar lugar a la conciencia. Tononi y otros a menudo señalan que la coexistencia de conexiones anatómicas de corto y largo alcance en la corteza cerebral apoya dicha integración. En esta perspectiva, la responsabilidad de integrar la información se distribuye a través de la corteza mediante una red de diferentes fibras. La conciencia se autoorganiza en el marco de esta teoría: no surge de ningún lugar o módulo en particular, sino de las interacciones entre muchos módulos cerebrales diferentes.

La idea de que una estructura como el claustrum juega un papel privilegiado como conductor, sincronizando e integrando la actividad entre los hemisferios cerebrales, parece plantear un desafío sutil a la imagen dominante del cerebro que enfatiza la autoorganización y la actividad distribuida. Sin embargo, si bien este desafío tiene mérito, es importante enfatizar que es probable que el claustrum sea simplemente necesario y no suficiente para la conciencia. En otras palabras, la actividad distribuida a otras áreas del cerebro sigue siendo muy importante. El director puede ser necesario para que la orquesta toque, pero no hace falta decir que siempre necesitamos que la orquesta toque la música.

Por ahora, las teorías sobre la función del claustrum siguen siendo especulativas. Aunque ningún estudio hasta la fecha ha demostrado rigurosamente una función para este panqueque de forma extraña, un posible enfoque sería expresar proteínas especiales llamadas opsinas en el claustrum que desencadenan la actividad neuronal cuando son estimuladas por la luz del claustrum. De esta manera, los neurocientíficos podrían proyectar una luz láser sobre el claustrum para excitar o inhibir las neuronas del claustro, separando así su relación causal con diferentes comportamientos. Esta técnica, llamada optogenética, requeriría que los científicos identifiquen primero una huella genética de genes expresados ​​por neuronas claustrinas antes de que puedan ser dirigidos a la expresión de opsina.

Incluso a la luz del reciente anuncio de Koch, la función de esta estructura cerebral inusual sigue siendo un misterio. En el océano del cerebro, todavía hay mucho territorio inexplorado por explorar. Para los jóvenes estudiantes que estudian el cerebro, hay muchas oportunidades para hacerse un nombre. Después de todo, en lo que respecta a la función, todavía no sabemos realmente qué es un claustrum.

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Vea el discurso de Koch en la reunión de la Iniciativa BRAIN aquí (vaya a 2:11:30).

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