Un estudio matemático revela que, cuando somos conscientes de algo, el cerebro entero se vuelve más conectado.
Investigadores de la Universidad de Vanderbilt, en EEUU, han utilizado la teoría matemática de grafos para estudiar la conciencia en el cerebro. Lo han hecho porque la comunicación de la información entre diversas regiones cerebrales -que hace posible nuestra conciencia- conforma una red compleja, similar a la de las redes sociales o de las rutas de vuelo. Sus resultados demuestran que, cuando somos conscientes de algo, el cerebro entero se vuelve más conectado (todas sus áreas se interconectan entre sí), y no solo se activan en él algunas regiones específicas.
Los puntos negros corresponden a las 264 áreas de la corteza cerebral que los investigadores analizaron; y las líneas a la fuerza incrementada de las conexiones funcionales entre dichas áreas, cuando los participantes en el estudio percibieron conscientemente el disco. Los colores cálidos están asociados con conexiones más fuertes. La figura ilustra que la conciencia de un objetivo está asociada a un aumento generalizado de la fuerza de las conexiones funcionales del cerebro. Imagen: Marois / Godwin. Fuente: Universidad de Vanderbilt.
La conciencia sigue siendo uno de los mayores enigmas de la ciencia, pues aún no se sabe bien cómo la produce nuestro cerebro. Por otra parte, la teoría de grafos (o de gráficas) es una rama de las matemáticas que estudia las interrelaciones entre los componentes de redes complejas, como las redes sociales o las rutas de vuelo de los aviones.
Ahora, un equipo de investigadores de la Universidad de Vanderbilt, en EEUU, ha utilizado la segunda para estudiar la primera, es decir, ha aplicado la teoría de grafos al estudio de la conciencia. Lo han hecho porque la comunicación de la información entre diversas regiones cerebrales -que hace posible nuestra conciencia- también conforma una red compleja.
Buscando la comunicación
Según explica la Universidad Vanderbilt en un comunicado, las teorías modernas sobre las bases neuronales de la conciencia se dividen generalmente en dos campos: focal y global. Las teorías focales sostienen que hay áreas específicas del cerebro que son fundamentales para la generación de la conciencia, mientras que las teorías globales defienden que la conciencia surge de cambios a gran escala en la actividad del cerebro. El presente trabajo parece dar la razón en parte a ambas teorías.
Para llevarlo a cabo, los investigadores reunieron a 24 miembros de la comunidad universitaria y los sometieron a un experimento con fMRI (imagen de resonancia magnética funcional), que es una técnica que permite mostrar en imágenes las regiones cerebrales que ejecutan una tarea determinada.
Mientras los participantes eran sometidos a este escáner, se les pidió que detectaran un disco que aparecía brillando, brevemente, en una pantalla. Cada vez que esto ocurría, debían responder si habían podido detectar dicho disco, y el grado de confianza que tenían en su propia respuesta.
Los investigadores tomaron los informes de “alto nivel de confianza” como “pruebas de conciencia” y aquellos en que el disco ni siquiera había sido visto por los sujetos como “pruebas de inconsciencia”.
Con el escáner fMRI determinaron entonces qué partes del cerebro estaban activas en las pruebas de “conciencia” y en las de “inconsciencia”. Constataron que solo unas pocas áreas del cerebro mostraban mayor actividad durante la detección del disco que cuando este no había sido detectado.
Este punto ya había sido determinado en estudios previos. La novedad del presente trabajo es que en él, además, los científicos analizaron cómo dichas áreas cerebrales activadas durante las “pruebas de conciencia” se comunicaban entre sí.
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La conciencia en la conexión entre redes
Este enfoque de red reveló que ninguna región de la red de áreas cerebrales destacó como más particularmente conectada durante la “prueba de conciencia”: cuando el disco fue percibido claramente, el cerebro entero se volvió más conectado.
Por tanto, señalan los investigadores, la conciencia parece romper la modularidad de las redes cerebrales: “Sabemos que hay numerosas redes cerebrales que controlan funciones cognitivas diversas, como la atención o el lenguaje, con cada nodo de cada red densamente interconectado con otros nodos de la misma red, pero no con otras redes. La conciencia parece romper esta modularidad de las redes, ya que hemos observado un incremento amplio en la conectividad funcional de todas ellas durante la conciencia”.
La conciencia como propiedad emergente
Los resultados sugieren que es probable que la conciencia sea unproducto de la comunicación generalizada entre las diversas regiones cerebrales; y que sólo podemos informar de que hemos visto cosas una vez que estas son representadas en el cerebro de esta manera global.
También señala que no habría una parte del cerebro que sea el "asiento del alma", como escribió René Descartes sobre la glándula pineal: la conciencia sería una propiedad emergente de la propagación, por todo el cerebro, de la información a actualizar. En otras palabras, sería fruto de la comunicación generalizada entre las redes cerebrales.
La conclusión recuerda a la definición de “yo” señalada por el profesor de ciencias cognitivas de la Universidad de Lund, en Suecia, Peter Gardenfors : el ‘yo’ sería un fenómeno emergente, una propiedad que surge de una red de funciones cognoscitivas relacionadas entre sí, según ha explicado el neurólogo Francisco J. Rubia.
También hace pensar en un estudio realizado en 2010 por investigadores de la compañía IBM. En este, los científicos elaboraron un mapa de la compleja red de conexiones neuronales entre las distintas regiones del cerebro de un macaco para tratar de ubicar en el cerebro algunos procesos cognitivos superiores, como el pensamiento y la conciencia. Se descubrió que el núcleo de dichos procesos en realidad no estaba situado en ninguna parte concreta del cerebro, sino que se extendía por diversas regiones, como el córtex prefrontal, el lóbulo temporal, el tálamo, el córtex visual y otras.
Una búsqueda multidisciplinar
La fascinante búsqueda de explicación sobre el origen de la conciencia continúa, en los últimos años gracias a las tecnologías que permiten observar al cerebro “en acción” y a la utilización de disciplinas diversas, como las matemáticas en este caso.
Sir Roger Penrose (Profesor Emérito de Matemáticas en la Universidad de Oxford) y Stuart Hameroff (anestesista y profesor de la Universidad de Arizona) están intentando también usar la física cuántica para comprender la conciencia.
Con ella han intentado determinar si esta evolucionó a partir de procesos complejos entre las neuronas del cerebro –como defienden la mayoría de los científicos- o es “previa” a los procesos del cerebro, es decir fruto de una estructura cuántica ‘proto-consciente’ que le habría “dado forma”.
El físico norteamericano David Bohm ha propuesto por su parte que, al igual que la materia genera estados macroscópicos de coherencia cuántica, el cerebro podría aprovecharse de estas propiedades físicas y cohesionarse formando un todo.
