Las cualias desde el punto de vista neuronal
El exorcismo del fantasma en la máquina
El término "cualia" se refiere a la calidad de las entidades. El filósofo Willar Quine empleó el término para denotar el carácter subjetivo de la sensación. En las siguientes páginas lo emplearé para referirme a cualquier experiencia subjetiva generada por el sistema nervioso (Smart, 1959), como por ejemplo el dolor (Benini, 1998), el color (Churchland y Churchland, 1998), o el tono específico de una nota musical (para discusiones generales, ver Gregory, 1988, 1989; Leeds, 1993; Sommerhoff y MacDorman, 1994; Banks, 1996; Hubbard, 1996; Feinberg, 1997). También es un tema de profundo interés para la filosofía (Churchland, 1986;Searle, 1992, 1998; Denté, 1993; Chalmers, 1996, entre otros).
Hoy en día, hay dos posiciones afines respecto de la naturaleza de las cualias. Según la primera, éstas serían un epifenómeno "necesario para la conciencia (Davis, 1982). La segunda, que no es muy diferente de la primera, plantea que si bien las cualias son la base de la conciencia, éstas aparecieron sólo en formas superiores de la evolución, por lo cual representarían una función central superior presente sólo en los cerebros más avanzados (Crook. 1983). Esta perspectiva relega a ámbitos carentes de toda experiencia subjetiva a animales inferiores como las hormigas. Ello implica que los circuitos de estos animales son automáticos y que se organizan de manera refleja, lo cual les permite una interacción con el exterior que, no por exitosa para sobrevivir, deja de ser eminentemente refleja. Para efectos prácticos y pese a su éxito evolutivo, las criaturas primitivas como las hormigas y las cucarachas serían autómatas biológicos.
La perspectiva elitista, según la cual sólo las formas superiores están dotadas de cualias, dan otras razones: las cualias se originaron accidentalmente, como resultado inesperado y posiblemente como una propiedad emergente de circuitos cerebrales complejos, pero no como necesarias para un comportamiento debidamente organizado. Los partidarios de esta posición señalan que, incluso en aquellos seres dotados de cualias como los humanos, la mayoría de los eventos cerebrales no forman parte de ellas, y que, a su vez, ellas no son parte de la mayoría de los eventos cerebrales. Estos autores se inclinan a pensar que gran parte de la actividad cerebral se relaciona con funciones preconscientes o con los mecanismos neuronales que coordinan el movimiento. Finalmente, señalan que los aspectos funcionales en principio están basados en la experiencia sensorial de la función cerebral, no se emplean frecuentemente y no son necesariamente base de la conciencia, en particular cuando el sujeto se distrae momentáneamente. Mientras usted goza de un partido de tenis, le roban la billetera. Más tarde recordará que sintió algo en la cadera o cerca del bolsillo de la chaqueta. Estos puntos de vista indican que las cualias no son componentes o productos necesarios de la función cerebral y que, si ocasionalmente lo fueran, son esencialmente fugaces y poco confiables.
Para mí, a estos modos de pensar les falta una perspectiva evolutiva adecuada, razón, tal vez, por la cual a las cualias se les ha puesto tan poco énfasis dentro del estudio de la función cerebral.
Comprendemos a cabalidad que la arquitectura funcional del cerebro es producto del lento devenir de la evolución, la cual selecciona las funciones cerebrales más útiles para la supervivencia de las especies. Lo que no es tan claro para muchos es la íntima relación entre las cualias y la estructura evolutiva funcional del cerebro. Mi razonamiento es que la existencia misma del sistema nervioso central se origina en la experiencia sensorial, la cual, gracias a la predicción, permite el movimiento activo (motricidad). Considerando que la evolución de la percepción misma en cualquier modalidad sensorial dio lugar al elaborado proceso que vemos hoy en día, entonces lo más lógico es plantear que la experiencia sensorial, las cualias, deben ser primordiales para la organización global del sistema nervioso. De hecho, las cualias deben haber desempeñado un papel relevante e influyente en el curso de la evolución. A continuación me extenderé sobre este punto.
La biología evolutiva nos indica que, al madurar, algunas funciones del sistema nervioso migran de un sitio a otro dentro del cerebro. Durante la ontogenia y también a lo largo de milenios de evolución, una función puede desarrollarse lejos de su sitio de origen. Esta migración de funciones sólo es posible si lo que migra es el conjunto total del complejo neuronal de dicha función.
Desde el punto de vista ontogénico, el mejor ejemplo de migración funcional es la oxigenación de los elasmobranquios durante la embriogénesis (Harris y Whiting, 1954). Se recuerda que, debido a los acoples electrotónicos, el temblor intrínseco de la musculatura .produce un movimiento rítmico y oscilatorio que permite el flujo de agua por las agallas y el intercambio de oxígeno con el exterior a través del saco vitelino. Se trata de un tipo de motricidad "miogénica", porque representa un movimiento engendrado meramente a partir de las propiedades intrínsecas de las células musculares.
¿Cuál es la relación entre la migración de estas funciones y las cualias? Ya mencionamos que durante la filogenia el extremo anterior o polo cefálico (rostral) del animal se enriqueció con órganos sensoriales que migraron hacia él, en lugar de haberlo hecho hacia los pies o la cola. ¿Por qué? Porque la dirección que la evolución eligió para el movimiento del animal es "hacia adelante". Evolutivamente, es lógico que los órganos sensoriales migren hacia allí, en donde, combinados con otros, se aprovechen al máximo.
Así, de la necesidad de "monitorear" sensorialmente el mundo por el cual puede moverse, y a causa de la dirección frontal del movimiento, los órganos sensoriales florecieron en el polo cefálico. Estos órganos sensoriales no sólo se volvieron más capaces para informarse sobre el mundo exterior, sino que los centros nerviosos asociados a ellos se especializaron para realizar de manera rápida las decisiones predictivas que llevan a realizar y mantener comportamientos holísticos cruciales para la supervivencia. Pero fundamentalmente la experiencia sirve para contextualizar y despertar la unidad de la activación sensorial, en un estado funcional global (algo como "yo siento"), que actúa para tomar decisiones. Aun más, es claro que las cualias primitivas migraron desde regiones caudales al encéfalo, donde tomaron asiento e impulsaron una conectividad neuronal cada vez más compleja. Entendiendo lo anterior, me parece que las cualias, las experiencias sensoriales, deben haber sido una de las propiedades fundamentales del ensamblaje neuronal que dio lugar al desarrollo evolutivo del sistema nervioso central. Si las cualias tuvieron ese destacado lugar en el desarrollo filogenético del sistema nervioso central, es difícil de aceptar que ellas actualmente no desempeñen un papel, o que por lo menos éste no sea importante y preponderante en el funcionamiento de nuestro cerebro durante el transcurso de nuestra vida. Más adelante discutiremos la importancia de las cualias y su necesidad crítica. Por ahora estudiemos las cualias, lo que son, o lo que deben ser, desde una perspectiva fisiológica objetiva.
Localización de las cualias
En el curso de las cirugías para epilepsia intratable, Wilder Penfield estimulaba eléctricamente diversas partes del cerebro de pacientes y les preguntaba acerca de lo que sentían con la estimulación. Aunque la corteza cerebral se halla expuesta y el paciente está despierto, no experimenta ningún malestar y puede informar lo que siente. Penfield encontró (además de contracciones en las piernas, dedos y labios al estimular diferentes sitios del homúnculo motor) que era posible evocar experiencias sensoriales muy específicas al estimular eléctricamente la corteza sensomotora y las distintas localizaciones corticales que se le asocian (Penfield y Rasmussen, 1950) (figura 10.1). Dependiendo de la corteza estimulada, los pacientes "oían" fragmentos de canciones familiares o de voces, o "veían" a algún familiar o evocaban alguna imagen del pasado.
Tales sensaciones quizás no eran tan completas como las que se experimentan con la activación real de las vías sensoriales, con la experiencia directa de eventos externos o también con la evocación consciente de un recuerdo. Sin embargo, el simple pulso de electricidad aplicado a áreas minúsculas de la corteza genera o configura sensaciones semejantes a una experiencia real. Neuronalmente hablando, existe un carácter modular acerca de la experiencia sensorial.
Figura 10.1
Famosos mapas dibujados por Wilder Penfield, que muestran la representación de los diferentes partes del cuerpo en dos bandas de la corteza cerebral la corteza somatosensorial (izquierda) que recibe sensaciones de tacto (denominado "homúnculo sensorial"! y la corteza motora (derecha) que controla el movimiento ("homúnculo motor"). En ambos mapas, los dedos, la boca y algunas otras áreas muy sensibles ocupan la mayor parte del espacio. (Tomado de Posner y RaichIe, 1995.)
También es posible, por ejemplo, estimular el índice derecho del paciente cuya corteza ha sido expuesta, y examinar la actividad neuronal generada por tal estimulación en el área correspondiente de la corteza somatosensorial.
"¿Qué estimulamos?", pregunta el doctor. "Mi Índice derecho". La actividad registrable de las células de esta parte de la corteza también muestra que sí, que de hecho se estimuló el índice derecho.
Y ahora se puede demostrar un fascinante fenómeno, pues si anestesiamos la corteza somatosensorial o los núcleos talámicos, relacionados específicamente con esta vía de información táctil (como durante el procedimiento conocido como la prueba de Wada, para ubicar el centro del habla durante la neurocirugía), al estimular el mismo sitio y preguntarle qué sintió, inevitablemente escucharemos del paciente: "Usted no ha estimulado nada todavía". Sin introducir ningún cambio en la conectividad física o en la anatomía, la aplicación del anestésico hizo desaparecer de manera completa e inmediata la sensación, la experiencia sensorial específica. Si la anestesia local es capaz de eliminar la sensación, por fuerza las cualias han de relacionarse fundamentalmente con la actividad eléctrica del cerebro, ya que la anestesia sólo modificó el aspecto de la función neuronal relacionado con la capacidad de generar patrones particulares de actividad eléctrica.
Teóricamente hay razones de muchísimo peso para pensar que el fundamento de las cualias se encuentre en fenómenos eléctricos neuronales. Consideremos la increíble rapidez con la cual un estímulo sensorial puede analizarse y entretejerse en el fluir de la conciencia. Recordando la activación cerebral oscilatoria de 40Hz .y su relación con la actividad intrínseca tálamo-cortical, vimos que cuanto" de cognición puede medirse como una época temporal bien definida de 12-15 milisegundos. Ello significa que la capacidad del sistema nervioso central para discriminar que dos eventos sensoriales están separados temporalmente requiere un intervalo mínimo de 12,5 milisegundos entre ambos, o de lo contrario el cerebro los registrará como uno solo (Kristofferson, 1984; Llinás y Pare, 1991; Llinás y Ribary, 1993; Joliet et al-, 1994). Este "cuanto de cognición" implica la activación de patrones de actividad en millones o incluso en cientos de millones de células. Por tanto, el único medio que tendrían las células de generar una coherencia tal sería usando la electricidad como modo de conexión del flujo de información entre ellas. ¡No existe otra manera, que sepamos, para que las células se interconecten (dentro del cerebro) que, siquiera remotamente, sea tan rápido como el anterior! Al examinar los posibles eventos biológicos que suceden en el interior y alrededor una sola neurona, una actividad de conjunto que abarque o emplee cientos de millones de células con un marco de referencia temporal de 12-15 milisegundos impone serias limitaciones sobre el posible modo de transmisión de esta indispensable información. La difusión es exageradamente lenta y su efecto demasiado corto con los marcos de referencia temporales ya mencionados, si la información se transmitiera por difusión, las moléculas no podrían distanciarse mucho fuera de la célula o, para el caso, dentro de ésta. La electricidad es el único medio suficientemente rápido y con un alcance suficientemente amplio, capaz de permitir la actividad de conjunto de manera rápida y generalizada. Esta actividad es la base de la experiencia sensorial, y su percepción se enmarca dentro de limitaciones temporales, como las que concibiera Charles Sherrington en el "telar encantado" (1941, p. 225). Aceptamos pues, que las cualias se desencadenan gracias a la actividad eléctrica en el cerebro y que están constituidas por eventos muy cercanos en el tiempo a las estructuras eléctricas que se deslizan sobre la superficie de las membranas neuronales. Estos torbellinos eléctricos estallan en zigzag en diferentes direcciones, como relámpagos que centellean, dejando tras ellos un débil y fugaz resplandor —, una sensación que se encenderá de nuevo en cuanto se desencadene y generalice la siguiente oleada de relámpagos, dejándonos la imagen de una red continua de sensaciones. Las cualias realmente son eventos celulares fugaces y discontinuos, por las mismas razones fisiológicas por las cuales la conciencia en sí es un evento fugaz e intermitente. Al final del capítulo veremos que las cualias se relacionan con el "sí mismo" y, específicamente, con el hecho de que nos percatamos de nosotros mismos.
Habiendo relacionado las cualias con los eventos neuronales eléctricos, se plantean otros puntos. Para los eventos funcionales globales del sistema nervioso central, como la vigilia o el sueño, no sólo es indispensable la actividad eléctrica, sino que también es indispensable que sus frecuencias sean muy específicas, tal como se detalló en el capítulo 6 cuando examinamos la conectividad y la función tálamo-cortical. Vemos que el llamado sueño no-MOR (dormir sin soñar) es un estado funcional caracterizado por una actividad de ondas delta lentas y sincrónicas (Llinás y Ribary, 1993). El rango de frecuencia de todo este patrón de actividad rítmica es de 0,5 a 4 Hz y su amplitud en el EEG o MEG (magnetoencefalograma) es la mayor de todas las que se registran en el cerebro. En el capítulo 6 vimos que durante el sueño profundo el sistema tálamo-cortical no acepta casi ninguna modalidad de entrada sensorial. Aunque las vías sensoriales transmiten la información sensorial específica, el sistema no le presta significado interno; de hecho, no existe experiencia sensorial alguna. ¡Las cualias dejaron de existir temporalmente!
Así mismo, las cualias también dejan de existir durante las crisis de la epilepsia tipo "pequeño mal", simplemente porque en el estado epiléptico se modifica la frecuencia fundamental de la actividad cerebral, aunque el resto de la conectividad básica que permite la función neuronal permanece intacta. Toda la experiencia sensorial, de hecho la "persona", desaparece. Así, para que las cualias aparezcan y desaparezcan, no basta considerar tan sólo la actividad eléctrica neuronal, sino que deben tenerse en cuenta los rangos particulares de frecuencia de la actividad cerebral global. En términos más sencillos, para evocar sentimientos es necesaria la activación de patrones eléctricos específicos, globales y locales de modo temporalmente coherente.
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