darwiniano

1.Algunas cuestiones filosóficas previas.

Para desentrañar el misterio de la conciencia la primera pregunta que debemos plantearnos es, ¿qué es la conciencia? A San Agustín, cuando le preguntaban ¿qué es el tiempo? respondía: Si nadie me lo pregunta, lo sé, pero si quisiera explicárselo al que me lo pregunta, no lo sé. Todos sabemos lo que es ser conscientes pero no sabemos muy bien cómo explicarlo. Gerald Edelman propone una explicación sencilla: conciencia es lo que usted tiene si está despierto y lo que usted pierde en el sueño profundo bajo anestesia y recupera de nuevo al despertar. Uno de los problemas que entraña el estudio de la conciencia se encuentra en que ésta puede estudiarse tomando como referencia diferentes procesos que afectan a la propia conciencia, como la atención, la memoria, o la percepción, de modo que es posible que se estudien estos procesos, y se llegue a saber mucho sobre ellos pero no se llegue a saber nada sobre la conciencia en sí. Lo primero que habrá que saber es cómo y en qué medida cada uno de estos procesos afecta a la conciencia.
En relación con esta última crítica David Chalmers propone que en el estudio de la conciencia nos podemos enfrentar a los “problemas fáciles”, que según él son los que puede estudiar la neurociencia y que comprenderían los procesos anteriormente citados (procesamiento de la información sensorial, procesos atencionales, memoria…), pero al mismo tiempo existiría un “problema duro”, que consistiría en explicar cómo procesos físicos como la actividad de las neuronas o la liberación de neurotransmisores dan lugar a una experiencia subjetiva inefable. Para ilustrar este problema Chalmers plantea un viejo experimento mental: imaginemos a la neurocientífica María, que es la mayor experta en visión en color del mundo pero que nunca ha experimentado el color por haber estado siempre en una habitación blanca y negra. Ella puede explicar perfectamente cómo se produce la percepción del color, qué áreas se activan en el cerebro ante la visión en color, cómo esa percepción puede verbalizarse e incluso es capaz de distinguir los diferentes colores en función de la longitud de onda de la luz. Hasta aquí los “problemas fáciles”, pero a María, por mucho que conozca a la perfección esos procesos físicos, se le escapará siempre la percepción subjetiva de los colores. Lo que Chalmers afirma es que este experimento mental muestra que se dan hechos relativos a la experiencia consciente que no se deducen de los hechos físicos concernientes al funcionamiento del cerebro (veremos en futuros apuntes qué es lo que él propone para solucionar este supuesto dilema).
La neurociencia actual se divide entre aquellos que consideran que este problema duro es irresoluble (en este grupo suelen situarse también algunos psicólogos que no están muy interesados en el funcionamiento del cerebro, como Pinker), otros que plantean algunas ideas alternativas (la gravedad cuántica de Penrose, que, sin embargo sigue sin explicar este “problema duro”, también el propio Chalmers o Varela), y por último están los que niegan que exista este problema, que me atrevería a decir que son la mayoría, al menos en el campo de las neurociencias. Estos últimos defienden la identidad entre los procesos cerebrales y los procesos mentales. Crick y Koch criticaron el experimento mental de Chalmers afirmando que la razón por la que María no sabe qué es ver un color es que nunca ha tenido una representación neuronal explícita de uno en su cerebro, sólo la ha tenido de las palabras e ideas asociadas a los colores.
Esto último tiene mucho que ver con aquella vieja pregunta de Thomas Nagel “¿Cómo es ser un murciélago?”: si no poseemos el cerebro de un murciélago podremos explicar perfectamente su conducta en base a la anatomía, bioquímica y fisiología de su cerebro pero no sabremos nunca cómo es ser un murciélago. Edelman zanja este tema con una afirmación que en mi opinión no se tiene muy en cuenta (aunque creo que es muy importante) al estudiar la conciencia: la ciencia expone sus resultados en forma de leyes o teorías explicativas que informan sobre un determinado proceso o evento, pero nunca son ese proceso o evento.
Cuando estudiamos la conciencia lo estudiamos desde fuera de nosotros mismos (como debe hacer siempre la ciencia) pero no podemos despojarnos de nuestra conciencia y dejarla a un lado, de modo que aunque lleguemos a explicar perfectamente la conciencia siempre habrá quien piense que hay algo más, pero no es así. Si se asume la identidad proceso cerebral=proceso mental este problema no existe. Un ejemplo tal vez nos sirva de ejemplo en este caso. Imaginemos que somos un objeto en movimiento parabólico y que (cosas de la imaginación) tenemos conciencia. Yo podría saber que estoy compuesto de átomos que establecen uniones entre ellos para formar moléculas y que estas moléculas se unen entre sí formando una estructura geométrica determinada y que además llevo una velocidad determinada y que la gravedad condiciona mi movimiento en el aire, así como la propia resistencia que opone el aire. Pero a pesar de saber todas esas cosas (además de mi punto de fusión y otras variables físicas) siempre pensaría que ese no soy yo, que hay algo más. En este artículo de Dennett se explica muy bien esta aparente (e inexistente) diferencia.
En mi opinión este supuesto problema tiene mucho que ver con aquella antigua diferencia metafísica entre esencia y acto de ser, substancia y accidentes, etc. Esta concepción de la realidad hace que se pueda escuchar la afirmación: la ciencia explica el cómo y el por qué de las cosas pero no explica qué son las cosas (expresada recientemente por el insigne Sr.Sánchez Dragó en una entrevista a Punset, donde dejó muy clara su ineptitud científica (seguía hablando del bien de la especie) y de su opinión nefasta de los científicos (según él arrogantes y soberbios, se ve que no se mira mucho el ombligo…).

En la siguiente entrega: características de la conciencia y algunas teorías sobre ella.

Bibliografía: en el texto hay algunos enlaces a artículos de los autores mencionados, pero si queréis saber más, decídmelo en los comentarios.

Por lo visto el ilustre científico de 79 años, codescubridor de la estructura del ADN ha realizado algunas afirmaciones del talante más bien racista en una entrevista en Inglaterra. Afirma ser pesimista con respecto al futuro de África porque “todas nuestra políticas sociales están basadas en el hecho de que su inteligencia y la nuestra son similares, mientras que todos los tests no afirman realmente eso”. Afirma que hay un deseo natural de que todos los humanos seamos iguales pero “la gente que tiene que tratar con empleados negros sabe que esto no es así”. Por último trata de justificar su afirmación con argumento (supuestamente) evolutivo: “No hay ninguna razón para pensar que las capacidades intelectuales de personas geográficamente separadas en su evolución se hayan desarrollado de manera idéntica”.

Como siempre intento pensar bien de la gente he tratado de buscar si existen evidencias reales (como afirma el Dr.Watson) de tales diferencias en inteligencia entre negros y blancos. Resulta que un libro publicado en 1994, que fue un verdadero éxito The Bell curve, escrito por R.J.Hernstein y C.Murray (psicólogo y político respectivamente) afirmaba que existían diferencias en el cociente intelectual (CI) de negros y blancos, que esa diferencia era en gran parte debida a factores genéticos (calculaban que el grado de heredabilidad de la inteligencia era del 40 al 80%) y que los factores culturales (educación, ambiente familiar) no podían modificar la inteligencia del individuo. De hecho ellos afirmaban que el CI predecía mejor el sueldo, la eficacia en el trabajo o los niveles de criminalidad de una persona que el status socioeconómico de su familia o su nivel educativo.
Pronto aparecieron múltiples trabajos que criticaban los resultados obtenidos por los autores de The Bell curve, sobre todo en lo referente a los test empleados, al tratamiento de las variables estudiadas, al tratamiento estadístico de los datos y a algunos de los supuestos iniciales de los autores, como la imposibilidad de modificar el CI mediante factores ambientales. Teniendo en cuenta todas estas críticas la visión de los datos es completamente diferente de la presentada por los autores en cuestión. Para una discusión muy detallada de este polémico libro recomiendo leer la entrada de Wikipedia, que está muy trabajada (sorprendente, la verdad).
No tengo pruebas que demuestren que Watson esté chocho, pero al menos hay indicios. Aunque tal vez se trate de que este hombre es así desde el principio de los tiempos. No hay más que leer La doble hélice para hacerse una idea de sus opiniones sobre la malograda Rosalind Franklin o saber que en 1997 dijo que una mujer debería tener derecho a abortar si determinadas pruebas pudiesen determinar que su futuro hijo podría ser homosexual. Después matizó que se trataba de un caso “hipotético” que nunca sería aplicado.

Nota: El pasado domingo se publicó en el dominical de El País un artículo acerca del tema, que no estaba del todo mal, salvo por un error garrafal en cuestiones de neuroquímica, que no me atrevo a reproducir aquí.

El extendido símil sustancia gris-capacidad intelectual, tiene su base en que los cuerpos o axones de las neuronas poseen esta coloración frente al color más claro (proporcionado por la mielina) de las células gliales que, tradicionalmente han sido relegadas a un papel secundario en el sistema nervioso. Entre las funciones desempeñadas por la glía son bien conocidas las de carácter defensivo (microglía), estructural (oligodendrocitos) o de mantenimiento de un medio extracelular adecuado para la transmisión sináptica (recaptura de neurotransmisores de la sinapsis y suministro de precursores y energía a las neuronas; sería el caso de los astrocitos).
La tendencia clásica respecto al papel de los astrocitos en el sistema nervioso central estaría bien resumida por la idea de Sherwood de que las fronteras a la evolución de la inteligencia las fijarían única y exclusivamente los sistemas de suministro energético de nuestro cerebro, ya que en su trabajo observa un aumento de la ratio glía-neurona en los humanos respecto a otros grupos de primates que atribuye a un mayor requerimiento energético del cerebro de los primeros (Sherwood y cols., 2006). Sin embargo, trabajos actuales como el publicado en Science por Perea y Araque el mes de agosto, sacan a los astrocitos de su papel de servidumbre y los colocan en el meollo de la comunicación entre las neuronas y más aún, en los fenómenos de aprendizaje y memoria cerebrales, algo que ya se apuntaba en el trabajo de Szeligo y Leblond de 1977, donde aparecía un aumento de la glía en animales sometidos a enriquecimiento ambiental y, por tanto, expuestos a más estímulos que van a servir de sustrato para el aprendizaje.
De nuevo, el trabajo de Perea y Araque aporta una prueba funcional del imprescindible papel de los astrocitos en los procesos de LTP ( potenciación duradera de la transmisión sináptica, la base electrofisiológica de la memoria y el aprendizaje). La LTP se consigue cuando la señal (neurotransmisores) emitida por la neurona presináptica (a la que podríamos llamar neurona emisora) incide en la neurona postsináptica (neurona receptora de la señal) en un momento en el que esta ya estaba siendo estimulada por otra neurona (estaba recibiendo la señal que provenía de otra neurona emisora). Esta coincidencia en el tiempo de dos señales hace que la comunicación entre la neurona presináptica y la postsináptica sea más rápida y eficiente. Pues bien, este proceso de LTP requiere, además, la emisión simultánea de una señal proveniente del astrocito, ese astrocito al que sólo se le asignaba el papel de guardaespaldas de las neuronas.
Conclusión, si alguien duda de vuestra inteligencia aludiendo a vuestra poca sustancia gris, ya no os teneis por qué sentir tan ofendidos.

Gertrudis Perea y Alfonso Araque (2007) Astrocytes potentiate transmitter release at single hippocampal synapses. Science, 317, 1083-1086.

Chet C. Sherwood, Cheryl D. Stimpson, Mary Ann Raghanti, Derek E. Wildman, Monica Uddin, Lawrence I. Grossman, Morris Goodman, John C. Redmond, Christopher J. Bonari, Joseph M. Erwin, y Patrick R. Hof (2006) Evolution of increased glia–neuron ratios in the human frontal cortex. PNAS., 103, 13606-13611

Szeligo F. y Leblond CP. (1977) Response of the three main types of glial cells of cortex and corpus callosum in rats handled during suckling or exposed to enriched, control and impoverished environments following weaning. J Comp Neurol., 172(2), 247-63.

Ante todo saludar a todos los lectores; sé que he tardado mucho en volver, os pido disculpas, pero por motivos laborales y ciertos problemas con el Microchof Windows, junto con cierto grado de pereza (lo admito) no he vuelto a publicar de nuevo hasta ahora. Os prometo que escribiré más a menudo.

No sé si a alguno de nuestros lectores se le ha pasado por la cabeza preguntarse por qué ciertos estímulos sensitivos son dolorosos. Es decir, ¿por qué sentimos dolor? Seguro que a muchos os gustaría no padecer dolor, que nada nos doliera. Pues os digo que yo sí quiero que mi cuerpo interprete ciertos estímulos como dolorosos. Los nociceptores (estructuras especializadas en la percepción de los estímulos dolorosos) son bastante antiguos evolutivamente, con lo que nos da una primera pista que esto de sentir dolor (nocicepción) tiene que ser adaptativo.

Imaginaos andar por lava ardiendo sin sentir nada: estaría bien ¿no? Pues no: una cosa es que no te duela y otra cosa es que tus tejidos aguanten el paseo; el dolor es una manera que tiene el cuerpo de decirnos: eso puede dañar tus tejidos y por tanto puede acarrear peligro para tu supervivencia.

El desarrollo de la experiencia dolorosa y la expresión del comportamiento relacionado con ella, va desde los reflejos innatos hasta un comportamiento complejo modulado por factores cognitivos, afectivos y socioculturales que implican necesariamente el desarrollo evolutivo del sistema nervioso. La habilidad para responder a los estímulos nocivos es un característica básica de todos los animales de la escala filogenética. Por ejemplo los protozoos, son unos seres unicelulares que, a pesar de no tener un sistema nervioso presentan una conducta aversiva que ser caracteriza por una aceleración o inhibición de la locomoción como respuesta a un estímulo potencialmente peligroso para su integridad como ser vivo, y por tanto, su supervivencia.
En cnidarios (pólipos y medusas)existe un sistema nervioso simple que funciona con sinapsis eléctricas; estos animales presentan una respuesta antinociceptiva caracterizada por la contracción del cuerpo, retirada y una respuesta electrofisiológica a los estímulos nocivos químicos o mecánicos.
En platelmintos (gusanos planos, es un ejemplo la tenia) en los que ya existe una simetría bilateral, presentan respuestas aversivas a través de mecanismos centrales y periféricos, además estas respuestas son susceptibles a habituación.
En anélidos aparecen las células “N” consideradas nociceptores; en la la lombriz de tierra (Lumbricus terrestris) las respuestas aversivas se pueden modificar por analgésicos narcóticos, como la morfina.
Los moluscos son los invertebrados que poseen el sistema nervioso más complejo, en cuyo ápice podríamos situar a los cefalópodos como el Octopus vulgaris. Este animal presenta, ante la presencia de un estímulo potencialmente dañino, una conducta compleja, capacidad para el aprendizaje y un sistema sensorial bastante desarrollado (de hecho se han descrito varias vías o tractos encargados de la transmisión de este tipo de estímulos.

En los vertebrados, debido a la mayor complejidad de su sistema nervioso, se da un comportamiento frente a los estímulos dolorosos mucho más dinámico, variable y único. A pesar de toda la complejidad que se da en sistema sensitivo de vertebrados, se siguen manteniendo respuestas reflejas en las que, en un primer momento, no se da un control desde la corteza cerebral
En el próximo post (o apunte) hablaré más detenidamente de la transmisión del dolor en vertebrados y de ciertas curiosidades que tienen (como todo) su base anatómica, ya que si no el tamaño del apunte sería excesivo para leerlo delante de una pantalla de ordenador.

Con este apunte más que nada quería expresar que todos los seres vivos de este planeta pueden “sentir” (permitirme la licencia de usar esta palabra) dolor, es decir, que cada animalito por simple y pequeño que sea tiene la capacidad de responder ante un estímulo que para él es, cuanto menos, molesto o potencialmente peligroso para su supervivencia; y permitidme añadir que esto se puede extrapolar, salvando las distancias (por favor abran su mento y no sean simplistas), al reino vegetal, ya que es bien sabido que los vegetales pueden responder ante estímulos agresivos en los que se implique daño tisular mediante sustancias químicas que se han llamado hormonas vegetales (cuidado, estoy hablando de reacciones ante un daño tisular, quiero aclarar que NO estoy hablando de reacciones ante estímulos dolorosos, sino de reacciones de un ser vivo ante un estímulo que implica daño tisular)

Con esto quiero decir que por favor concienciemos a la gente que no sólo los animales que pueden chillar, digámoslo en otros términos, no sólo los animales dotados de un aparato fonador perceptible por el oído humano son los que sienten dolor, ya que esa es una de las múltiples respuestas que se pueden emitir ante un estímulo doloroso; existen, como hemos mencionado otras tantas que han sido interpretadas como respuestas aversivas al dolor (o estimulos potencialmente dañinos para los tejidos del ser vivo). Por tanto hago un llamamiento a todas las plataformas anti-experimentación animal, que en sus folletos sean rigurosos con lo que defienden y no sólo pongan al mono con el estereotáxico, al ratón enjaulado y al perro atado, sino también a la mosca del vinagre en el tubo, al nematodo Caenorhabditis elegans, o al pez cebra, pero claro, de los que están leyendo ahora mismo esto, ¿a quién le da lástima una mosca del vinagre que muere en éter? Eso no tiene gancho publicitario ¿verdad?

Este último párrafo puede dar lugar a un debate interminable, con lo cual desde un principio voy a dar mi punto de vista: la experimentación animal con fines científicos es necesaria, nos guste o no; el uso de animales para otros fines que yo particularmente no lo considero experimentación científica (usos militares, cosméticos) lo veo perfectamente sustituible por otros modelos, aunque mi conocimiento del uso de animales en cosmética, donde se usan productos cada vez más sofisticados y con unos principios activos que hay que estudiar a fondo antes de la aplicación en humanos, no es muy extenso la verdad. Ni merece la pena hablar de las “fiestas” populares ya que esto es un foro científico.
Si bien tengo que decir también que en estos tiempos en los que el ansia por obtener publicaciones hace a muchos grupos de trabajo usar más animales de los estrictamente necesarios para experimentos muy similares a trabajos anteriores por el simple hecho de obtener una publicación más. Esto es una cosa que habría que controlar más.

En fin espero que esto genere debate que es de lo que se trata

Un saludo a todos

Las reacciones habituales a los estudios que relacionan actividad cerebral con alguna capacidad mental, alguna tendencia sociológica o el gusto por determinadas obras de arte no suelen ser bien acogidos en la sociedad no científica. Las razones, a mi entender, radican en la ignorancia de lo que estos artículos tratan de mostrar y en la nefasta labor de divulgación de muchos periodistas poco preparados para tales menesteres. Pero comencemos por el principio.
Como muchos sabréis ya, recientemente ha aparecido un artículo en Nature Neuroscience en el que los resultados son lo de menos, pero los comentaré brevemente. Se observó una correlación positiva entre la activación de la corteza cingulada anterior al realizar una prueba del tipo Go/No Go y la tendencia política de los participantes (los que mayor activación presentaban eran los que se autodenominaban liberales, frente a los conservadores, que mostraban una menor actividad en esa área). Además, los liberales mostraban una mayor capacidad para alterar el patrón de respuesta (que se relacionaba con la mayor actividad de la corteza cingulada anterior), es decir, que cometían menos errores en la prueba que los conservadores.

Ahora leamos el comentario del artículo en El País, que ya desde el inicio es tendencioso, al haberlo titulado: Cerebros de izquierdas y de derechas. No creo que haga falta decir que conservadores y liberales no tienen mucho que ver con lo que se entiende aquí por derecha e izquierda. Pero lo mejor eran los comentarios al artículo, que yo me he permitido comentar:

A mí me huele a que F.J.Sulloway ha cogido a 20 estudiantes, les ha hecho unos tests y ha publicado su “estudio” con objeto de coger notoriedad. De estudios pseudo-científicos como este hay que desconfiar.
A mí a lo que me huele es a que este señor no se ha leído el artículo en cuestión (se tiene la tendencia a opinar sin acudir a las fuentes). Los sujetos fueron 43 individuos diestros (el 63% mujeres). En ningún caso hubo un test, sino posicionamiento confidencial de su tendencia política (en una escala de –5 a +5), una prueba Go/No Go, y medida de actividad cerebral con electroencefalografía y resonancia magnética. En cuanto a la acusación de estudio pseudocientífico, el trabajo ha sido publicado en una revista donde se revisan los artículos de forma minuciosa y los experimentos parecen tener los controles necesarios.

Poco riguroso el artículo; no es cuestión de derechas o de izquierdas, sino más bien de rigidez de planteamientos y poca permeabilidad a ponerse en lugar del otro para entender su punto de vista;
Este oye campanas y no sabe dónde. Ya hemos comentado la rigurosidad del artículo. Ponerse en el lugar del otro es lo que se conoce como empatía, que no tiene nada que ver con la respuesta Go/No Go que se estudia en este experimento. Por supuesto que la empatía de uno de izquierdas y uno de derechas puede ser igual, pero lo que muestra el trabajo es que en la prueba en cuestión los liberales lo hacen mejor que los conservadores. Nada más.

Por último, tres de los comentarios que seguían la misma línea y que son los que más me interesan:
Una cosa es que hablemos de mecanismos cerebrales y otra de ideologías. ¿Quién decide qué es ser de izquierdas y de derechas? Ahora va a resultar que los condicionantes sociales, económicos y culturales no existen, todo reside en un resorte en el cerebro…lo dicho, tonterías.
Es una burrada a estas alturas recurrir a la sociobiología como argumento, sea para lo que sea. Históricamente, unos y otros demostraron lo peligroso que es recurrir a esto. Es como lo del “gen” de los criminales, o las inferioridades étnicas judías…
Mal asunto mezclar ciencias sociales y naturales de la manera hecha. No estoy en contra pero es imposible que se llegue a nada concluyente, más bien es una forma de publicidad.
El problema que se da más frecuentemente al analizar este tipo de estudios es que todavía no se ha asumido en la sociedad (e incluso algunos neurocientíficos y psicólogos tampoco lo han hecho, o bien no hacen mucho hincapié en ello) que los procesos mentales son los procesos cerebrales. Es una cuestión de distintos lenguajes describiendo exactamente el mismo fenómeno. Nuestras preferencias, nuestros sentimientos o nuestro razonamiento matemático se identifican con la actividad sincronizada de redes de neuronas.
La actividad en un estado x del cerebro puede predeterminar cierta decisión que tome el sujeto, pero si las condiciones cambian (condicionantes socioeconómicos, políticos, etc) antes de que el sujeto tome la decisión ese cerebro cambiará (su estructura física se modificará) y ya no será el mismo cerebro de antes, de modo que puede que ahora tome otra decisión. Es decir, todos estamos de acuerdo en que los condicionantes ambientales influyen en las decisiones, pero lo hacen porque modifican la anatomía y actividad de nuestro cerebro.

Por último un par de cosas más. Los resultados del artículo me parecen normalitos, pero ahora está de moda ponerle la etiqueta neuro- a todo lo que se hace y este artículo puede considerarse que ha inaugurado una nueva disciplina: la neuropolítica. Pero en realidad lo que hay es una correlación de datos (recordemos que las correlaciones no son causales, como ya explicamos aquí). Me gustaría además transcribir el último párrafo del artículo original (perdonad la traducción), que me parece especialmente revelador y que los medios han pasado por alto: “Estos hallazgos podrían servir para promover la integración de teorías en campos tradicionalmente tan dispares como la psicología política y la neurociencia cognitiva. Más ampliamente, este trabajo demuestra cómo la integración en múltiples niveles de análisis puede comenzar a dilucidar cómo constructos abstractos y aparentemente inefables, como la ideología, se reflejan en el cerebro humano.”
Un apunte más y os dejo en paz: los chicos de Las Pirámides del cerebro han vuelto a la carga. Os recomiendo que no perdáis de vista ese extraordinario blog que, desde aquí, pido a sus autores que no abandonen.

Estamos obligados a remontarnos a los orígenes de nuestra evolución. La actuación de la selección natural tenía que contrarrestar el efecto pernicioso que la radiación solar (más específicamente su fracción ultravioleta) sobre la especie, en cuyos individuos provoca graves patologías como melanomas malignos y carcinomas de células basales y escamosas. En un principio, se pensaba en estas patologías como las responsables principales de la aparición de la pigmentación cutánea; pero se pasó a pensar en otras hipótesis dado que la incidencia de estas patologías, solía ocurrir una vez pasada la edad reproductora. En este punto cabría señalar que algunos teóricos, se apoyaban en la muerte parental por las patologías indicadas, como causa de la muerte de su descendencia debido a la carencia de sus cuidados, reduciéndose así su eficacia biológica. En contra, se posicionan aquellos que defendiendo la naturaleza cooperativa de las sociedades primitivas velando por sus niños huérfanos, imposibilita la hipótesis que correlacionaba la falta de protección infantil con la muerte prematura de los padres.

Una vez descartada esta primera hipótesis, Jablonski y Chaplin entre otros muchos autores empezaron a pensar en la implicación otras dos moléculas con una mayor presión selectiva, el ácido fólico y la vitamina D.

Por un lado, un exceso de radiación luminosa contribuía a destruir el ácido fólico corporal, vitamina presente en los alimentos. En la actualidad sabemos que esta molécula se trata de una sustancia imprescindible para poseer una buena fecundidad y lograr un adecuado desarrollo fetal. Por ello, aquellas personas con piel oscura se encontrarían en situación ventajosa para su mantenimiento en condiciones de alta radiación. Frente a ello se detectó que la radiación luminosa es precisa para poder biosintetizar la vitamina D, imprescindible para el correcto desarrollo óseo de la madre (con especial hincapié en el canal del parto por el raquitismo sufrido) y su posible descendencia, al igual que es necesaria para el adecuado funcionamiento del sistema inmunitario.

De este modo la selección natural tiene que encontrar un equilibrio estable entre el contenido y posibilidad de fabricación de estas sustancias y la barrera cutánea a la luz, siendo la melanina el principal constituyente de esa protección. Estas hipótesis encontraron en W. F. Loomis (1967) una importante demostración, la relación entre la cantidad de luz solar incidente en las distintas latitudes terrestres y la cantidad de melanina presente en los individuos que en ellas habitaban.

Una vez planteada esta teoría sería posible explicar las variaciones poblacionales en cuanto a su localización geográfica. Así latitudes ecuatoriales con una mayor incidencia de radiación, albergarían las poblaciones más pigmentadas, ya que ellos recibirían una radiación solar tal, que su melanina actuaría como una eficaz barrera con una doble función, permitiendo, por un lado, el paso de una pequeña proporción de luz necesaria para sintetizar la vitamina D y por otro, actuando como protección frente a las quemaduras solares.

Lógicamente, en términos de termorregulación el estar más melanizado en estas regiones supone una desventaja, dado que la absorción de calor de las superficies oscuras es superior respecto a las más claras. En cualquier caso será un factor secundario solventado por otras vías distintas.

Continuando el camino hacia el norte nos vamos encontrando con un aclarado gradual, salvo excepciones, que es comprensible desde el mismo razonamiento anteriormente planteado, con la salvedad de que en esta ocasión al adentrarnos en territorios más norteños la radiación incidente es menor y la barrera tegumentaria igualmente ha de sufrir una reducción es su contenido melánico.

El proceso continúa del mismo modo hasta llegar a la latitud más norteña, en las proximidades del polo, localización habitada por distintos grupos humanos como el pueblo inuit (Alaska y Canadá). Ellos previsiblemente y siguiendo con el patrón establecido deberían de poseer los tegumentos más aclarados del planeta; para así poder, recibiendo tan baja radiación, sintetizar la cantidad de vitamina D necesaria para evitar patologías. Por supuesto, nada más alejado de la realidad. ¿Por qué? La explicación parece ser que estriba en su dieta, dado que el pescado y mamíferos marinos que ellos consumen posee un altísimo contenido de vitamina D necesario para satisfacer sus requerimientos biológicos.

Por supuesto, procesos migratorios y otros muchos factores locales hacen que en ciertas regiones del planeta no encontremos el patrón cromático que esperaríamos, pero eso es ya otro cantar.

¿Quién no se ha sorprendido a sí mismo moviendo un pie al ritmo de alguna canción, o ha sentido la incontrolable necesidad de mover los brazos como si fuese el baterista de su grupo favorito?¿Por qué ordenó Ulises que le atasen al mástil del barco mientras cantaban las sirenas?¿Cómo se coordinan el sistema auditivo y el motor?¿Hay alguna patología en la que estos sistemas estén mal coordinados? Pongámonos en marcha.

Existe una vía dorsal auditiva que se dirige desde el área A1 (percepción primaria del sonido) hasta regiones del lóbulo parietal donde se cree que tiene lugar la transformación auditivo-motora. Sin embargo, como ya apunté en el post anterior, es importante saber que los distintos componentes de la música como el ritmo o el tono, se perciben por separado. Se sabe, por ejemplo, que ciertas regiones motoras como los ganglios basales, el cerebelo o el área motora suplementaria contribuyen a la percepción del ritmo (se ha visto que estas áreas se activan cuando el sujeto escucha tanto música melódica como ritmos aislados). Por tanto, en vista de estos datos los científicos se han lanzado a secuestrar a músicos para estudiar sus cerebro.

Para tocar un instrumento hay tres capacidades que deben ser entrenadas: el timing (la traducción no es fácil, sería algo así como la elección adecuada del tiempo de ejecución de un acto motor), la secuenciación de movimientos y la organización espacial de los mismos. En cada una de estas capacidades hay implicadas diferentes áreas cerebrales, en las que no me voy a detener, pero que contribuyen a la idea de modularidad del cerebro.

Se han descrito dos tipos de interacción entre el sistema auditivo y el motor: una interacción hacia adelante donde hay un componente de predecibilidad (un ejemplo clásico en este sentido son los trabajos en los que mediante un sonido rítmico se ayuda a enfermos de Parkinson a iniciar los movimientos, capacidad que en condiciones normales tienen muy deteriorada), y una interacción hacia atrás (el ejemplo clásico es el del músico que escucha lo que toca dos segundos después de haberlo hecho, lo que afecta seriamente a su capacidad para tocar el instrumento. Esta dificultad es la que tienen, por ejemplo, los organistas de las iglesias).

Algunos estudios de imagen han mostrado claramente esta interacción entre ambos sistemas. A personas sin entrenamiento musical se les enseñó a tocar una melodía sencilla en un teclado. Posteriormente cuando escucharon esa misma música sin tocarla, no sólo se activó su corteza auditiva, sino también la corteza premotora (este efecto no se observaba con melodías que no hubiesen entrenado previamente). Pero más sorprendentes son los resultados de otro estudio con músicos en los que había dos condiciones diferentes: escuchar una pieza que el individuo sabía tocar (sin tocarla) o tocar esa misma pieza pero sin escuchar lo que tocaba. En las dos condiciones se activaban tanto la corteza auditiva como distintas regiones motoras, lo que sugería una clara interacción entre ambos sistemas tanto durante la percepción como durante la ejecución musical.

En relación con esta interacción sistema auditivo-sistema motor, se encuentran las “neuronas eco”. Así como se sabe que la observación de un acto motor en otra persona activa ciertas neuronas en nosotros que se activan cuando realizamos esa misma acción (las llamadas neuronas espejo) se ha descubierto un subgrupo de estas neuronas que se activan cuando la otra persona realiza un sonido al llevar a cabo una acción. Se ha propuesto que estas neuronas serían la base neural de la evolución del lenguaje.
Pero, ¿qué ocurre cuándo hay alteraciones en la interacción auditivo-motora? Hay personas que son incapaces de discriminar el tono. A esta incapacidad se le denomina amusia, y se ha visto que las personas que la padecen (en torno al 5% de la población) también tienen problemas en el razonamiento espacial (hay una clara correlación positiva entre ambos parámetros). En el polo opuesto se encuentra el llamado efecto Mozart: escuchar música de Mozart (y de algunos otros compositores clásicos como Haydn o Liszt) incrementa las habilidades espaciales del oyente y además parece que ayuda a prevenir ataques epilépticos en algunos casos. Se cree que la música de Mozart presenta estos efectos debido a su estructura (patrón de composición) y que esto da lugar a un incremento del estado de alerta (arousal) del individuo.
Es interesante, por otro lado, señalar que en las mujeres se dan más casos de amusia que en los hombres. También se sabe que las mujeres presentan una peor capacidad, por término medio, que los hombres en el razonamiento espacial. Se ha propuesto que estos dos parámetros podrían ser independientes pero regulados por un mismo factor. Este factor serían las hormonas sexuales. Así, se sabe que los niveles de testosterona fetal ayudan al desarrollo de las capacidades musicales y de razonamiento espacial porque contribuyen de forma decisiva al desarrollo del lóbulo temporal, área fundamental para el desarrollo de ambas capacidades. Además se ha visto que en las mujeres la eficacia en la realización de pruebas de rotación mental de objetos varía con el ciclo menstrual.
Por último, un apunte para los zoólogos: en las aves, el trino se genera en los ganglios basales (área motora). Si se reduce la testosterona en los machos los ganglios basales se reducen y se reduce el canto (en algunas especies sólo se reduce el canto y no los ganglios basales). Pero lo interesante es que si se administra testosterona a una hembra ésta comienza a cantar si las hembras de esa especie no cantaban, pero si esa hembra ya cantaba, comienza a desarrollar un canto nuevo ¡de macho!

Bibliografía:
Boso, M. et al (2006), Neurophysiology and neurobiology of the musical experience, Functional Neurology 21(4):187-191.
Douglas, K.M., Bilkey, D.K. (2007), Amusia is associated with deficits in spatial processing, Nature neuroscience 10(7):915-921.
Llinás, R., El cerebro y el mito del yo, Belaqva, 2001.Zatorre R.J. et al. (2007), When the brain plays music: auditory-motor interactions in music perception and production, Nature Reviews Neuroscience 8:547-5

¿Por qué nos emociona una melodía y otra nos desagrada profundamente?¿Qué nos incita a bailar en presencia de cierto tipo de música?¿Cuál es el origen de la música? Preguntas sencillitas, como a mí me gusta, que intentaré responder con cautela en dos apuntes independientes para no aburrir al personal.

Dice Benedick en Mucho ruido y pocas nueces: ¿No resulta extraño que los intestinos de la oveja arrebaten las almas de los cuerpos de los hombres? La relación entre música y emociones, aunque parezca extraño, no se ha comenzado a estudiar hasta hace bien poco. Se sabe que el aspecto emocional de la música tiene que ver con la activación del sistema límbico e incluso con algunas regiones de la corteza cerebral. Se sabe además que la música aumenta la liberación de dopamina en el núcleo accumbens (lo que constituye un estímulo positivo, como si se tratase de una droga) y también produce liberación de endocannabinoides y endorfinas. Y se ha estudiado también si se activan diferentes regiones en el cerebro en función de si una música es agradable o desagradable. Lo que se ha visto a este respecto es que cuando la música es agradable hay una activación mayor de los lóbulos frontales y cuando la música es desagradable se activan los lóbulos temporales, aunque todavía no está muy clara la razón de esta separación.
A lo que han contribuido estos estudios es a confirmar la teoría modular de la percepción musical, que propone que los diferentes aspectos de la música (emoción, ritmo, tono, etc) se procesan en regiones diferentes y parcialmente superpuestas de ambos hemisferios cerebrales. Y además estas regiones presentan una gran variabilidad interindividual (el aprendizaje, obviamente tiene mucho que ver en estas diferencias e incluso el estilo cognitivo del individuo, para más información visitar este interesante apunte en Psicoteca).

Las emociones que genera la música son tan intensas que pueden llegar a ser patológicas, como en el caso de la epilepsia musicogénica, donde se induce un ataque epiléptico por la audición de cierta música. En el desencadenamiento de estos ataques no parece que sea importante la estructura de la pieza musical en sí (como ocurría con aquellas imágenes de Pokemon en Japón) sino con las emociones que activa la música en cuestión.
El aspecto inverso de la epilepsia musicogénica serían las alucinaciones musicales, en las que una activación eléctrica anormal de estructuras del lóbulo temporal mesolímbico activaría redes de memoria musical que hacen que el individuo escuche sin cesar alguna canción determinada. Oliver Sacks comenta alguno de estos casos en Un antropólogo en Marte, en personas de avanzada edad que escuchaban continuamente canciones de sus años mozos.

Por último, y para hacer honor al nombre del blog (que hoy debería llamarse el cerebro de Mozart), hablemos un poco de evolución. ¿Es posible que el desarrollo de la percepción musical pueda tener alguna función biológica adaptativa? No parece que sea el caso. Steven Pinker lo explica muy bien: Hasta la fecha se han hecho muchas sugerencias- la música une al grupo social, disipa la tensión, coordina la acción, intensifica el ritual- pero ¿por qué los sonidos rítmicos unen al grupo, disipan la tensión, etcétera? En lo que respecta a las causas y los efectos biológicos la música es inútil. No muestra la presencia de signos que indiquen que está diseñada para alcanzar un objetivo, como sería la longevidad, tener nietos o una percepción y predicción exactas del mundo.[...] La música parece ser pura tecnología del placer, un cóctel de drogas de entretenimiento que ingerimos a través del oído para estimular una masa de circuitos del placer al mismo tiempo.
La idea de Pinker es que la música es un subproducto evolutivo genuino del hombre y que procedería de otras facultades mentales como el lenguaje, el análisis de la escena auditiva, los reclamos emocionales, la selección del hábitat, y el control motor (del que hablaré en el siguiente apunte). La cuestión que queda pendiente es, entonces ¿por qué la música amansa a las fieras?

Durante estos años todos hemos oído acerca de los severos cambios climáticos que están ocurriendo en nuestro planeta. Existen voces que van en diferentes direcciones, unos que defienden la postura de que los seres humanos estamos jugando un papel protagonista produciendo este cambio y aquellos que lo basan en procesos meramente naturales ajenos a la acción del hombre.

El propósito de este artículo es tratar un aspecto que subyace en muchos de estos estudios, pero que para muchos de nosotros permanecen en la oscuridad, esto es la toma de datos con la que testar estas hipótesis. Durante los últimos años un creciente número de estudios del ámbito de la ecología han venido utilizando series de datos recolectados desde hace décadas con el fin de relacionar diferentes aspectos de la fenología de los animales y de las plantas con los cambios térmicos y pluviométricos del planeta. Estos estudios arrojan diferentes conclusiones en función de la especie de que se trate y del ámbito geográfico estudiado. Son clásicos entre estos estudios aquellos que relacionan la floración, la aparición de adultos de insectos o la migración de las aves con variables como la temperatura o las lluvias a lo largo de los años. Como decía, según de que estudio se trate se observan tendencias positivas, negativas o relaciones no significativas entre, por ejemplo, la llegada de las golondrínas a la Península Ibérica y la temperatura de cierta época en África, territorio en el que pasan el invierno hasta llegar a la península. Pero como decía no pretendo recopilar evidencias a favor o en contra de los efectos del cambio climático, sino reflejar la importancia que tiene la toma de datos a largo plazo con la que testar estas hipótesis.

En España, se inició la toma de datos de la red fenológica estatal a mediados del siglo pasado, después de diferentes intentos regionales anteriores (véase este interesante artículo al respecto aquí). Desde entonces una red de voluntarios ha ido anotando fechas de llegada de especies de aves migratorias, la floración de diferentes especies o la aparición de insectos en nuestros bosques. Esto permite conocer dos importantes aspectos de la biología de las especies, por un lado mapear como las especies migratorias van apareciendo en las diferentes localidades a lo largo del año (y por ende mapear las rutas migratorias) y segundo tener una base de datos interesantísima con la que testar aspectos relativos al cambio climático.

En estos últimos años nos encontramos con un grave problema, el mantenimiento de estas redes de toma de datos de fenología está en peligro. Al tratarse de planes sustentados en la voluntad desinteresada de personas que se prestan voluntarias a desarrollar esta actividad, el mantenimiento no está asegurado. Ni que decir tiene que la interrupción de la toma de datos sería un desastre considerable y que lo óptimo sería maximizar el número de puntos de muestreo (a todas las localidades posibles). En épocas recientes se están intentando plantear alternativas a la amenaza de la desaparición de estas redes con la creación de portales en internet como este. Posiblemente estas políticas no sean suficientes para mantener un muestreo adecuado, pero puede ser una herramienta más, otra alternativa a la amenazante interrupción de toma de datos de la red fenológica nacional por la desaparición de la red de voluntarios. Posiblemente, como me plantea Brain May, todo sea problema de confiar esta tarea a la labor exclusiva de los voluntarios, una tarea que debería financiarse directamente por el estado. Aunque por otro lado, viene a refutar el valor social que tiene este voluntariado, como me comenta Sinaptosome.

Sería una pena perder esta herramienta pública que es la base sobre la que se pueden asentar estudios de las adaptaciones que están realizando las especies ante las situaciones ambientales cambiantes del planeta.