La neurociencia engloba una amplia gama de interrogantes acerca de cómo se organizan los sistemas nerviosos de los seres humanos y de otros animales, cómo se desarrollan y cómo funcionan para generar la conducta. Estas preguntas pueden explorarse usando las herramientas analíticas de lagenética y lagenómica, labiología molecular y labiología celular, la anatomía y la fisiología de los aparatos y sistemas, lafilosofía, labiología conductual y lapsicología.[4]
Los hombres deben saber que el cerebro es el responsable exclusivo de las alegrías, los placeres, la risa y la diversión, y de la pena, la aflicción, el desaliento y las lamentaciones. Y gracias al cerebro, de manera especial, adquirimos sabiduría y conocimientos, y vemos, oímos y sabemos lo que es repugnante y lo que es bello, lo que es malo y lo que es bueno, lo que es dulce y lo que es insípido.GammaHipócrates
En el nivel más alto, las neurociencias se combinan con la psicología para crear laneurociencia cognitiva,[5] una disciplina que al principio fue dominada totalmente porpsicólogos cognitivos. Hoy en día, laneurociencia cognitiva proporciona una nueva manera de entender el cerebro y la conciencia, pues se basa en un estudio científico que une disciplinas tales como laneurobiología, lapsicobiología o la propiapsicología cognitiva, un hecho que con seguridad cambiará la concepción actual que existe acerca de los procesos mentales implicados en el comportamiento y sus bases biológicas.
El principal objetivo de la neurociencia cognitiva es el estudio de las representaciones internas de los fenómenos mentales. La neurociencia cognitiva se basa en cinco aproximaciones principales:
En elencéfalo, hay una representación ordenada del espacio personal: la precisión de los exámenes neurológicos clínicos se basa en mapas corticales fiables del cuerpo. En elcórtex hay un mapa del cuerpo para cada modalidad de sensación.
La representación interna del espacio personal puede modificarse con la experiencia: la capacidad de modificación de la representación interna puede explicar el síndrome delmiembro fantasma.
La representación interna del espacio personal puede estudiarse a nivel celular: cada neurona delsistema nervioso central tiene un campo receptor específico.
El espacio real, así como el imaginado y el recordado, se representan en las áreas de asociación parietales posteriores.[6]
Las neurociencias ofrecen un apoyo a lapsicología con la finalidad de entender mejor la complejidad del funcionamiento mental. La tarea central de las neurociencias es la de intentar explicar cómo funcionan millones deneuronas en el encéfalo para producir la conducta, y cómo a su vez estas células están influidas por el medio ambiente. Tratando de desentrañar cómo la actividad del cerebro se relaciona con la psiquis y el comportamiento, revolucionando la manera de entender las conductas y lo que es más importante aún: cómo aprende nuestro cerebro, cómo guarda información y cuáles son los procesos biológicos que facilitan el aprendizaje.[cita requerida]
Es cierto que las formas espontáneas de desarrollo parecen una condición necesaria para las formas de funcionamiento cognoscitivo, pero no son condición suficiente.[7] Existen nomenclaturas psicopatológicas, hoy aplicadas a los niños, que puede llevar a la medicalización de la infancia.[8]
Percepción: ¿cómo transfiere elcerebro informaciónsensorial en percepción interna coherente? ¿Cuáles son las normas por las cuales se organiza la percepción? ¿Cuáles son las características que constituyen nuestra experiencia perceptual de acontecimientos internos y externos? ¿cómo están integrados lossentidos? ¿Cuál es la relación entre la experiencia subjetiva y elmundo físico?
Aprendizaje ymemoria: ¿dónde se almacenan los recuerdos y cómo se recuperan de nuevo? ¿Cómo puede ser mejorado el aprendizaje? ¿Cuál es la diferencia entre recuerdosexplícitos eimplícitos?
Desarrollo yevolución: ¿cómo y por qué evolucionó el cerebro? ¿Cuáles son las determinantesmoleculares del desarrollo cerebral individual?
Sueño: ¿Por quésoñamos? ¿cuáles son los mecanismos cerebrales subyacentes? ¿Cuál es su relación con laanestesia?[11]
Cognición ydecisiones: ¿cómo y dónde evalúa el cerebro la recompensa y el esfuerzo (costo) para modular elcomportamiento? ¿Cómo modifica la experiencia previa la percepción y el comportamiento? ¿Cuáles son las contribuciones genéticas y ambientales para el funcionamiento del cerebro?
En 1791,Luigi Galvani, unfisiólogo de Bolonia, descubrió la existencia de actividad eléctrica en los animales. Había colgado la pata de una rana en un gancho de cobre suspendido de un balcón de hierro. La interacción entre los dos metales hacía que la pata se contrajera.[15]
El fisiólogo llamó a esta forma de producir energía «bioelectrogénesis». A través de numerosos y espectaculares experimentos —como electrocutar cadáveres humanos para hacerlos bailar la «danza de las convulsiones tónicas»—, llegó a la conclusión de que la electricidad necesaria no provenía del exterior, sino que era generada en el interior del propio organismo vivo que, una vez muerto, seguía conservando la capacidad de conducir el impulso y reaccionar a él consecuentemente.[15]
Hermann von Helmholtz descubrió que la generación de electricidad por parte de los axones de las células nerviosas no es un producto secundario de su actividad, sino un medio para transmitir mensajes de un extremo a otro. Logró medir, en 1859, la velocidad de propagación de tales mensajes, y llegó a la conclusión de que se propagan a 27 m/s (metros por segundo).[cita requerida]
Camillo Golgi desarrolló un método de tinción concromato de plata, que permite colorear una neurona entre muchas otras, supuso una revolución en los laboratorios de estudio de tejidos nerviosos. Con este método identifico una clase de célula nerviosa dotada de extensiones que se conectan a otras células nerviosas[3] Compartió elPremio Nobel de Medicina de 1906 conSantiago Ramón y Cajal.
Santiago Ramón y Cajal dio a la célula nerviosa el nombre deneurona, unidad elemental del sistema de señalización del sistema nervioso. Descubre que el axón de una neurona solo se comunica con las dendritas de otra en regiones especializadas: lassinapsis. Además, una neurona determinada solo se comunica con ciertas células, y no con otras. En el interior de la neurona, las señales fluyen en una dirección única. Este principio permite determinar el flujo de la información en los circuitos neurales. Encontró que existen tres tipos principales de neuronas:sensorial,motora einterneurona.[cita requerida]
Charles Sherrington estudió los fundamentos neurales del comportamiento reflejo. Descubrió que es posible inhibir las neuronas además de excitarlas, y que la integración de esas señales determina la acción delsistema nervioso.[16]
Edgar Adrian ideó métodos para registrar lospotenciales de acción, que son las señales eléctricas utilizadas por las neuronas para la comunicación. Descubre que son señales de tipotodo o nada, es decir, o bien se presentan completas o bien no se presentan en absoluto. Compartió el Premio Nobel de Medicina con Charles Sherrington.[cita requerida]
Julius Bernstein, discípulo de Wilhelm Helmholtz, propuso en 1902 la hipótesis de lamembrana porosa para describir el proceso de conducción eléctrica en las neuronas. Dedujo que hay una diferencia de potencial entre el interior y el exterior de la célula nerviosa, incluso cuando la célula está en reposo. (Véasepotencial de acción ypotencial de reposo.)[cita requerida]
Bernard Katz descubrió que cuando un potencial de acción ingresa en la terminal presináptica causa la apertura de loscanales de calcio, lo que permite la afluencia de este elemento químico al interior de la célula. La abundancia de calcio, a su vez, determina la liberación de losneurotransmisores en la hendidura sináptica. El neurotransmisor se une a los receptores superficiales de laneurona postsináptica, y las señales químicas se retraducen a señales eléctricas. Compartió el Premio Nobel de Medicina de 1970 conUlf von Euler yJulius Axelrod por los estudios realizados sobre neurotransmisores.
Rodolfo Llinás cambió el dogma establecido desde que Santiago Ramón y Cajal enunció laley de la polarización sobre el aspecto funcional de las neuronas. Rodolfo Llinás presentó el nuevo punto de vista funcional sobre la neurona en su artículo «The Intrinsic Electrophysiological Properties of Mammalian Neurons: Insights into Central Nervous System Function» ("Las propiedades electrofisiológicas intrínsecas de las neuronas de los mamíferos: nuevas ideas sobre el funcionamiento del sistema nervioso central ").[17] Rodolfo Llinás y sus colaboradores investigaron durante los años 80 el funcionamiento electrofisiológico de las neuronas en los vertebrados y descubrieron las propiedades electrofisiológicas. Anteriormente se habían observado propiedades intrínsecas en los invertebrados, y se pensaba que éstas eran únicamente una cuestión relativa a esa línea, pero Llinás y sus colaboradores demostraron que las neuronas de los vertebrados tienen propiedades electrofisiológicas intrínsecas. El nuevo punto de vista funcional sobre la neurona quedó resumido en lo que hoy es conocido como laley de Llinás.[cita requerida]
El descubrimiento de cada sustancia química considerada mediadora de la intercomunicación neuronal aportaba nuevos elementos de conocimiento de la compleja red de conexiones entre células nerviosas y de sus correspondientes características funcionales.
Eric Kandel esclareció el papel de los transmisores en el complejo proceso de lamemoria y elaprendizaje, estableciendo que la memoria es evocada por cambios directos en los millones y millones de sinapsis que forman los puntos de contacto entre las neuronas.[18]
En el 2002,Antonio Alcalá Malavé descubrió que lasáreas cerebrales 17,18 y 19 de Brodmann (véaseKorbinian Brodmann), además de inducir el fenómeno físico y químico de la visión, sirven para informar del riesgo cardiovascular y algunas demencias. Ese "informe biológico" se traduce como fallo visual en la calidad, cantidad, color y contraste de las imágenes que llegaban al cerebro o que eran procesadas por el mismo aunque ya aberradas. Sus trabajos pueden verificarse mediantecampimetría computarizada yanálisis computarizado cromático.[cita requerida]
Roderick MacKinnon obtuvo en el 2004 la primera imagen tridimensional de los átomos que forman laproteína de los dos canales iónicos: un canal pasivo de potasio y un canal de potasio activado por voltaje. Recibió elPremio Nobel de Química.[cita requerida]
En el 2014, el matrimonio formado por los psicólogos y neurocientíficos noruegosEdvard Moser yMay-Britt Moser compartió con el británicoJohn O’Keefe elPremio Nobel de Fisiología o Medicina por sus estudios sobre lascélulas de lugar del hipocampo: una clase de neuronas que codifican la ubicación espacial de mamíferos como las ratas y los seres humanos y que les permiten orientarse en el espacio. Ciertos grupos de neuronashipocampales se activan o no, dependiendo del lugar de una habitación en el que nos encontremos en un momento determinado.[cita requerida]
Además de la secuencia histórica asociada a la neurona y a los conjuntos neuronales, es posible seguir la evolución de las neurociencias considerando la secuencia histórica de las teorías destinadas a establecer la función de cada sector del cerebro, o bien la consideración de que no existiría una localización concreta de las funciones cerebrales.
La frenología (del griego: φρήν,fren, ‘mente’, y λόγος,logos, ‘conocimiento’) es una antigua teoría pseudocientífica, sin ninguna validez en la actualidad, que afirmaba la posible determinación del carácter y los rasgos de la personalidad, así como las tendencias criminales, basándose en la forma del cráneo, cabeza y facciones. También expuso la idea de que el cerebro poseía partes especializadas para cada función.[19]
El fisiólogo francésPierre Flourens efectuaba laablación de partes del cerebro de animales y estudiaba su conducta. De manera que, según lo que los animales dejaban de hacer, podía inferir las funciones de la parte extraída. Observó que, con el tiempo, se restablecía la función original, con independencia de la parte dañada.[cita requerida]
Walter Rudolf Hess descubrió la organización funcional delcerebro medio como coordinador de las actividades de los órganos internos. Empleando estimulación eléctrica en ciertas zonas delmesencéfalo, Hess pudo reproducir funciones autónomas espontáneas, modificaciones en la respiración o la circulación, entre otras respuestas.[cita requerida]
Los estudios deRoger W. Sperry permitieron determinar que, aunque cada uno de los doshemisferios del cerebro (izquierdo y derecho) intercambia información con el otro a través delcuerpo calloso y de otras comisuras más pequeñas, existen notables diferencias en la forma de procesamiento de la información entre uno y otro.[cita requerida]
David H. Hubel yTorsten Wiesel descubrieron las características delprocesamiento de la información visual. Estudiando su desarrollo en gatos pequeños, detectaron la capacidad de las neuronas corticales para reorganizarse ante situaciones de privación sensorial y determinaron que la reorganización de las neuronas corticales ocurre solo en periodos determinados.[18]
Investigadores de la Universidad de Harvard han descubierto que el litio, un elemento químico comúnmente asociado con el tratamiento de trastornos psiquiátricos, también se produce de forma natural en el cerebro humano. Este hallazgo sugiere que el litio desempeña un papel protector frente a la neurodegeneración, especialmente en enfermedades como el Alzheimer. El estudio, publicado en la revista Nature, muestra que la pérdida de litio en el cerebro acelera el deterioro de la memoria, lo que abre nuevas vías para el desarrollo de tratamientos preventivos y terapéuticos.[20]
↑«What is neuroscience»(en inglés). Washington DC: Society for Neuroscience. Consultado el 21 de febrero de 2012.
↑Applications, National Research Council (U.S.). Committee on Opportunities in Neuroscience for Future Army (1 de junio de 2009).Opportunities in neuroscience for future army applications(en inglés). National Academies Press.ISBN9780309127400.
↑abcdManes, Facundo; Niro, Mateo (2014).Usar el cerebro. Buenos Aires: Planeta.ISBN978-950-49-3982-5.
↑Purves, Neurociencia (2015). «1».Estudio del sistema nervioso. Médica Panamericana. p. 1.ISBN978-84-9835-754-7.
↑abPrincipios de neurociencias para psicólogos de M. A. Álvarez González y M. Trápaga Ortega. Paidós SAICF.ISBN 950-12-3464-9
↑Gall, Franz Joseph (1806). Exposición de la doctrina del doctor Gall, o nueva teoría del cerebro, considerado como residencia de las facultades intelectuales y morales del alma. Imprenta de Villalpando.
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