Alien Hand Syndrome

Todos hemos visto en el cine la mítica “mano poseída”, de hecho ha sido protagonista hasta en la serie de televisión “House”. Y es que, esta patología tiene mucha miga.

El síndrome de la mano ajena o “Alien Hand Syndrome” consiste en que una de las manos del paciente realiza acciones “a su voluntad”, el cual ha sido recientemente operado mediante una técnica de callosotomía (separación de los dos hemisferios cerebrales tras cortar el haz de fibras que lo unía, el cuerpo calloso). Los pacientes niegan las acciones de dicha mano ajena, que a menudo realizan acciones contrarias a lo que querían hacer o estaban haciendo, por ejemplo, si el paciente se estaba abrochando la camiseta su majo ajena se la desabrocha a continuación o al mismo tiempo.

No son muchos los casos del Alien Hand Syndrome y tampoco se conoce exactamente el mecanismo explicativo de la misma. No obstante, Alan J. Parkin, profesor de Psicología Experimental de la Universidad de Sussex considera que hay una posible hipótesis neurológica: la desconexión del área motora suplementaria (AMS). La AMS entra en acción, junto con el cuerpo calloso, en el momento en que el individuo se prepara para ejecutar una acción corporal voluntaria compleja. La AMS no es la que desencadena la acción, sino actúa como directora: envía la señal de “iniciar el movimiento” a la corteza motora vecina, que a su vez manda el mensaje de moverse a los músculos que corresponda. Además, estas vías se encuentran cruzadas: la AMS del hemisferio derecho controla el movimiento del hemisferio izquierdo y viceversa.

¿Y cómo puede influir la desconexión de la AMS en el síndrome de mano ajena? Las investigaciones de Tanji y Kurata en 1982 demostraron que la intención de movimiento en una sola parte del cuerpo activa ambas AMS, por tanto una de ellas deberá inhibirse. Generalmente, la inhibición se produce en la AMS que controla la parte que se quiere mover, pero al desconectarlas el mensaje no llega, y por ello mismo se produce movimiento involuntario en la otra parte del cuerpo. Esta teoría explicaría por qué se produce en la mano ajena movimiento similar al generado en la parte consciente: cuando la persona se abrocha la camisa, la AMS que se debería haber inhibido no lo ha hecho y cuando se dirige a iniciar la acción ve que ya está hecha y sin un cerebro consciente que la respalde, genera la acción más similar a la que tenía programada, desabrochar la camiseta. No obstante, la explicación de Parkin no puede explicar por qué, en algunas ocasiones, la mano ajena inicia movimientos propios o con aparente voluntad.

Inicio del Sistema Nervioso Central.

La formación del Sistema Nervioso (SN) se produce desde momentos muy tempranos en el desarrollo del nuevo individuo. De hecho, todo el proceso comienza cuando el individuo se encuentra en estado de Blástula. En dicho momento, se produce una invaginación de las células de la blástula. Las células que quedan al rededor de este surco se llaman "células de la envoltura de la zona marginal"o IMZ, las cuales penetran dentro de la blástula formando una segunda capa de células. Y el surco formado por la invaginación de estas células toma el nombre de Blastoporo.

Así pues, se habrán formado inicialmente 2 capas de células: las IMZ serán las células llamadas mesodérmicas y las que han quedado sobre éstas serán las células ectodérmicas. Las células mesodérmicas serán las responsables de que algunas células ectodérmicas se desarrollen o no como tejido neuronal, es decir, las células mesodérmicas serán las responsables de determinar la zona de neurogénesis de la capa ectodérmica. Y será en la zona de neurogénesis donde las células se especialicen de forma distinta al resto para formar lo que conocemos como placa neural.

La capacidad de las células ectodérmicas para experimentar una diferenciación neural se suprime por las señales trasmitidas entre células vecinas (mesoderma). Los mediadores de esta señal fueron las Proteínas Morfogenéticas del Hueso (BMP). Una inhibición de la señalización de BMP produce diferenciación de las células del ectodermo en células neurales, mientras que la señalización de BMP produce la diferenciación en epidermis (piel). ¡Por tanto, lo que produce que se generen células neurales y no dermis son un conjunto de proteínas!

Una vez se han diferenciado las células y se ha generado la placa neural se inicia el proceso de generación del Tubo Neural, el cual dará lugar a todo el SN.

Inicialmente la placa neural se pliega por invaginación formando las dos crestas neurales, todo esto debido  a que se produce un gradiente de polaridad entre las células que se encuentran en la placa neural y las que quedan vecinas a ésta. Las crestas neurales terminan tocándose y produciendo una forma tubular (cierre de neuroporos) que dará lugar al tubo nervioso. La región caudal de este tubo formará la médula espinal, mientras que la región más rostral formará el encéfalo.

Toxoplasma Gondii: ¡Cuidado con los gatos!

El poder de ciertos organismos para controlar a otros parece un hecho de "ciencia ficción", no obstante, Jaroslav Flegr descubrió que esto era posible en 1990. Este biólogo evolutivo descubrió que estaba infectado del parásito Toxoplasma Gondii, un parásito que afecta a los gatos y que se trasmite a los humanos a través de las heces que depositan en las cajas.

Jaroslav descubrió que este parásito se trasmitía a los gatos a través de las ratas y que producía cambios en su conducta. Según parece, las ratas afectadas por este parásito se vuelven más activas, proclives a realizar conductas de riesgo e incluso pueden llegar a sentirse atraídas sexualmente por el olor a orina de gato o por el propio gato. 

Sorprendentemente, esto también ocurre en los humanos! Las personas afectadas por el T. Gondii son más proclives a padecer accidentes de tráfico, disminuyen su sentido de responsabilidad e incluso llegan a percibir como agradable el olor de orina de gato.

Se considera que este parásito podría ser responsable de muchas de las muertes producidas en el mundo debido a sus efectos incrementando las conductas de riesgo en los humanos, no obstante todavía no se conoce cura para esta enfermedad.

Cerebros bilingües

Se ha observado que existen diferencias en cuanto a funcionamiento cerebral entre políglotas y monolíngues. Además, se ha demostrado que los niños que conocen dos idiomas resuelven mejor problemas que contienen indicaciones equívocas. Según un estudio publicado en Psychological Science, el aprendizaje de un segundo idioma afecta a la lectura de la lengua nativa, a pesar de haber sido estudiado en la adolescencia. Los hallazgos de este estudio insinúan que, tras dicho aprendizaje, las palabras no vuelven nunca a ser vistas como antes.

Eva Van Assche, de la Universidad de Gante, realizó un estudio con 45 estudiantes Holandeses nativos que habían aprendido a hablar inglés a los 14 o 15 años. Los participantes debían leer una colección de frases en holandés, algunas de las cuales contenían cognatos, es decir, palabras con similar grafía y significados equivalentes en ambos idiomas; y también otras frases ausentes de cognatos, es decir, sólo con palabras holandesas. Además, durante las sesiones experimentales se registraron los movimientos oculares de los probandos mientras realizaban las lecturas. Los resultados mostraron que se invertían, como promedio, ocho milisegundos menos al mirar palabras cognatadas que con las palabras de control, lo que parece indicar que los cerebros políglotas procesaban las palabras bilingües más rápidamente que las pertenecientes sólo a su lengua nativa.

Van Assche señala que "la consecuencia más importante en el estudio es que, cuando una persona lee en su lengua nativa, existe una influencia del conocimiento del segundo idioma, no dominante". Y que "la adquisición de bilingüismo modifica una de las destrezas más automáticas de las personas". Ahora, Van Assche, se ha propuesto investigar si los individuos bilingües procesan tamibién de forma distinta la información que reciben por vía auditiva.

Estimulación Eléctrica Neuronal, más compleja de lo esperado.

Desde hace mucho tiempo, médicos y científicos han estado utilizando los impulsos eléctricos en el estudio y el tratamiento cerebral. No obstante, en un informe reciente de la revista Neuron se expone que la respuesta cerebral frente a este tipo de estimulación es mucho más compleja de lo esperado. Un equipo de investigación de la Universidad de Hardvard, de la facultad de Medicina, mediante una innovadora técnica de imaginología por medios ópticos, ha podido observar neuronas estimualdas mediante un electrodo. En lugar de activar un reducido entorno de neuronas circundantes, como se esperava, los electrodos provocaron la activación de cadenas de neuronas repartidas por todo el cerebro.

Este descubrimiento sugiere que los neurocirujanos y los diseñadores de prótesis cerebrales disponen de un margen de error mucho menor de lo que se pensaba: un ligero desplazamiento de un electrodo podria activar un conjunto de neuronas totalmente diferente al conjunto objetivo.

El lado opuesto: La desconfianza

Muchos de los sistemas cerebrales están controlados por fuerzas opuestas, y este es uno de ellos. Controles análogos rigen las conductas sociales, como por ejemplo la conducta de la confianza en personas ajenas. La oxitocina constituye un factor positivo en las interacciones ya que hace que nos sintamos a gusto cuando alguien nos inculca confiabilidad (confía en nosotros). Ese reconocimiento de nuestro merecimiento de confianza nos impulsa a mostrar comportamientos recíprocos de confianza. Esto puede entenderse si consideramos el hecho de que la oxitocina facilita la liberación de dopamina en las áreas de refuerzo del sistema nervioso central (SNC), la activación de las cuales por la liberación de dopamina están asociadas a conductas gratificantes.

En la investigación del juego de la confianza, donde un sujeto debía fiarse de otro prestándole su dinero, cuando el sujeto 2 (a quien le habían prestado el dinero) sentía que habían desconfiado de él experimentaba un incremento de dihidrotestosterona (DHT), un derivado de la testosterona. A mayores niveles de desconfianza mostrada en los hombres, mayores niveles de DHT aparecían en las pruebas. Este compuesto, el DHT, se considera el responsable de los mayores cambios de maduración en la pubertad, y a su vez, se considera como incitadora del deseo de confrontación física en circunstancias sociales críticas. Por tanto, podemos decir que, según estos resultados, los hombres responden agresivamente a la falta de confianza.

Tanto los hombres como las mujeres mostraron por igual el disgusto que les generaba la falta de confianza que habían mostrado en ellos. No obstante, en el caso de las mujeres, no se observó el incremento de DHT y por tanto tampoco la respuesta agresiva. En el experimento, los hombres a quienes les habían prestado dinero y sentían que habían desconfiado de ellos, no solian devolver dinero, mientras que en el caso de las mujeres devolvían mas o menos la misma cantidad de dinero prestada. Todavía no se sabe la causa de tales diferencias a nivel fisiológico.

En las observaciones del cerebro por Resonancia Magnética Funcional (RMf) se observó que en momentos de confianza, se activan las regiones profundas del mesencéfalo donde se establece la dopamina y se estimulan nuestras sensaciones de recompensa. Esto explicaría el hecho de que los sujetos a los que se les había prestado dinero y tenían la sensación de que habían confiado en ellos tomasen la iniciativa de devolver el dinero prestado. Por tanto, podemos decir que los sentimientos positivos que experimentamos cuando confían en nosotros nos refuerzan físicamente y el deseo de corresponder y merecer la confianza en el futuro.

La musica y el Lenguaje

El lenguaje es el elemento más importante de modelado cultural. Es uno de los procesos cerebrales que ocupa espacialmente y funcionalmente un alto coste a nuestro cerebro en el momento de producirlo y comprenderlo. Las áreas que se ocupan de ello son los lóbulos temporales y las áreas inferior-laterales del cerebro más frontal. No obstante, hay patrones de funcionamiento de dichas áreas que son diferentes a nivel cultural. Por ejemplo: los chinos que leen textos en su lenguaje activan de forma intensa parte de la corteza lateral inferior del lóbulo parietan, mientras que esto no sucede en lectores anglosajones.

El área inferior del lobulo parietal se encarga de tareas constructuvo-espaciales en lectores anglosajones, mientras que en poblaciones asiáticas contituye también una área de comprensión del lenguaje. Esta peculiaridad puede explicarse por el hecho de que el lenguaje asiático se basa en pictogramas. Los pictogramas no funcionan como el lenguaje que nosotros usamos. Mientras que en nuestro sistema jugamos convinando y juntando pequeñas unidades para formar unidades de significado, en el lenguaje asiático cada pictograma constituye un elemento plástico cerrado, es decir, que a cada pictograma es una única unidad de significado.

En el Instituto Max Planck de Ciencias Cognitivas y Neurociencias de Leipzig, Yun Nan investigó en 2008 a músicos norteamericamos y alemanes mientras escuchaban melodías occidentales y chinas. En esta investigación se comprobó la intensificación de la actividad de la corteza prefrontal lateral cuando los voluntarios escuchaban música de su propia cultura, mientras que no sucedía en música "extrangera". Además, se sobservó que al escuchar sonidos familiares se producía un incremento en la criculación sanguínea en las zonas prefrontales y la corteza motora suplementaria. A partir de estos resultados, se concluyó que el cerebro de un músico genera señales que predisponen al motivo musical, es decir, como si el cerebro, al escuchar la música, es tuviese ejecutando las áreas para producir la música que está escuchando.

FOXP2: ¿El gen del lenguaje?

En 2001 se publicó en la revista Nature un artículo sobre la investigación de Anthony Monaco y colaboradores del centro Welcome Trust de genética humana de la Universidad de Oxford. Habían descubierto la mutación del gen llamado FORKHEAD BOX P2, la cual provocaba en quien la padecía problemas de gramática y pronunciación. La mutación del gen FOXP2 se encontró presente en la familia KE, los cuales presentaban desde hacía generaciones trastornos en el desarrollo lingüístico.

No obstante, posteriormente el interés por este hecho disminuyó ya que versiones muy similares a la nuestra del gen FOXP2 aparecen en otros animales. De hecho, nuestro gen FOXP2 se diferencia en 2 de los 700 pares de bases del de los antropoides; y solo en 4 de las bases de los ratones.

Se sigue especulando sobre el efecto del gen FOXP2. Se lo considera un factor de transcripción, por tanto su función es interferir en la "lectura" de otros genes. Si el gen muta la persona afectada encuentra dificultades para dominar la producción correcta de las formas verbales o no pueden repetir palabras inventadas desconocidas. Parece que el trastorno repercute en los mecanismos de elaboración del lenguaje; la mayoría de científicos concluyen que es un problema de inteligencia, más que de lenguaje. No se considera que el gen FOXP2 sea el único responsable del lenguaje.

En el Instituto Max Planck de Antropología Evolutiva de Leipzig, Steve Pääbo sitúa la separación del gen de los humanos de los simios hace unos 200.000 años, justo en el momento de desarrollo anatómico del homo sapiens sapiens. Esta coincidencia es considerada como el indicio de que la formación de nuestra versión del FOXP2 es el punto de partida de la aparición del lenguaje. No obstante, en 2007 éste mismo esquipo pudo comprobar que el FOXP2 aparecía también en el ADN de los viejos neandertales: en nuestros antepasados más antiguos. Por tanto, el antepasado común entre simios y humanos, hace 300.000 años, ya tenía el gen del lenguaje.

Cómo estimular la confianza

Paul  J. Zak considera que las señales e interacciones positivas como el paso de un conmutador. Cuando el conmutador se activa, el cerebro humano interpreta el estímulo de confianza interpretando que la persona ha sido fiable y, ese reconocimiento se manifiesta en síntesis de oxitocina.

Un equipo de la Universidad de Zúrick hipotetizo la posibilidad de incrementar la oxitocina artificialmente y así potenciar la confianza de los sujetos. Éste equipo sometió a 200 inversores masculinos a oxitocina artificial en nebulización nasal. A continuación compararon su conducta con la de sujetos placebo. Se encontró que un 17% de los tratados con oxcitocina dieron más dinero a sus parejas de juego (juego explicado en una entrada anterior). Además, el numero de quienes entregaron todo su dinero demostrando un nivel de confianza máxima fue el doble en los sujetos tratados con oxitocina que en los placebo. Según estos resultados, el incremento de oxitocina en el cerebro reduce el estado de ansiedad en interacción con otros extraños. No obstante, algunos de los participantes tratados con oxitocina no mostraron altos grados de confianza.

Hay que destacar que los niveles de oxitocina no se pueden ver alterados en gran medida y las alteraciones que se pueden generar en la voluntad de las personas no son extremas. Es decir, no podemos "manipular" la mente de las personas ni convencerlas de algo que no les parece bien solo con el incremento de una hormona. Cabe destacar que no se debe interpretar de forma reduccionista los resultados de estos estudios, es decir, no podemos decir que el incremento de confianza se debe únicamente a un incremento de oxitocina ya que las personas tenemos muchas dimensiones y factores que nos influyen (un entorno social, un abanico moral, un proceso de aprendizaje, una personalidad, circunstancias familiares, experiencias previas, etc.).

Además, la ingesta oral de oxitocina no es posible por el hecho de que ésta se degrada en el intestino y por tanto no afecta al cerebro. La inyección por via intravenosa o nasal se nota fácilmente y la aspiración por vía aérea no eleva de modo perceptible los niveles en el cerebro por la barrera hematoencefálica.

La oxitocina y la confianza

El grupo de Desarrollo e Investigación del Banco Mundial, junto con Stephen Knack en 1998 investigaron la variación de los niveles de confianza interpersonal de un país a otro. A partir de esta investigación, crearon un modelo matemático que describía los tipos de ambientes sociales, económicos y legales que pueden desarrollar bajos o altos niveles de confianza.

En este estudio, establecieron que la confianza es una cualidad que predice la riqueza de un país, observando que los menores niveles de confianza se daban en los países pobres. Según el modelo desarrollado por estos investigadores, en las sociedades de bajo nivel de confianza las personas emprenden pocas inversiones a largo plazo, las cuales producen renta y empleo. Esto se puede deber a que la falta de confianza hace que no se cumplan las obligaciones contractuales.

Además, las experiencias en el laboratorio mostraron que, dentro de una misma situación, hay una gran variabilidad en la predisposición de las personas a confiar en personas ajenas. Hasta el momento no se habían establecido los mecanismos cerebrales implicados en los procesos sociales de la confianza, y este grupo de investigación se dedicó a ello. Muchos experimentos con animales se inclinaban a considerar que la oxitocina era el factor neurológico más implicado en el desarrollo de la confianza.

En los inicios de las investigaciones, la oxitocina era más conocido como agente estimulador de la producción de leche en las madres lactantes y como inductor del parto. De hecho, actualmente, se utiliza oxitocina sintética (pitocina) en gran parte de los hospitales de EEUU para acelerar las contracciones del parto. No obstante, debido a sus bajos niveles de concentración en sangre y su rápida degradación, el estudio de sus efectos era realmente complejo. Sí que había señales que mostraban que la oxitocina parecía influir en la cooperación; al igual que la vasotocina, la cual parece facilitar la generación de relaciones interpersonales.

Biólogos evolucionistas consideran que la molécula inicial (la vasotocina) apareció en los peces facilitando la reproducción. Se considera que posteriormente, en los mamíferos, evolucionó dividiéndose en dos moléculas: oxitocina y arginina vasopresina. Investigaciones con roedores como las de Cort A Pedersen de la Universidad de Carolina del Norte en Chapel demuestran que la oxitocina incita a la crianza de las crias. O las investigaciones de C. Sue Carter y Lowell L. Getz de la Universidad de Illinois Urbana-Champaing, donde se observó las diferencias conductuales existentes entre dos especies de roedores a consecuencia de los niveles de oxitocina: los ratones de pradera (más sociables, monógamos y cuidadores de su prole) contra los ratones del monte (independientes, promiscuos e indiferentes a sus crias). Carter y Getz demostraron que estas diferencias conductuales se podía deber a la localización de receptores de oxitocina y arginina vasopresina en el cerebro: se vió que en los ratones de pradera los receptores de dichos neurotransmisores se encontraban en zonas que refuerzan la monogamia (áreas del mesencéfalo reguladoras de la liberación de dopamina).

Paul J. Zak de la Universidad de Hardvard, Robert Kurzban de la Universidad de Pennsylvania y William Matzner de la Universidad de Claremont se dispusieron a investigar si la liberación de oxitocina puede verse estimulada por el acercamiento de extraños y determinar si su producción puede verse afectada por los comportamientos sociales e incidir en los mismos. Para investigar sobre la oxitocina utilizaron la metodología de Joyce Berg de la Universidad de Iowa y John Dickhaut y Kevin McCabe de la Universidad de Minnesota. La metodología consistia en que unos sujetos debían expresar su confianza enviandole una parte de su dinero con perspectiva de que él se lo devuelva o que incluso se lo devolviera incrementado. Esta experiencia fue llamada el "juego de la confianza". Los voluntarios que participasen hora y media ganarían 10 dolares, se distribuyeron de forma aleatoria en parejas (los cuales no se conocían ni se podían comunicar directamente). A continuación se les invita a compartir su dinero después de explicarles las reglas del juego. El proceso del juego es el siguiente:
Etapa 1:
1- El sujeto 1 recibe en su ordenador una invitación para decidir si envía dinero o no al sujeto 2 (una parte de sus 10 dolares).
2- La cantidad que el sujeto 1 ha enviado es recibida por el sujeto 2 en su cuenta por tripicado (es decir, el sujeto 2 recibe el triple de lo que ha enviado el sujeto 1).
Etapa 2:
3- El ordenador informa al sujeto 2 de la transferencia y le permite devolver el dinero que le han prestado, dejando claro que no hay obligación alguna de hacerlo y que las decisiones de los participantes y sus identidades son confidenciales.
4- El sujeto devuelve o no el dinero prestado por el sujeto 1 y se miden los niveles de oxitocina en sangre.

Según los economistas, la transferencia que hace el sujeto 1 mide la confianza, mientras que el retorno del dinero mide la confiabilidad, es decir, la capacidad de merecer confianza. En el experimento de Paul J, Zak y colaboradores, cerca del 85 % de "prestamistas" enviaron algo de dinero a sus parejas, y un 98% de los receptores del prestamo devolvió parte del dinero prestado por el sujeto 1. Cuando se les preguntó a los sujetos, éstos no explicaban porqué confiaban o eran dignos de confianza.

Se observó que los sujetos 2 generaban oxitocina cuando recibían dinero. Al recibir dinero sentían que eran dignos de confianza, y este sentimiento se incrementaba cuando recibían más dinero generando así más oxitocina. Se encontraron diferencias significativas con el grupo control, demostrando que la oxcitocina era un factor relevante en el sentimiento de confianza. Además, se encontró que los sujetos 2 con mayores niveles de oxitocina eran más dignos de confianza ya que devolvían más dinero a los sujetos 1. Así pues, podemos afirmar que estimular la sensación de confiabilidad despierta sentimientos positivos hacia extraños y que la oxitocina tiene un paper muy importante.

En resumen, se observó que la liberación de oxitocina solo se producía en los sujetos 2, los que habían  recibido una señal de confianza y los que jugaban como sujetos 1 con niveles de oxitocina más altos, no por eso se inclinaban más a confiar en otros (enviar más dinero a los sujetos 2). Aunque estos resultados parecen contradictorios con lo esperado, coinciden con los resultados animales y son razonables: se ha demostrado que solamente se genera oxitocina cuando el individuo ha tenido contacto social con otros. La diferencia parece residir en el aumento de los niveles, no en el nivel absoluto de la oxitocina.

Reforzados cuando casi acertamos

Luye Clark y colaboradores de la Universidad de Cambridge han observado, mediante la técnica de resonancia magnética funcional (RMf), el funcionamiento cerebral de 15 sujetos mientras jugaban con una simulación informática de una máquina tragaperras.

Lo que observaron es que en los cerebros de los participantes se activaba el sistema de recompensa (sistema dopaminérgico) cuando obtenían aciertos, algo que no ocurría cuando se obserban fallos claros. No obstante, se vio que dicho sistema también se activaba cuando se producía un "casi acierto". Es decir, cuando la rueda se detenía justo en un puesto de la linea de pagos nuestro sistema de recompensa dopaminérgico se activaba como en el caso de los éxitos, proporcionándonos un refuerzo.

Se observó que se producían activaciones en el estriado y la ínsula en las situaciones de acierto y casi acierto, las cuales son estructuras que participan en el refuerzo conductual. Teniendo en cuenta lo anterior, parece razonable pensar que este sistema de refuerzo frente de los aciertos y los casi aciertos es especialmente importante para que se desarrollen los procesos de aprendizaje y la adquisición de destrezas. Los refuerzos de "casi acierto" son un incentivo poderoso para seguir practicando y por tanto facilitar la adquisición de nuevos aprendizajes. Pero, tal y como afirma Clark "fallar por poco en un juego de puro azahar no significa que estemos mejorando" y por tanto, que recibamos recompensas entonces nos anima a participar de nuevo a pesar de no tener mayores probabilidades de mejorar y conseguir el éxito en el siguiente intento. Estos hechos esclarecen los procesos de adicción en las apuestas. Se observó que, aunque ninguno de los participantes eran aficionados a los juegos de azar, aquellos que mostraron un mayor nivel de activación de sus zonas cerebrales de refuerzo afirmaron tener mayor deseo de seguir jugando después de los "casi aciertos". Según Clark, un nivel de activación excesivo en las zonas de refuerzo podrian considerarse un factor inductor de ludopatía.

La mente de un Savant

LOS SAVANT: GRANDES GENIOS

Rombencéfalo

El rombencéfalo está formado por el metencéfalo y el mielencéfalo. Lo encontramos rodeando el cuarto ventrículo.

Metencéfalo

Está formado por el cereverlo y la protuberancia o puente del encéfalo.

El cerebelo

Presenta dos hemisferios, al igual que el cortex. Contiene un conjunto de núcleos cerebelosos profundos y está recubierto por la conocida coteza cerebelosa. Los núcleos del cerebelo reciben proyecciones desde su corteza y envían hacia otras partes del encéfalo. Las dos zonas de la corteza cerebelosa se encuentran conectados en la superficie de la protuberancia a través de los pedúnculos cerebelosos mediante haces de axones.

En el caso de que se lesione el cerebelo, se producirían alteraciones en el mantenimiento de la postura erecta, la locomoción o la ejecución de movimientos coordinados. Además, sabemos que el cerebelo recibe información auditiva, visual, vestibular y somatosensorial, por tanto, recibe información de cada uno de los aspectos que produce cualquier movimiento muscular. Así pues, el cerevelo realiza los movimientos musculares y los controla gracias a la integración de toda esta información que recibe.

Protuberancia

La protuberancia, localizada entre el mesencéfalo y el bulbo raquídeo, consiste en un gran abultamiento en el tronco del encéfalo. En su zona central observamos una parte de la formación reticular y núcleos que parecen ser importantes en el control del sueño y del nivel de arousal (activación). Además, contiene el núcleo de relevo de la información que se dirige desde la corteza cerebral hasta el cerebelo.

Mielencéfalo

En éste encontramos el bulbo raquídeo, núcleo de vital importancia. Éste núcleo también es llamado "medula oblonda". El bulbo contiene una parte de la formación reticular, por tanto, controla algunas funciones vitales como la regulaicón del aparato cardiovascular, la respiración y el tono de los músculos esqueléticos.

Mesencéfalo

Esta parte del cerebro, también llamado cerebro medio, la encontramos rodeando el acueducto cerebral. Está compuesta por dos partes fundamentales: el tectum y el tegmentum.

Tectum

Está localizado en la región dorsal del mesencéfalo y sus principales estructuras son los tubérculos cuatrigéminos superiores y los tubérculos cuadrigéminos inferiores. Éstos parecen cuatro pequeños abultamientos en la superficie del tronco del encéfalo. El tronco del encéfalo incluye el diencéfalo, el el rombencéfalo y el mesencéfalo.

Los tubérculos cuadrigéminos superiores forman parte del sistema visual, encargándose de los reflejos visuales y respuestas a estímulos en movimiento. Mientras que los tubérculos cuadrigéminos inferiores forman parte del sistema auditivo.

Tegmentum

El tegmentum está compuesto por la formación reticular, varios nucleos encargados de controlar los movimientos oculares, el núcleo rojo, la sustancia negra y el área tegmental ventral.

La formación reticular está compuesta, en un noventa por cien, por una gran cantidad de núcleos. Se caracteriza por su aspecto de red difusa de neuronas. Ocupa la zona nuclear del tronco del encéfalo, desde el mesencéfalo hasta el bulbo raquídeo.  Su función es recabar información sensorial a través de varias vías y proyecta sus axones a la corteza cerebral, el tálamo y la médula espinal. Participa, además, en el control del sueño y el nivel de activación o arousal del tono muscular, del movimiento y varios reflejos vitales (parpadeo, etc.).

La sustancia gris periacueductal estña formada principalmente por conjuntos de somas de neuronas que rodena el acueducto cerebral desde su inicio en el tercer ventrículo al cuarto. Contiene varios circuitos de conexión neural encargados de controlar secuencias de movimiento de conductas prototípicas de la especie, como el apareamiento (danzas de apareamiento, movimientos pélvicos, etc.) y la lucha (facciones de la cara, movimientos de esquiva y defensa, etc.).

El núcleo rojo y la sustancia negra tienen un papel fundamental en el sistema motor. El haz de axones proyectado desde el núcleo rojo hacia el cortex motor es uno de los principales haces de neuronas que controlan el movimiento. El otro haz se encuentra entre el cerebelo y la médula espinal. La sustancia negra contiene muchas proyecciones hacia los núcleos caudado y putamen (nucleos de los ganglios basales).

Diencéfalo

La zona más antigua evolutivamente del cerebro, también conocida como "el cerebro primitivo" es el diencéfalo. Constituye la segunda parte del prosencéfalo, el cual comprende Telencéfalo y Diencéfalo. Las estructuras más importantes del Diencéfalo son el tálamo y el hipotálamo.

Tálamo

Es una estructura situada en la línea media del encéfalo, la cual divide a ambos hemisferios, en la zona caudal de los ganglios basales.  Está compuesto por dos lóbulos interconectados por una agrupación de neuronas (substancia gris) llamada la "Masa Intermedia". Ésta agrupación de neuronas no existe en todas las personas, por lo que suponemos que no es muy importante. No obstante, en los estudios de neuroimagen sirve como punto de referencia para la observación del cerebro.

El tálamo es uno de los mayores responsables de la gran cantidad de aferencias que presenta el cortex cerebral. Estas conexiones se conocen como fibras de proyección, las cuales son conjuntos de axones que surgen de los somas de las neuronas situadas en determinadas regiones del encéfalo y establecen sus sinapsis en otras zonas o regiones del encéfalo.

Los nucleos del tálamo son: núcleo geniculado lateral, núcleo geniculado medial y núcleo ventrolateral. El núcleo geniculado lateral recibe información del ojo y establece sus fibras de proyección a la corteza visual primaria. El núcleo geniculado medial recibe información del oído interno enviando sus fibras de proyección a la corteza auditiva primaria. Mientras que el núcleo ventrolateral recibe información del cerebelo y se proyecta hacia la corteza motora primaria.

Hipotálamo

El hipotálamo se encuentra en la zona más basal del encéfalo, justo debajo del tálamo. Esta estructura tiene funciones muy importantes para nuestro organismo aunque se una estructura relativamente pequeña. Se encarga de controlar el sistema nervioso neurovegetativo y el sistema endocrino, organizando estructuras relacionadas con la supervivencia (acciones de lucha, ingesta, huida, apareamiento, etc.)

El hipotálamo, localizado a ambos lados del tercer ventrículo, presenta un papel fundamental en el control de las cuatro "efes" (fighting -lucha-, feeding -ingesta-, fleeing -huida- y mating -aparearse-) y otras funciones básicas como beber y dormir.

Una gran parte del sistema endocrino está controlado por hormonas producidas en células del hipotálamo, el cual se haya conectado a través de un sistema vascular especial con la hipófisis anterior (o adenohipófisis). Éstas células productoras de hormonas son llamadas neurosecretoras, las cuales se encuentran localizadas cerca de la base del tallo de la hipófisis. Éstas hormonas se encargan de estimular la hipófisis anterior para que segregue sus propias hormonas, las cuales, en su mayoría, se encargaran de controlar la secreción de otras glándulas endocrinas. A consecuencia de su gran importáncia como reguladora, se considera a la hipófisis una "glándula maestra". La hipófisis anterior es secretora de las hormonas sexuales masculinas o femeninas (testosterona, estrogenos y progesterona), prolactina, somatotropina y hormona del crecimiento. En cambio en la hipófisis posterior o neurohipófisis se secreta la oxitocina y la vasopresina. La primera controla la producción de leche y las contracciones uterinas del parto, mientras que la segunda regula la secreción de orina.

El Telencéfalo y sus partes

El telencéfalo contiene una gran parte de los dos hemisferios, los cuales están cubiertos por la corteza cerebral, los ganglios basales y el sistema límbico. Éstos dos últimos se encuentran en las regiones subcorticales, es decir, debajo de la corteza cerebral, y por tanto, en la zona más profunda del cerebro.

La corteza Cerebral

Ésta rodea los hemisferios cerebrales como una corteza de árbol. En el caso de nuestra especie, ésta es la parte más desarrollada y lo que nos diferencia de las otras especies. La corteza se encuentra muy plegada sobre sí mismos formando pequeñas hendiduras (surcos), profundas hendiduras (cirsuras) y abultamientos localizados entre dos surcos (circunvoluciones). Se ha visto que 2/3 de la superfície total, que es aproximadamente de 2.360 cm cuadrados y 3mm de grosor, se hayan ocultos en los pliegues. A simplevista se observan dos colores distintos. La zona más marrón grisácea corresponden a las zonas de gran abundancia de somas de las neuronas, mientras que las zonas blanco opaco son donde se concentran los axones, color producido por las vainas de mielina. La corteza suele tener un color marrón-grisaceo, mientras que la zona de debajo de la corteza es por donde discurren los axones de las neuronas de la corteza.

Colores fuertes: areas primarias
Colores pastel: áreas de asociación

En la corteza encontramos tres áreas receptoras de información: la corteza visual primária, la corteza auditiva primaria y la corteza somatosensorial. La corteza visual primaria se encuentra en la zona posterior del encéfalo, principalmente en las zonas que rondean la cisura calcarina; su función es recibir información visual. La corteza auditiva primaria se localiza en la parte inferior de la cisura lateral, en el lóbulo temporal, la función de la cual es recibir información auditiva. Y por último, la corteza somatosensorial se lozalica en las proximidades del surco central (el cual divide el los hemisferios) expandiéndose hacia la zona caudal del cerebro. Esta área recibe información del tacto y sensaciones somáticas. En la parte interna del lobulo temporal (la parte lateral del cerebro) debajo de la cisura de Silvio encontramos la corteza insular, la cual está oculta dentro de la cisura, la cual tiene la función de recibir información relacionada con el gusto.

Las regiones implicadas en el control de movimiento se integran en la corteza motora primaria, la cual se encuentra lozalizada justo delante de la cortezasomatosensorial. Las conexiones en esta zona son de tipo contralateral: la parte motora izquierda de la corteza controla la parte derecha del cuerpo. El resto del cortex (cortezas asociativas) se encargan  de lo que sucede entre la sensación y la acción. Cada corteza sensorial (o receptora de información de los sentidos: visual, auditiva y somatosensorial) presenta en zonas adyacentes a ella áreas de asociación. A la vez, la corteza motora también presenta su propia corteza motora de asociación (también llamada corteza premotora).

A grandes rasgos las partes más frontales del cerebro se ocupan de la planificación y ejecución de las conductas, mientras que las zonas más caudales (o posteriores) se encuentran más relacionadas en los procesos de percepción y aprendizaje. De forma genérica, la corteza cerebral se divide en 4 áreas o lóbulos, los nombres de los cuales vienen dados por los nombres de los huesos a los que són adyacentes dichas áreas. El lóbulo frontal incluye la parte delantera del surco central, se corresponde a la parte del cerebro más cercana a la zona de la frente. El lóbulo parietal es la parte superior lateral localizada inmediatamente detrás de la fisura central. El lóbulo temporal se encuentra a las partes basal lateral del cerebro. Y por último, el lóbulo occipital se encuentra en la parte más caudal del cerebro, después del lobulo parietal y temporal. Uno de los lobulos más importantes y que nos diferencian del resto de especies es el lóbulo prefrontal puesto que lo tenemos mucho más desarrollados. En cierto modo, es el responsable de nuestro nivel de cognición. Está implicado en el control de movimiento y la elaboración de planes y estrategias.

Aunque los dos hemisferios presenten las mismas estructuras, no realizan las mismas funciones ya que algunas funciones se hayan lateralizadas, como por ejemplo el lenguaje el cual se encuentra principalemente en el hemisferio izquierdo. En línieas generales, el hemisferio izquierdo participa en el análisis de la información (reconocimiento de hechos seriales, actividades verbales, etc.) mientras que el hemisferio derecho estás más especializado en la síntesis de información (unión de elementos aislados, lectura de mapas, construcción de objetos a partir de elementos, etc.). A pesar de que las funciones están separadas no somos conscientes de ello debido a la amplia interconexión entre ambos a través del cuerpo calloso, una amplia banda de axones que une partes correspondientes de la corteza de asociación de los hemisferios izquierdo y derecho. Otros tipo de corteza cerebral es la corteza límbica, la cual se encuentra en torno al borde medial interno de los hemisferios cerebrales, en la parte superior al cuerpo calloso.

El Sistema Límbico

En 1937, Papez sugirió la existencia  de un sistema formado por un conjunto de estructuras interconectadas cuya función primaria era controlar la motivación y la emoción. Este sistema incluía varias partes de la corteza límbica ya cita anteriormente.

Mas adelante, MacLean en 1949 amplió el sistema incluyendo más estructuras y acuñó el término "Sistema Límbico". Los componentes de éste sistema son: la corteza límbica, el hipocampo, la amígdala el fornix y los cuerpos mamilares. MacLean expone que especialmente la amigdala y ciertas regiones de la corteza limbica estan relacionadas específicamente con las emociones: los sentimientos y las expresiones de emoción, los recuerdos de las emociones (la memoria emocional) y el reconocimiento de los signos de los demás.

Ganglios Basales

Estan compuestos por un conjunto de núcleos subcorticales del prosencéfalo, los cuales están situados en la parte anterior bajo los ventrículos laterales. Las principales partes de dichos nucleos son el nucleo caudado, el putamen y el globo pálido. Éstos estan implicados en el control del movimiento.

Sistema Ventricular y LCR

Debido a la fragilidad y las características del encéfalo, es necesario que este se halle envuelto y protegido de posibles golpes. De hecho, debido a si alto nivel de agua, él mismo no puede soportar su propio peso y necesita de una substancia que lo mantenga en suspensión. Este "colchón" acuático es el Liquido Cefaloraquídeo o LCR, el cual contiene el espacio subaracnoideo. Esta capa de líquido que envuelve el encéfalo y la medula lo protegen de los movimientos bruscos y golpes, reduciendo la presión sobre la base del cerebro.

 

El LCR circula através de un sistema de tubos y cavernas situadas en la capa subaracnoidea y algunas estructuras cerebrales. Dichas cavidades se llaman ventrículos, sindo las dos más grandes los ventrículos laterales los cuales están conectados con un tercero localizado en la línea media del encéfalo. Éste divide las estructuras cerebrales circundantes en dos mitades simétricas. Lo atraviesa un puente de fibras neurales llamado masa intermedia. El tercer ventrículo se haya conectado con el cuarto ventrículo a través del acueducto cerebral.

La formación del LCR

El LCR tiene una composición muy parecida a la del plasma sanguíneo. Se produce en el plexo coroideo, un tejido especial con abundante acceso al riego sanguíneo de donde absorbe el LCR. El plexo coroideo se encuentra en el interior de los ventriculos laterales. Se produce de forma continua manteniendo un volumen estable de 125 ml y tiene una vida media de 3 horas. Esto implica que hay un sistema de fluido y drenaje de éste líquido.

Así pues, el LCR se produce en los plexos coroideos de los ventrículos laterales y fluye hacia el tercer ventrículo. En éste se produce más LCR y se traslada al cuarto ventrículo a través del acueducto cerebral. A partir de éste, el LCR sale de estas cavidades hacia el espacio subaracnoideo, circula por todo el espacio y es reabsorvido por el riego sanguíneo a través de los gránulos aracnoideos. Éstos se proyectan hacia el seno longitudinal superior, el cual descarga el LCR desechado a las venas que irrigan al encéfalo.

Las Meninges

Todo el SNC esta recubierto por tejido conjuntivo que lo mantiene unido. Este tejido recibe el nombre de menínges, las cuales consisten en tres capas: duramadre, aracnoides i piamadre.

La primera, más gruesa, resistente y flexible es la duramadre. La aracnoides es la capa intermedia, situada entre la duramadre y la aracnoides. Su nombre hace referencia a su forma ya que a simple vista tiene aspecto a la tela de arañas de las trabéculas aracnoideas. Esta capa es más esponjosa y blanda, se encuentra más unida que la duramadre a la médula espinal y el encéfalo y recubre todas las circunvoluciones de la superficie del cerebro. Los vasos sanguíneos que riegan la duramadre y la piamadre se encuentran en los espacios de la meninge aracnoide, y entre ésta y la piamadre se encuentra el espacio subaracnoideo, el cual se halla relleno de Liquido Cefaloraquídeo (LCR).

El Sistema Nervioso Periférico (compuesto por nervios y ganglios periféricos) está sólo recubierto por dos capas de meninges: la duramadre y piamadre forman una cubierta protectora que envuelve los nervios raquídeos y craneales así como los ganglios periféricos.

La barrera hematoencefálica

En uno de sus experimentos, Paul Ehrlich descubrió que al inyectar un colorante azul en el torrente sanguíneo de qualquier animal, todos sus tejidos a escepción de los componentes del SNC (encéfalo y médula) se teñían. No obstante, si la inyección se realizaba en los ventriculos cerebrales entonces el colorante se expandía por todo el SNC. Ésto hizo pensar que había una especie de filtro o barrera que protegía al SNC de qualquier tipo de substancia ajena a él y que ésta barrera está establecida entre la sangre y el líquido que envuelve el SNC. A esta barrera se la denomino barrera hematoencefalica.

Esta barrera es selectivamente permeable. Esto significa que solo aquellas substancias seleccionadas pueden atravesarla. En general, entre las células de nuestro organismo y las células de los capilares sanguíneos, existe una pequeña separación o hendidura que permite el paso libre de substancias. En el caso de los capilares cerebrales ésta hendidura no existe produciendo así un tránsito controlado de substancias. De esta manera, muchas substancias no pueden salir de los vasos sanguíneos, y por tanto, podemos considerar a las paredes de éstos vasos las componentes físicas de la barrera hematoencefálica.

El hecho de que no existan dichas endiduras fuerza a que algunas substancias deban ser transportadas activamente (es decir, se necesita un consumo de ATP - energía - para su transporte) mediante proteïnas especiales. Por ejemplo, es necesario el uso de proteïnas transportadoras para llevar la glucosa (el combustible del cerebro) y a su vez para eliminar los productos de desecho.

La función principal de la barrera es mantener en equilibrio químico en entorno del cerebro, ya que, como sabemos, la transmisión de mensajes de un lugar a otro depende de un equilibrio bioquímico muy delicado en el interior de las células y en el líquido que las rodea. Si se alterase el líquido extracelular ligeramente, la transmisión de mensajes se vería alterada lo que implica alteraciones en las funciones cerebrales.

La barrera hematoencefálica no es uniforme. Hay zonas donde es más permeable que en otras, permitiendo el paso de substancias que son excluidas en otras partes, por ejemplo, en el área postrema la cual está encargada del vómito. En este caso es necesario que la barrera sea mucho más permeable ya que así, las neuronas pueden detectar las substancias tóxicas de la sangre y iniciar la respuesta de vómito. Si el organismo tiene suerte, el veneno es expulsado antes de que cause demasiados daños.

Las células de soporte del SNC

En el SNC, a parte de las neuronas, podemos encontrar otros tipos de células que son necesarias para que las neuronas sobrevivan. De hecho, sólo la mitad del volumen del SNC está compuesto por neuronas. Debido al alto grado de especialización de las neuronas presentan niveles muy elevados de metabolismo, y por su estructura no pueden almacenar los nutrientes. Por tanto, necesitan de células que les aporten nutrientes y oxígeno constantemente o morirían rápidamente. Ésta es la función principal de las células de soporte: mantener y proteger las neuronas.

Neurogliocitos
También llamadas neuroglía, son las células de soporte más importantes ya que su objetivo es mantener al SNC unido. Además, acentúan el efecto físico y químico del resto de células de soporte. Estas células rodean las neuronas y las mantienen en su lugar fijas, controlando el suministro de alimento, oxígeno y las substancias químicas de los mensajes neurales. De esta forma, al aislar a las neuronas, evitan que los mensajes neurales se mezclen. A veces actúan limpiando los residuos de las neuronas que han muerto. Hay varios tipos de neurgliocitos: Astrocitos, oligodendrocitos y microgliocitos.

Astrocitos:
Son células con forma de estrella, la función de las cuales es limpiar los desechos del encéfalo y proporcionar fijación física a las neuronas. Además, proporcionan algunas de las substancias químicas que las neuronas necesitan para subsistir y funcionar: ayudando a mantener la composición química del entorno de la neurona y proporcionando alimento. Estas células están en contacto con los capilares sanguíneos, captando glucosa y reduciéndola a lactato para transmitírselo a la neurona (las cuales, metabolizan más rápido y por tanto consiguen mayor cantidad de energía en menor tiempo). Además, almacenan glucógeno, que posteriormente degradan a glucosa y después a lactato. En cierto modo, podemos decir que son el subministrador y almacén de alimento de las neuronas.

Oligodendrocitos:
Su principal función es la de dar soporte a los axones y crear vainas de mielina con las que recubrirlos para protegerlos. Son láminas que toman la forma de tubos de una longitud aproximada de 1mm entre los cuales existe una pequeña parte del axón sin recubrir (1-2 micrómetros). Las partes no recubiertas del axón se denominan nódulos de Ranvier, ya que fue éste su descubridor. Un único oligodendrocito produce hasta 50 vainas de mielina a través de unas prolongaciones en forma de remo que genera en el proceso de desarrollo del SNC. Cada una de estas prolongaciones se enrolla sobre el axón produciendo así las capas de mielina.

Microgliocitos:
Son los neurogliocitos de menor tamaño en el SNC. Actúan como fagocitos (limpiando los desechos y células muertas del encéfalo) y como parte del sistema inmunológico, protegiéndolo de los microorganismos invasores. Son los mayores responsables de las reacciones inflamatorias en respuesta al daño cerebral.

Células de Schwann
Son células de la glía que recubren los axones de mielina. Su objetivo es funcionar de aislante eléctrico ayudando a que la señal eléctrica que recorre el axón no pierda intensidad y facilitando la "conducción saltatoria" (el potencial eléctrico que se produce en la neurona para trasmitir el mensaje va saltando de nódulo de Ranvier a nódulo de Ranvier evitando así que pierda su potencia). A su vez, guían el crecimiento axómico y la regeneración de conexiones sinápticas después de lesión.