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La cibernética cerebral: campo interdisciplinario
ANTONIO NUÑEZ, Doctor Ingeniero rJe Telecomunicación V miembro del prestigioso grupo de neurocibeméticos españa/es de las Islas GanarilS, nos describe en este articulo el es/ado actual de las investigaciones en torno 1/ lo que se porlria denominar cibernética cerebral. pasado 9 de octubre el I nsti tuto Karol on ska de Estocol mo otorgó el Prem i o No bel de F i si 01 og j a y M ed ici na a R oger Sperry, David H u be! y W Torsten Wiesel: tres investigadores del cerebro. Tal decisión viene a estimular a los centenares de científicos de todo el mundo que tratan de penetrar en las profundidades del mecanismo material posiblemente más complejo de la Natural e za. An atom is tas, f i si ól ogos, psqu i atras, bi ól ogos, bi oqu í micos y bi of í sicos conve rge n actua I me nte sobre este ca mpo apasi onante con nuevos métodos y cada vez más soflsticadas herramientas de trabajo. Desdu 1959 en que publicaron sus pr i mero traba jos de resolla nci a mu ndia I . hoy clási cos, sobre" CalTlpos receptivos de neuronas aisl adas en el córtex estriado ,del cerebro del gato", "La acción integraLa conceslon de este Premio No. dora del cuerpo lateral geniculado en el bel ha, serv,i do para que los lTled lOS de cerebro del gato", H Campos receptivos, comunlcaclon erl todo 131 mundo hayan interaeción binocular y arquitectura funresa Itado las aportaciones de estos profeciorlal en el córtex visual del gato", H usores a lllla mejor expl icacióll de las per bel y Wiesel en estos m,ís del 20 años han ccpci sensoriales de , estudiado I a producción de seí, 1 cn el : tricas a I a sal ida de la reti na por acción córtc x, V las profundas Interrelaclones dl3 est í mulos lum inosos c i ni ciaron posique las di stintas sensélciol1es Ill3van a cabu bles expl icaciones del modo cómo las caen los dos hef!1 isí erios cerebrales como fXJS de r1euronas de la rctind procesan y bas, rnaterial la percepción sensori codifican esta informació. También han la abstracción i rltelectuéll y la conscien estudiado el funcionamiento del cuerpo cia geniculado externo, a Intermedia hasta llegar a la cortezd cerebral, y la propia corteza visual situada en el I óbu lo occipital del ccrcbro. y de 15 cm2 de superficie. Sus hallagas en la cortezd de. rnostraron la cxistenria de neuronas que resplden al estímulo luminoso cn la rctirlél cn forma simplc. reproduciendo la señal neuronas más complejas cuva rrs"1 puestéJ depende de ciertas propiedades de 1(1 imagen como la posición, , movimicnto. color o COlltrastes; otras neuronas que sólo respol1den a estímulos procedentes del ojo del mismo lado; y otras que lo hacen a estímu los bi la1Crdles. las seis capas dc neuronas de la cartel a están organ i/ddds cn unidades funcionales en for ma de eo den tr o de la 111 isma corteJa Estos descllbr i mientos han sido cOfllprobados en otras /oniJS cerebrales, con lo que héJn ahierto el ciJrnino para Ilcgar a comprcndcr el funci onamiento global del cerebro. La nota oficial del Instituto Karo La ci bem ét i ca cerebra I ha hecho I apJrlCIOn en su campo propiO en temo dr dar unidiJd él los conocimientos dispersos que se poseen El extraord inario auge experimenwdo por la cibernética en cuanto campo interdisciplinario es una muestra rnás de la tendencia hacia!a unificaciÓn de disciplinas en torno a unos pocos temas, que caracteriza hoy d ra a Id cienci a tras el m ovi miento dc dispersión I de i illlU merables especidl idades produci- "1 do en la primera rnitad del siglo. A nadie de estos que son en real fruto de una larga y detallada labor de los autores desde hace más de 20 alías, y de toda una pléyadu de nucv os investigadores en IlcurobiologíaIluchos discíou Ius S cuyos UJbdjOS dctua les podernos decir que sobrpasan ya los de estos tres Pddrcs dc la ciencia. Por otro lado este Nobel no es esperalmente próxirno, ya quc si la Fisiología uspallola I"a estadoen un lugar pri,lCipi31 de nuestra modesta aporunt cuya labor en la esti 11 ct u Id del si ste ma ner vi oso merecier a el Nobel en 1906. Los ahora tiencn lln rllagn di co h istoridl cient ifico, pero es IT"ayor élÓIl si consi dcrarnos la fe de creación de discípulos, escuelas y grupos de investigación en Estados Unidos y en el mundo entero. al otorgé1r a I Premio Nobel, dice, "Hubel y Wiesel han podido mostrar que i el mensaje informativo que transmiten I los ojos al cerebro recibe un tratamiento ! anal itico mediante el cual las componen: tes parciales de la imagen retiniana son leídas en función de sus contrastes, de su forma y del movi miento de la imagen so. bre la retina Gracias a sus i nvestigaci ones poseenlos h ay un co noci m i en to p rof u ndo del tratamiento de la información en el sector del sistema visual y de los procesos efectuados por las cél ulas vi suales", VISUAL EN ESPAÑA , lo que se refiere a España poi demos congratu lar nos po resta r cerca nos , a través de diversos grupos de investigación a esta primera línea mundial del progreso científico que viene a reconocer el premio Nobel. Cabe destacar en primer lugar el extenso trabajo de AntollioGallego y su cátedra de Fisiolog ía de la Universi dad Compl utense de Madrid, Sus i nvestigaciones, en conexión con cl grupo de Boycott y Kolb, sobre las células horizontal es y anwcrillas en la reti na, le han permitido desclJbri r nuevos ti pos celiJ lares en varias retinds de mam(feros, y defin ir sus conexiones funcionales. En la Universidad Autónoma dc Madrid está Carlos Asensio y el grupo de Garcia-Austt Buño, y otros, trabi3Jando también en mecanismos de transducción sensorial -no limitado a la visión-, modu laci{JIl de I éJ entradd sensoria 1, y en ritrnos el éctr i cos cerebral es e in tegraci ón sensoriomotri ¿, asr como en f isio logl"a del sueño y en el desarrollo de otras fUllciones nerviosas. Están en cOllexi ón. enfe otros, c<?n los neurobió lagos norteamericanos Bullock. Livinston y Cowan. En B ioci bcrnéti ca del Si ste ma Visua y ell relaciórl con los grupos anteriores, til3ne asentado ta rnbién un I rn portdnte reconocirniento interndcional el trabajo del Centro de Investigación en Ci bernéti ca quc dirige en Las Pal mas e I Profesor Moreno O ía/, disc ípulo del que fuera grdn propu Iso r del a C i be rnéti ca desde s u cátedriJ en el Instituto Tecnológi co de Massachusets, Warrcn Sturgis Me CuIloch, Los rcsu Itados de los ncurofisiólogas, funddmental mente descri ptivos de sus observi3ciones, son punto de partidJ para la obtención de resultados expl icativos de los mecanismo cerebrales median- i te un análisis físico-matemático de los I estímulos y I-espuestas del sistema, reali- i 7ado con las herramientas típicas de la " ci bernéti ca: los modo I os m atemát i CO~, la teor ía de sistemas. los autómatas, y la s i m u lac i ón con m icr oelectrón i ca y complJtadores, Esto es necesario para esclare. cer el funcionamiento del cerebro dada: su inmensa com pie j i dad. La corteza cere- ! bral con sus 50 cm 2 de s u ped i cie, p lega- " da en circonvoluciones en dos hemisfe- I r ios, contiene más de 100.000 millones i de células nerviosas con más de 10.000 : bi Ilones de conexiolles. Poco a poco se I han ido identificando diversas zonas, ca- " da una con funciones diferentes. Cajal y su discípula Rafael Lorentc de No describieron ya I as componentes neuronales de la co rte z a cerebra 1, I as vías de entrada de la , y las vías de . pr.oyecci ó n (efere n 18s). Act ua I mente se i estud ia la producción, Iransrnisión y codificación de las señales que en forma de mi cropotencia les el éctr icos se or ig i nan en los receptores sensoriales (transductores) de la piel, oído, ojo, y se transmiten en diversas etapds por el sistema nervioso central hasta llegar a la corteza cerebral. De modo particular en el sistema visuiJl, y específicamente en la reti na, es donde la in vest i ga ci ón canar ia ti en e a bu ndantes real i zaciones. Ss trabaja sobre procesamiento de las señales eléctricas visuales en la reti na de los vertebrados, detección neurofisi ológica de figuras estáticas, móvi les y coloreadiJs, y percepción y reconoc i m i en to de i mágen8s en si stem as cá : maraordenador de visión artificial. El : grupo canario parte de trabajos fleurofi. si 01 ógicos españoles y extranjeros con que se relaciol1an: especialmente dl3 com nicaciones de la escuela americana de Harvard, de Hube! y Wiesel; de la escuela del MIT, creada por Mc Cuiloch y Lettvi 11, Y de la escuela austral iana de Stone Roger Sperry, por su parte, ha estudiado el comportamien to funcional de cada uno de los hemisferios cerebrales tal1to en pacientes como en animales de ex per i mentac i ó 11, o per arl do y secci 011 ando el "corpus callosurn", fibra que une ambos hemisferios. El estudio de l1lás de 50 pacientes con el cerebro dividido en dos ~para aliviar así ciertas formas de epilepsia- ha servido pam conocer con mayor detalle las funciones que desempeña cada hem isferiSperry y colaboradores han concluido que las dos mitades del cerebro tienen capacidad independiente de mernJriiJ para al macenar datos, y de mecanismos pariJ soportar la consciencia, la comunicacióll y el control de la actividad m oto r a del hombre. El hemisferio i zqu ierdo es cognoscitivo y sirve para el lenguaje y el pensamiento de tipo matemático, mientras que el derecho es más capa; de creatividad e intuición- Sperry ha cubierto tiJmbién el principio de afinidad bioquímica por el que liJS neutronas en el desa r rollo cerebral estiJbleGen conexiones por sus terminales con otras afi nes bioqu (Inicarnente, dando I u. gar a redes o circuitos con funciones C~pecíficas, determinadiJS desde su propio có digo genéti co según los !Teca ni smo descubiertos por Watsoll y Crick para b generación de replicados de aminoácidos. En España cabe destacar en este ea mpo las i nvest i gaciol1es de I Profesor Rodriguel Delgado, en Yale, y actualmente en el Centro Especial Ramón y Cajal, que versan sobre esti mulación eléctrica y manipulación del cerebro para identi fieación, y en cierta medida control , de las fUllciones de los hemisferios cerebrales. Juntdmente con Montedgudo y del Pozo trabajan en minoe lectrodos para implantación qu i rú rgi ca, y en eq uipos bi oelectrón icos para telecontrol del cere. bro. Concretamente se experi menta erl "nducción de flexiones de extremidades y alteración del apeti to o del comportamiento emocional en animales. El reconoci miento por ordenador de ciertos patrones de activi dad del sistema I í mbico , permite establecer un lazo de real imelltación que esti mu la la sustallcia gris central modificando la conducta, Volviendo a los Drs. Hubel, Wiesel y Sperry, podemos decir finalmente que este Premio Nobel completiJ el concedido en 1977 a los bioquímicos Drs. Schally y Gui I !emin por sus investigaciones en la partinos trabajos
30 oct 2015