Enero

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jueves, 17 de julio de 2014

Mi cerebro me engaña 



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La imagen se mueve aunque todos sabemos que en realidad no se mueve, lo que sea que quiera decir eso . Y se mueve más cuanto más la exploramos con la mirada. Si fijamos la vista, las serpientes tienden a quedarse quietas. Pero, ¿por qué se mueven? ¿Por qué me está engañando mi cerebro?
Ver es extremadamente importante para nosotros los humanos. Somos animales fundamentalmente visuales y, por ello, no es extraño que dediquemos más del 50% de los recursos de nuestra corteza cerebral a realizar una tarea extraordinariamente compleja: crear, en tiempo real, una representación interna del mundo exterior que pueda ser utilizada por otras partes del cerebro para guiar nuestro comportamiento. La pregunta obvia es ¿cómo lo hacemos?, ¿cómo vemos? Esta cuestión ha intrigado a generaciones de neurocientíficos y ha producido, además de ingentes cantidades de publicaciones especializadas, 6 premios Nobel. Sin embargo, es una pregunta para la que seguimos sin encontrar una respuesta satisfactoria. La razón fundamental radica en el hecho de que Ver no consiste simplemente en una trasmisión pasiva de imágenes. Ver se parece más a un proceso de resolución de problemas. Y el problema a resolver por el cerebro no es trivial, como lo sería si fuese equivalente a reconstruir la imagen de un puzzle ordenando de forma correcta sus componentes individuales. Y no lo es por varias razones. Fundamentalmente, porque una escena visual refleja en nuestras retinas una imagen bidimensional y su reconstrucción en tres dimensiones plantea infinitas soluciones desde un punto de vista matemático, como sabe cualquier estudiante de diseño. Y, también, porque nuestro cerebro es un órgano bastante lento en relación con el ritmo al que se producen cambios en nuestro entorno y, para colmo, muy “caro” metabólicamente (aunque sólo representa el 2% de la masa corporal, consume el 20% de la energía necesaria para sustentar nuestro organismo).
En consecuencia, la mayor parte de la información que llega a nuestras retinas no puede ser procesada en tiempo real y ha de ser filtrada porque no tendríamos ni los recursos ni el tiempo necesario para analizarla toda. Nuestro cerebro funciona de una forma económica, empleando estrategias que nos permiten procesar información muy rápido y utilizando un número limitado de neuronas. Así, cuando exploramos una escena visual sólo extraemos una parte muy pequeña de la información disponible, la que subconscientemente consideramos más relevante, y realizamos una estimación de lo que estamos viendo en función de nuestra experiencia previa y nuestro conocimiento sobre las propiedades físicas de los objetos que nos rodean.
Podríamos pensar que lo que entendemos por percepción sensorial, no sólo la visual, es simplemente un proceso de evaluación de “hipótesis” en el que comparamos la información básica y poco elaborada que proviene de nuestros sentidos con nuestras complejas expectativas sobre el mundo. La idea de que nuestro cerebro cree hipótesis perceptuales, más allá de lo que es la pura información sensorial que recibe, es muy atractiva porque nos permite predecir cuáles son las consecuencias en el futuro inmediato de lo que estamos percibiendo. El ir siempre un poco más allá de la evidencia sensorial, el ver y, por qué no, el vivir utilizando el poder predictivo de las hipótesis que nuestro cerebro genera nos ha proporcionado inmensos beneficios en la lucha por la supervivencia. El coste, sin embargo, ha sido muy pequeño: una rica variedad de ilusiones que nos asombra, divierte y confunde; pero que, por encima de todo, constituyen una verdadera ventana a través de la cual podemos asomarnos a los mecanismos básicos de funcionamiento de nuestro cerebro.
Eso sí, deberíamos tener presente que, el (extraño) día en que decidir si se mueve o no la imagen de Akiyoshi Kitaoka sea cuestión de vida o muerte, todos moriremos irremediablemente.
Para no acabar con un mensaje tan apocalíptico, pongo otro ejemplo que de hecho puede sernos muy útil en momentos de aflicción:
Un estudio reciente reveló que si después de darnos un golpe en un dedo, digamos con un martillo, nos lo miramos con unos prismáticos puestos al revés (de forma que veamos el dedo más lejos de lo que realmente está), ¡¡el dedo nos duele menos!!
Sin pasar por alto el contenido didáctico de este estudio, me pregunto también cuál sería el estado anímico-mental del señor… el día que se le ocurrió tal experimento. La otra duda que me surge es acerca de cómo les explicaban a los sujetos experimentales lo que tenían que hacer:
“La idea es que usted ponga la mano en está mesa. Entonces nosotros le golpearemos repetidas veces alguno de los cinco dedos. Acto seguido usted tendrá que mirarse el dedo golpeado durante unos segundos. Posteriormente le daremos unos prismáticos para que vuelva a mirarse el dedo con ellos, pero puestos al revés”.
.- Ilusiones. Cuando nuestro cerebro no acierta a reconocer la realidad física de un estímulo sensorial y construye en su lugar una representación mental “errónea” surgen las ilusiones sensoriales, como las serpientes en movimiento de Kitaoka, que serían un ejemplo clásico de ilusión visual. Las ilusiones no deben entenderse como una aberración sensorial, sino como una consecuencia inevitable de la estrategia que el cerebro emplea para comprender el mundo que nos rodea en tiempo real y, como tales, presentan un gran valor adaptativo.
.- El cerebro es lento. Toda la información que obtenemos del mundo a través de los sentidos es procesada de forma secuencial y en paralelo por grupos de neuronas que se encuentran localizados en partes distintas del cerebro, a veces separadas por grandes distancias. Este tipo de procesamiento requiere tiempo. Por ejemplo, en el caso del sentido de la vista, la información sobre una escena visual tarda entre veinte y cuarenta milésimas de segundo en alcanzar la primera área de la corteza cerebral en la que será procesada; se necesitan entre ciento veinticinco y doscientas milésimas de segundo para poder reconocer un objeto, como una cara, y mucho más para que la información visual sobre ese objeto pueda influir significativamente en nuestro comportamiento motor. Y todo ello, sin tener en cuenta el tiempo empleado en ejecutar los movimientos. Con estos retrasos se hace muy difícil imaginar cómo somos capaces de, por ejemplo, pilotar coches a alta velocidad, jugar al tenis o realizar la mayor parte de nuestras actividades cotidianas como simplemente cruzar la calle o caminar evitando obstáculos. El ejemplo del tenis es muy ilustrativo: con una cancha de aproximadamente veinticuatro metros de longitud y un jugador que lance la bola a unos doscientos kilómetros por hora, el contrincante al resto sólo dispondrá de unas cuatrocientas veintisiete milésimas de segundo para detectar la trayectoria de la bola, dirigir su cuerpo y la raqueta hacia ella y, finalmente, golpearla con la dirección adecuada para que alcance el campo contrario. ¿Cómo somos capaces de hacerlo?
.- El cerebro es muy caro. ¿Cuánto cuesta realmente mantener nuestro sistema nervioso central? Hagamos los cálculos. Nuestro cerebro está compuesto por aproximadamente diez billones (10 elevado a 12)

 de neuronas que se comunican por medio de potenciales de acción, impulsos eléctricos muy breves cuya combinación forma la base alfabética del código neuronal, el lenguaje que permite la transmisión de información en el cerebro. La producción de uno de esos potenciales de acción por una sola de los 1012 neuronas que poseemos consume veinticuatro mil millones (24 x 10 elevado a 9) de moléculas de ATP, la moneda energética de nuestro organismo. Si tenemos en cuenta que obtenemos treinta moléculas de ATP de cada molécula de glucosa que ingerimos en la dieta, necesitaríamos la astronómica cantidad de 800.000.000.000.000.000.000 (8 x 10 elevado a 20)! moléculas de glucosa para que todas las neuronas de nuestro cerebro pudieran producir un potencial de acción más o menos sincrónicamente.












Pero, ¿cuánto cuesta realmente cada molécula de glucosa? ¿Son 8 x 10 elevado a 20 moléculas muchas o pocas? 0,024 gr. de azúcar contienen exactamente 8 por 10 elevado a 20 moléculas de glucosa, y una cantidad similar de moléculas de fructosa. Como la fructosa tiene un rendimiento energético menor que la glucosa, podemos concluir que necesitamos entre 0,015 y 0,020 gramos de azúcar para que todas las neuronas de un cerebro como el nuestro emitan un potencial de acción en cada instante. Pero cada una de nuestras neuronas puede producir decenas o incluso cientos de estos potenciales de acción por segundo, así que la cantidad de azúcar necesaria sería en realidad de hasta 1,5 o 2 gramos por segundo, ¡y eso sin tener en cuenta que el gasto de energía asociado con producir potenciales de acción en el cerebro constituye tan sólo el 13% del total! Si hacemos los cálculos, veremos que, con una dieta equilibrada y una ingesta de calorías razonable, y saludable, no podemos permitirnos de ninguna manera que todas nuestras neuronas produzcan potenciales de acción simultáneamente. Esto no quiere decir que utilicemos sólo el 10% de nuestro cerebro, en absoluto. No hay ninguna zona de nuestro sistema nervioso que permanezca inactiva, muy al contrario, lo utilizamos todo (al menos yo lo intento). Pero la propia organización funcional del cerebro hace que éste se utilice de la forma que es más eficaz metabólicamente; algo parecido a como utilizamos las distintas marchas de nuestro coche para aprovechar toda la potencia del motor. todo es diferente aun gif