capítulo 5 MEMORIA

Conocemos como memoria, la capacidad de retener información acerca de nosotros y nuestro ambiente. Memoria es la habilidad de recordar los detalles de la experiencia de nuestras experiencias pasadas, eventos y cosas aprendidas. La memoria se basa en la adquisición consciente y recuerdo de la información. La definición de la memoria debe tomar en cuenta todo el conocimiento que adquirimos, guardamos y utilizamos sin darnos cuenta. Incluye habilidades motoras y conocimiento perceptual, el cual es utilizado inconscientemente. La memoria incluye una base muy importante en la experiencia que hemos acumulado a lo largo de nuestra vida y en el sistema nervioso para adaptarse a su milieu (ambiente interno) sea consciente o no.

La memoria está hecha de conocimiento y el conocimiento de memoria.

FORMACION DE MEMORIA:

1. Conocimiento

2. Memoria

3. Percepción

Estos tres comparten una gran cantidad de redes corticales o cogniciones que contienen en su estructura contenido informacional de las tres.

Tanto las memorias almacenadas como los cognits, son redes corticales.

El proceso de aprendizaje comprende el aprendizaje por asociación.

La memoria es fundamentalmente una función de asociación. El proceso biofísico en la formación de memoria es la modulación de transmisión de información a través de la sinapsis. El proceso biofísico en la formación de memoria es la modulación de transmisión de información a través de la sinapsis. La memoria filética es la estructura de las cortezas sensoriales y motoras, se ha formado en el curso de la evolución por principios asociativos. Las redes de memoria cortical son formadas dentro y entre cognits por un proceso asociativo que se organiza a sí mismo.

La recuperación de la memoria, reconocimiento, recuerdo, es un proceso asociativo.

1. La memoria se consolida a través de práctica, repetición de las operaciones cognitivas que trabajan en sinergía fortaleciendo las sinapsis que forman la redes de memoria en la corteza. En el campo cognitivo se conoce este proceso de consolidación como codificación de la memoria.

2. El hipocampo juega un papel importante en este proceso pero es a su vez limitado. La amígdala, que se encarga de evaluar la parte afectiva y motivacional de los estímulos juega probablemente un papel acá.

3. La consolidación ocurre por principios Hebbianos de asociación, autónomamente y simultáneamente en una convergencia sincronizada.

Las entradas (inputs) que construyen las memorias nuevas pueden venir de muchas fuentes externas o internas. Las internas incluyen las que vienen de el ambiente interno del organismo (milieu) a través del sistema límbico lleva a la neocorteza información en las connotaciones afectivas de los estímulos sensoriales. Otros inputs internos pertenecen a redes corticales cognitivas pre-existentes activadas por estímulos sensoriales en el acto de percibir.

En la formación de memoria la heterarquía de los inputs es la regla. Cualquier neurona o grupo de neuronas en una jerarquía cognitiva puede convertirse en parte de muchas memorias. Los múltiples traslapes de redes de memoria se suman para producir el mismo resultado. Estas intersecciones múltiples también tienen que ver con el potencial de recuperación después de una lesión, además del fenómeno de la falsa memoria.

La clave para entender lo robusto de la memoria y la no especificidad aparente de algunas amnesias después de lesiones ocurre especialmente en las partes altas de la corteza. Para consolidar la memoria en las redes corticales de largo plazo es necesario mecanismos de modulación sináptica que hagan permanecer las impresiones sensoriales que forman una memoria.

La memoria perceptual y la memoria ejecutiva, se beneficiaran con la repetición de las impresiones sensoriales. Para reforzar una memoria los inputs reinducidos, necesitan ser distintos a los que los generaron. Asociaciones de similitud, de constancia motora o perceptual y representación simbólica pueden recrear inputs para enfatizar la red de memoria. Uno o todos estos mecanismos potenciales, permiten que los componentes asociados de una red permanezcan activos para consolidarse mientras permanecen en la memoria a corto plazo.

MEMORIA A CORTO PLAZO

Ebbinghaus (1885), un pionero investigador de la memoria humana, hizo un gran descubrimiento. Probando su habilidad de retención de una lista de sílabas sin sentido a varios intervalos después de aprenderlas, planificando los resultados, hizo graficas con una curva aplicada. En las primeras 24 horas su olvido fue precipitado, después de ese tiempo recordó cuarenta por ciento del material, al tercer día su retención bajo al treinta por ciento luego descendió lentamente al veinte por ciento en 30 días. En los 3 primeros días la memoria estaba estable. Esto fue el origen del concepto de transición de la memoria de corto a largo plazo. La memoria de largo plazo parece haberse guardado en mejor forma en el almacén. Lo que se perdió fue la memoria a corto plazo.

1. Memoria de corto plazo: se caracteriza por una capacidad limitada de almacenamiento, estimada con una máxima capacidad de siete ítems.

2. Memoria de largo plazo: tiene capacidad de memoria ilimitada.

Ambas se benefician con la repetición y práctica.

Con la revolución cognitiva de 1960, investigadores de la memoria sugieren:

1. evidencia de un modelo de dos sistemas de memoria

2. evidencia contra este modelo de dos sistemas de memoria

La neurofisiología del hipocampo argumenta a favor de la evidencia de un modelo de dos sistemas de memoria ya que un paciente lesionado en el hipocampo pueden recordar eventos muy recientes pero no memorias a largo plazo, nos dicen que la memoria a corto plazo es almacenada en algún otro lugar pero que el hipocampo es necesario para transferirla a un almacén permanente. La diferencia entre la memoria de corto plazo y la de largo plazo es que a mayor numero de ítems y su complejidad, más difícil de recordar y fácil de olvidar. Recordar se refuerza por medio de la práctica y se impide por la distracción. En alguna parte del sistema nervioso la memoria pasa por un proceso de consolidación, si se da una interferencia en ese proceso no permitimos que la memoria sea permanente. Acá parece no haber una necesidad de dos almacenes. La información empieza a llegar al almacén permanente en el momento de entrar. El debate entre la memoria dual y la única (single), parece haberse resuelto con la memoria unitaria (la teoría de la memoria unitaria).

MEMORIA PERCEPTUAL

La heterogeneidad es un rasgo de todos los tipos de memoria y es un resultado de su naturaleza asociativa. La memoria autobiográfica es caracterizada por episodios y explicaciones (declarativa), muestra la heterogeneidad y el problema de querer clasificar las memorias por su contenido. Existe la memoria de dos modalidades sensoriales: visual y acústica, espacial y memoria de caras como las referencias implícitas para otros ítems de memoria perceptual y memoria motora. Esta también la memoria semántica, que nos permite describir de una manera comprensible y completa. La memoria emocional (miedo). La memoria episódica es representada por una red heterarchica de elementos corticales dispersos ampliamente (o cognits) cada uno de los cuales pueden servir a una memoria particular como también a muchas otras.

Dependiendo de la biología de la corteza, la única taxonomía de memoria está basada, según neurocientíficos, en la arquitectura funcional de la corteza cerebral. No hay sistemas de memoria sino una memoria de sistemas (Fuster, 1995)

Llamamos sensorial a una selección de áreas posteriores corticales que se dedican a recibir y almacenar información de los sentidos y de las funciones cognitivas que se relacionan con ellos. llamamos motora a la selección de áreas frontales dedicadas a las acciones del organismo y sus funciones cognitivas relacionadas. La memoria se almacena en los dos sectores de la corteza organizada de manera jerárquica como lo están los cognits que representan.

La memoria perceptual es todo el conocimiento adquirido a través de los sentidos a lo largo de la vida de un individuo. Esta definición incluye la memoria semántica. La memoria perceptual está formada de experiencias pasadas.

Es importante resaltar algunos detalles del modelo y de la evidencia comprobable con respecto a la distribución cortical de la heterarquía y de las redes traslapadas que forman las memorias perceptuales.

En la corteza encontramos las capas de la memoria episódica y semántica, separadas una de la otra (separación en forma artificial), la capa más integrativa de la memoria está ubicada en el nivel más alto de nuestro esquema. Ésta sería la capa del conocimiento formada por adición y abstracción de los constituyentes comunes de muchos recuerdos, la experiencia general del organismo y su entorno.

Los recuerdos pueden ser sostenidos en cualquiera de los dos hemisferios de la corteza y algunas redes de memoria se extienden de un hemisferio a otro a través de las fibras en el cuerpo calloso. Dos factores estructurales soportan la solidez de una memoria y en su resistencia a la pérdida por lesiones corticales:

1. la fuerza de su conexiones

2. la jerarquía superior de su contenido

la fuerza sináptica depende de la eficiencia de consolidación la cual depende a su vez de operaciones cognitivas como: atención, repetición y práctica. A mayor consolidación de memoria, mayor resistencia a lesión. Asociaciones con referencias espaciales y temporales precisas, con rasgos faciales y símbolos particulares son más débiles que las basadas en características más generales o combinaciones de ellas.

Las memorias adquieren solidez por dos razones:

1. contenido más redundante, sostenido por redes de más bajo nivel, la pérdida de algunas conexiones permite que otras se queden con alguna memoria.

2. A niveles más altos, las memorias tienen acceso a más caminos asociativos, por esto, los componentes de memorias a alto nivel son más vulnerables.

MEMORIA EJECUTIVA

En relación a la corteza pre-frontal, ésta tiene un papel en las funciones cognitivas relacionadas con la conducta o con el lenguaje. Las funciones integrativas de la corteza pre-frontal, memoria de trabajo, atención, preparación e inhibición son asignadas a diferentes áreas pre-frontales.

Por medio de un estudio fenomenológico de pacientes con una lesión en el lóbulo frontal hemos podido apreciar el rol que tiene la corteza frontal como almacén de memoria motora o ejecutiva. Después de una lesión en la corteza lateral frontal se da una inhabilidad de recordar una serie de acciones ordenadamente. Este déficit en planificación de nuevos planes de conducta, es un síntoma casi universal de daño frontal (Fuster,1997). Parece ir en ambas direcciones, a secuencias pasadas y dificultad para representar acciones futuras, un déficit en la memoria del futuro (prospective memory, Dobb and Rule, 1987). Es un desorden de representación de secuencias ejecutivas, ( schemas of action, Arbib et al.,1998).

El término ejecutivo es más adecuado para referirnos a toda la jerarquía frontal. Los aspectos básicos de la acción ejecutiva son representados en la corteza motora del giro prerolándico. Es acá donde se depositan las memorias motoras filéticas, la estructura para la representación del movimiento del esqueleto. Justo arriba de la corteza motora, está la corteza promotora. La acción es representada en una forma global, refiriéndonos a trayectoria y meta, la secuencia y el orden son representados en la corteza promotora (Mushiake et al.,1990; Hikosaka et al.,1999), surge el concepto de unidades espejo (Rizzolati et al. 1990). Éstos son neuronas en las áreas promotoras del mono que responden a la ejecución y también la vista de una acción o serie de acciones, aún siendo realizadas por un humano. Son activadas por estímulos sensoriales asociados con las acciones que éstos representan.

En la neuropsicología, las secuencias de acción en la conducta y lingüística son representadas por redes de la corteza lateral pre-frontal. Éstas representaciones parecen tratarse de esquemas, planes y programas de acción. Los altos niveles de redes pre-frontales que constituyen las cogniciones de acción se organizan a sí mismos. Entre las entradas que modulan las sinapsis entre neuronas de redes ejecutivas están las que llevan información del curso y consecuencias de acción a la corteza frontal. Mucha de esta entrada colectiva se compone de señales de retroalimentación que regulan la acción en el ciclo de la percepción-acción.

La estructura funcional de las redes ejecutivas han sido exploradas en los monos con micro electrodos. Las neuronas de la corteza pre-frontal son las que colaboran con la integración conductual de los estímulos auditivos con los visuales a través del tiempo, parecen pertenecer a la memoria de largo plazo asociando estímulos de dos modalidades sensoriales como resultado del aprendizaje.

Las redes ejecutivas pre frontales sirven para cerrar temporalmente el círculo, en el tope, en la construcción de la conducta, el razonamiento y el lenguaje humano. En la memoria ejecutiva también son importantes la repetición y la práctica, para su consolidación.

Con la práctica y repetición, los elementos comunes de muchas series de acciones generan un proceso por el cual llegamos a los esquemas de acción, estos esquemas globales representan símbolos de acción equivalentes a símbolos preceptúales en la jerarquía nemónica de la corteza posterior. Las redes representadas en la corteza frontal forman una clase de memoria ejecutiva semántica. La abstracción más allá por dispersión y convergencia de la información ejecutiva conduce a una red global frontal que representa conceptos de acción. En el cerebro de los humanos las redes conceptuales incluyen sistemas de valores de conducta como la responsabilidad, el altruismo, etc.

Una gran parte de la memoria ejecutiva es representada en redes neuronales de la corteza frontal. Redes jerárquicamente organizadas por su contenido, conformando los tres ordenes: conectivo, filogenético y ontogenético.

Lesiones de la corteza motora y promotora son perjudiciales para la representación y articulación del haba que las lesiones de la corteza pre frontal. Las lesiones grandes de la última corteza generan desordenes e lo que es la representación de los constructos complejos lingüísticos y los conceptos.

Hemos hablado de los aspectos procedimentales de la memoria ejecutiva (memoria procedimental). La memoria autobiográfica está representada en el lóbulo frontal. La memoria autobiográfica de acciones pasadas está en la corteza posterior, y allí donde las percepciones relacionadas a esas acciones, son colocadas en mapas espaciales unidas por el tiempo y la historia.

Probablemente con la asistencia de entradas de otras regiones corticales y el sistema límbico, la corteza pre frontal lateral forma dentro de ella redes que representan acciones futuras. Es extraordinario el desarrollo filogenético y las dimensiones de la corteza en el cerebro humano. Hay muchas buenas razones por las que llamamos a la corteza pre frontal: “el ejecutivo del cerebro”, el órgano de la creatividad. La corteza pre frontal juega un papel importantísimo en la inteligencia.

RECUPERACION DE MEMORIA

El proceso de recuperación de memoria necesita que la red que representa se reactive. Algunas formas son recordar, memorizar, reconocer y éstas se diferencian en contenido y el contexto de cada una. La red neuronal que está en el patrón de conexión define y mantiene la memoria. En términos cognitivos, el proceso de activación de la red de la memoria se origina mayormente del carácter asociativo de la memoria (perceptual o motora). Entonces el proceso asociativo es la activación de la red por medio de la activación de sus componentes asociados.

La recuperación de la memoria puede ser provocada por una gran variedad de estímulos externos e internos por las condiciones del organismo. La memoria es mayormente implícita y puede ser recuperada inconscientemente por mayores razones adaptativas.

Para que la memoria sea recuperada su red cognitiva necesita tener un gran grado de solidez, a lo cual se llama fuerza sináptica. Mayor sea su solidez, mayor será la accesibilidad de recuperación. Algunas amnesias están completamente ocasionadas por la pérdida o debilidad de las redes de la memoria cortical como: el desuso, patología o envejecimiento. Por otro lado otras amnesias son ocasionadas al desorden de mecanismos de recuperación, en este caso seria cuando la memoria está ahí pero no puede ser recuperada. La amnesia se reduce por varias razones en el tiempo como: cuando los eventos se convierten progresivamente más recuperables, del pasado al presente desde el momento en que la conmoción cerebral ocurrió.

Por razones patológicas algunas memorias emocionales son vueltas a recuperar en el estado consiente y otras son recuperadas en estados hipnóticos. Entonces las memorias pueden ser mejor recuperadas por reconocimiento que por recuerdos. Por reconocimiento el estimulo esta mayormente presente y por memoria, están de manera indirecta. El hipocampo está implicado en la recuperación consciente de algunas formas de memoria, como en la memoria perceptual, llamado declarativa (espisodios y hechos). El rol fundamental del hipocampo es en este caso que la memoria nueva se forme en la memoria vieja.

Existen tres categorías de imput neuronal que pueden llevarnos a la activación de las redes corticales de la memoria:

1. estimulo sensorial

2. imputs de otras redes de memoria

3. imputs de el entorno interno

Los imputs en estas tres categorías intervienen en la recuperación de cualquier tipo de memoria (perceptual, ejecutiva, o ambas).

Entonces concluímos que las memorias están formadas por redes corticales por mecanismos y principios asociativos. La memoria perceptual de la red está organizada jerárquicamente en el cortex posterior de la asociación, y las redes de la memoria ejecutiva están organizadas jerárquicamente en el cortex frontal. Además en este capítulo se explica el proceso de la recuperación de la memoria este consiste en que la reacción asociativa de su red es por la excitabilidad y la exposición de sus neuronas. Los resultados del comportamiento es el resultado de la activación de la red de memorias perceptuales y ejecutivas.

En la mayoría de casos uno recuerda conscientemente la memoria y otras veces la mayoría de memorias se logran recordar inconscientemente.

capítulo 4 Percepción

Este capítulo nos describe el proceso de percepción y la estructura y forma de las áreas cerebrales involucradas en él. En el proceso cortical de la información sensorial existe un orden que corresponde isomórficamente al orden fenoménico de la percepción.

CATEGORIZACIÓN PERCEPTUAL

Filósofos y psicólogos de todos los tiempos, desde Heráclito (siglo V, A.C.) hasta los psicofísicos contemporáneos, han visto la percepción como la representación del mundo que entra a la mente a través de nuestros sentidos. Para algunos la sensación y percepción son distintos términos para la misma facultad mental. En la neurociencia moderna se ha asumido la percepción como efectos de los estímulos sensoriales sobre receptores, redes y células nerviosas, vieja versión del principio de la energía específica de los nervios de Muller (Boring, 1942).

Una explicación más acertada de la percepción incluye no sólo el procesamiento de estímulos externos, sino también, los aspectos autobiográficos de la percepción. Bishop Berkeley (1709/1963) primero, y dos siglos después Helmholtz (1925), argumentan que nuestras percepciones del mundo están influenciadas por nuestro pasado, son moldeadas por nuestras memorias previas y guiadas por atención selectiva que, como la memoria, está ancladas en el pasado..

La neurociencia contemporánea nos dice que la percepción no esta bajo la influencia de la memoria sino que es memoria en sí misma, es decir, es la renovación de la memoria. Percibimos lo que recordamos y recordamos lo que percibimos. Todos las percepciones son eventos históricos, categorizaciones de impresiones sensoriales las cuales están determinadas por una memoria pre-establecida.

Cada percepción tiene dos aspectos entrelazados:

reconocimiento de la categoría de información cognitiva en la memoria

categorización de nuevas impresiones sensoriales a la luz de esa recuperación de memoria

Es decir, la interpretación de nuevas experiencias basadas en suposiciones de nuestras experiencias anteriores.

Los psicofísicos y la ciencia cognitiva tienden a ignorar el hecho de que “la mayor parte del proceso de percepción es ejecutado en paralelo e inconscientemente”. En mucha de la categorización que realizamos de la información sensorial no estamos necesariamente conscientes (Barsalou,1999) mientras nuestro cerebro la procesa. Fuera de nuestra consciencia, probamos y verificamos suposiciones acerca del mundo. En el proceso perceptual guiado por atención selectiva, la memoria determina la categorización. La atención puede ser estimulada por percepciones inesperadas a nuestro alrededor y nos puede alertar acerca del peligro, novedades e incluso la acción de adaptación, si es necesario. Puede originarse de planes preconcebidos o búsquedas en campos creativos y científicos, por ejemplo. La atención nos ayuda en la función de categorización de la percepción.

Estamos siempre en la búsqueda de significado y de nuevas categorizaciones de la realidad, o nuevas formas de discriminarlas, nuestra búsqueda se basa en nuestras expectativas basadas en la memoria. La atención selectiva tiene dos componentes: inclusión y exclusión.

- La inclusión es la selección de un sector limitado de experiencia sensorial para analizar la información dentro de él.

- La exclusión suprime la información de otros sectores que interfiere con el análisis en el que nos enfocamos en ese determinado momento

-

Nuestro estado de ánimo influye increíblemente en nuestra percepción del mundo. La depresión por ejemplo, puede hacer que nos enfoquemos principalmente en aspectos negativos, en contraste, un humor elevado o eufórico nos agudiza la atención en una forma inconsistente y nos puede hacer vulnerables a la distracción. Nuestros valores y nuestras connotaciones emocionales son importantes en nuestra categorización perceptual, sea ésta consciente o no. Cuando estamos ansiosos y hay una situación que no se percibe claramente, el miedo nos hace percibirla como una amenaza o peligro. Finalmente el tono emocional del uso del lenguaje puede dar lugar a malentender el contenido cognitivo.

Mucho de todo el proceso de percepción e información que clasificamos de nuestras impresiones sensoriales recibidas del ambiente, incluyendo nuestro ambiente interno, se dan fuera de nuestra consciencia. Es poco lo que nos lleva a una acción cognitivamente definida. Nuestros cognits perceptuales están interconectados a los cognits ejecutivos y eso nos lleva a la acción. Percepción traducida en acción involucra la red posterior cortical en el lóbulo frontal. La categorización que proviene de la memoria que forma el percept es un acto de concordancia guiada por la atención, el afecto y el valor.

La información que corresponde a una categorización ya existente, incluyendo la respuesta emocional, tiene más posibilidad de acaparar la atención consciente del organismo.

Concluyendo, la esencia de la categorización perceptual consiste en concordar la organización de las impresiones sensoriales con cognits preestablecidos de la memoria.

Gestalt

La gestalt sostiene que la información sensorial y cognitiva están organizadas por relaciones espaciales y temporales entre las características básicas, la temporal en módulos de la corteza sensorial. Las relaciones entre estas características son las que definen los elementos cognitivos y sensoriales como unidades estructuradas de sensación y conocimiento. La gestalt es una teoría verificable de la percepción que explica cómo identificamos objetos en mundo que nos llega por los sentidos. La psicología de la Gestalt, a la fecha, es el enfoque más común en la investigación del isomorfismo entre la percepción y la función cerebral. La gestalt se desarrolló alrededor de la percepción visual y espacial. Cómo distinguimos un objeto de su campo o fondo? (background), cómo aislamos un objeto de otros alrededor y cómo lo identificamos.

Los principios de organización de la Gestalt son:

- proximidad

- similitud

- continuidad

- cierre

Estos contribuyen a afirmar que el todo es más que la suma de sus partes.

La psicología de la Gestalt nos explica una variedad de configuraciones en la cognición humana, incluyendo las funciones de aprender y pensar. Los principios de la Gestalt colaboran no sólo en la organización espacial, sino también, en la temporal para otras modalidades sensoriales además de la visión y en múltiples niveles de organización jerárquica en términos de complejidad y abstracción.

Existen dos problemas a resolver en la corteza cerebral: la constancia perceptual y la simbolización. La teoría de la Gestalt resuelve el problema de la constancia perceptual, o sea, la habilidad de reconocer las cosas, a pesar de cambios en su dimensión o en otras características.

La simbolización no ha sido resuelta por la Gestalt ni por la neurociencia.

DINAMICAS CORTICALES DE LA PERCEPCION

La percepción es la activación por medio de la red cortical posterior, un cognit perceptual, una gestalt presente en el ambiente. Conocemos la percepción como:

entradas sensoriales (inputs), 2. aparato de percepción previamente preparado, listo (Edelman,1987) 3. recategorización

La percepción involucra redes de neuronas ampliamente distribuidas y no necesita convergir para que sea considerada una percepción.

El proceso paralelo de la información del ambiente es particularmente necesario en la visión, dado que cambia rápida y simultáneamente en varios aspectos. Las gestalts afines se ajustan rápidamente con las áreas altas de asociación, en el nivel simbólico. Las gestalts nuevas pasan por un proceso mas elaborado de análisis y segmentación en niveles bajos antes de se categorizados en un nivel más alto(Lamberts,2000).

En los niveles más bajos las percepciones cognitivas son puramente sensoriales y categorizan información definida por parámetros físicos. Las redes sensoriales estás listas para representar y analizar esos rasgos cuando aparecen en el ambiente en nuevas configuraciones. La representación perceptual en esas redes va a ser fiel a ese ambiente. El hecho de que las redes sensoriales en la corteza sensorial sean formadas temprano en la vida no quiere decir que no puedan ser modificadas ya que retienen un grado de plasticidad en la vida adulta (Gilbert,1998).corrientes paralelas de conectividad cortical circulan a las áreas sensoriales altas, éstas se dedican a la representación y análisis de la información sensorial. La conectividad entre cada corriente cuenta de fibras colaterales, convergentes, divergentes y recurrentes. En las áreas altas, algunas que retienen retinotopía o somatotopía, se especializan en procesar ciertas características sensoriales como: el color, orientación, movimiento, presión y tono.

En algunas de estas áreas sensoriales secundarias vemos la habilidad de detectar contornos ilusorios al menos tomando en cuenta un principio de la Gestalt. Redes en estas áreas unimodales sensoriales bajas pueden categorizar relativamente percepciones simples. En áreas más altas de asociación unimodal (corteza inferior temporal para la visión) el proceso se especializa en características más complejas. Las redes cognitivas en esas áreas representan objetos por categorias, por ejemplo: las caras, definidas por relaciones espaciales entre sus componentes. Identificar y hacer asociaciones de una cara en particular involucra extensiones de esas redes en otras áreas asociativas al mismo y otro nivel. La percepción de una cara, activa los componentes visuales de una red y esos componentes a su vez, la de otras modalidades que tienen otros atributos de la persona. Si se tratara de una expresión emocional, la red activada puede haberse extendido a la corteza límbica o a la amígdala.

Más allá de las cortezas de asociación unimodales, las corrientes de procesamiento fluyen en grandes espacios de la corteza paralímbica, llamada corteza transmodal por Mesuluam (1998). Dependiendo de si esta corteza sufre lesiones y de que grado y área en particular sale afectada, puede provocar agnosias o dificultad en reconocer los distintos objetos, palabras o estructuras del lenguaje o afasias semánticas. Las redes en esta corteza codifican categorías amplias de cognición.

Los símbolos se derivan de las Gestalt, se forman en el aparato perceptual de la corteza por la experiencia repetitiva con variantes de la gestalt que representan o con otros símbolos (Ej: palabras). Un símbolo está formado por un set especial de caracteristicas lo cual es una gestalt definida por un set de relaciones específicas. Los símbolos representan una gran cantidad de formas individuales (cogniciones), que pueden ser caracterizadas como altamente degeneradas (Edelman).

Pueden encontrarse patrones de conectividad entre y dentro de niveles jerárquicos bajos y altos, lo que permite una vinculación flexible de las caracteristicas asociadas de una cognición, vinculando sensaciones con símbolos por ejemplo. La convergencia hacia arriba permite vincular las propiedades en categorías altas y la divergencia hacia arriba asiste la distribución de propiedades comunes a categorías diferentes. La conectividad colateral sirve para vincular categorías al mismo nivel. La conectividad recurrente permite la reentrada en el vínculo heterárquico y en el proceso de arriba hacia abajo. Los patrones de conectividad entre los niveles jerárquicos, tienen las siguientes implicaciones en el proceso y representación de las percepciones:

-una cognición puede definirse por una net que conecta atributos o rasgos dispersos o en la corteza asociativa

-una cognición a alto nivel puede reunir atributos de una variedad de cogniciones en los niveles bajos formando una categoría más general de percepción

no existe la necesidad en ningún nivel de una convergencia para entrar cogniciones localizadas repentinamente

-atributos específicos pueden ser dispersados a altas categorías que tengan atributos en común

En el curso del desarrollo y la educación, las palabras se convierten en representaciones simbólicas de cognits, jerárquicamente organizadas. Las palabras y las estructuras lingüísticas son codificadas redes neuronales de la corteza asociativa posterior.

En los niveles bajos de la jerarquía cortical, las gestalts son analizadas, ubicadas e integradas por sus rasgos sensoriales. Los objetos pueden ser segmentados , los contornos ilusorios pueden ser completados y los puntos ciegos llenados. Las caracteristicas de las nuevas configuraciones sensoriales son analizadas y luego pasan a altos niveles unimodales, luego pasan a niveles más altos y son integradas. Las redes que representan símbolos visuales probablemente retienen relaciones topológicas con los objetos que representan y esto les permite categorizarlos a través de la retina en su magnitud o ubicación. La red de conexiones con las estructuras límbicas, median la categorización de la información sensorial en los aspectos afectivos y emocionales.

La evidencia fisiológica y neurosicológica indica que la constancia perceptual aumenta con un nivel ascendente en la jerarquía en a que la categorización se realiza. La constancia es baja en las cortezas sensoriales y alta en la corteza transmodal. La constancia para objetos a través de las dimensiones visuales se inicia en la corteza inferotemporal (Tanaka, 1993). La constancia para símbolos gráficos altamente variables, como cartas y palabras, no ocurre en el área de la corteza de Wernicke. La constancia aumenta como resultado de la topología de rasgos esenciales de una clase dentro de redes hechas progresivamente más escasas pero firmemente establecidas. Esto puede contribuir a una gran resistencia de las categorías altas preceptúales a lesiones corticales e incluso a una amnesia debido a esas lesiones.

La constancia perceptual parece aumentar en jerarquía de las áreas preceptúales junto con abstracción aumentada de la información percibida. Cuando un acto de percepción resulta en atención selectiva se activa la red de categorización y esta activación se mantiene por excitación, a la vez, otras redes van a ser recíprocamente inhibidas, si no fuera así un estímulo sensorial discreto nos llevaría a una cascada de a través de lazos asociativos de experiencias pasadas. El estímulo nos llevaría a una explosión escitatoria y a la sumersión de la gestalt cognitiva que trae un ruido asociativo.

En este capítulo es muy importante dejar claro que: un objeto es representado en varios niveles jerárquicos, desde lo sensorial a lo simbólico.

VINCULACION PERCEPTUAL

Este término es utilizado por los psicólogos para identificar la combinación de rasgos de una experiencia sensorial que están asociados en la percepción de un objeto. En este libro es utilizado como: la activación de las redes neuronales o cognit que representan a un objeto en su estructura asociativa neuronal. Entonces esta red representa y categoriza el objeto de tal manera que, inicia cualquier operación cognitiva o conductual en el organismo.

Fuster explica que la cubierta perceptual, es la unión de las activaciones de todas las redes neuronales que es inducida por la presencia entera de todo el objeto o por una de sus partes asociadas.

Berger (1929) descubrió el EEG (electroencefalographic) que ayudo al estudio de la actividad eléctrica del cerebro humano. Con este aparato se pudo describir las diferentes ondas que se presentan en un cerebro “anormal” o “normal”, como la onda alfa con ritmo (8-12 Hz). Esto puede observarse en varios estados conductuales o funciones cognitivas como; atención, excitación emocional, memoria de corto plazo y percepción.

Actividad HF es algo inherente en la tendencia que tienen las neuronas de oscilar en algunas estructuras del cerebro. Esta actividad refleja de manera indirecta una codificación cortical. De tal manera que provoca una activación de la red que codifica el cognit en el espacio cortical. La actividad HF oscilatoria debe de ser anticipada por una onda rápida de descargas correlativas, que encienden toda la red por la claridad de sus interconexiones. Estas neuronas actúan como coincidencia detectora, que son altamente sensitivas a los imputs ordenados.

En 1995 Singer y Gray afirman que, en la correlación además de la llegada de la señal, ahí es donde se codifica por la misma correlación y esta se distribuye a toda la red de redes corticales. La gestalt esta codificada por un código temporal de neuronas expuestas. La red de esas activaciones implican un disparo de las neuronas sincronizadas. Las neuronas corticales tienden a amontonarse dentro o fuera de las frecuencias y patrones temporales; estas frecuencias y patrones se llaman puntos fijos de atracción. En esta atracción los estados están definidos por el diseño funcional de la red y es donde las células gravitan.

A través de los estudios del ser humano, se sostiene la idea de HF (frecuencias atraídas en las redes corticales), estos logran aparecer para relacionarse con el enlace de un órgano sensorial percibido y transporta estímulos; ya sea como gestalt física o significativa. La información es codificada en el diseño conectivo de la red del cognit. De tal manera que el movimiento de la frecuencia es un producto de la activación de ese diseño por “reentrant loops”. Entonces se entiende que la codificación está definida por la ciencia topológica, que es generada por la conectividad. La frecuencia a diferencia está determinada por el diseño particular de la redes en sus actos perceptuales.

PET y fMRI son herramientas que han ayudado para la exploración del cerebro humano, con la activación de redes neuronales. Estos métodos estudian las dinámicas corticales de las funciones cognitivas. La mayoría de los estudios de la percepción lidian con la visión.

A través de la evidencia de lesiones neuropsicológicas se ha encontrado que ciertas categorías de objetos como: animales, caras, y objetos; están localizadas en las áreas corticales. Esto a sido soportada por evidencia electrodo en areas medias temporales del ser humano.

En conclusión de este capítulo, se puede decir que el objeto está representado en varios niveles de jerarquías ( de lo sensorial a lo simbólico). La percepción de un objeto activa su representación en cualquiera de estos niveles. Las redes cognitivas de objetos comunes con rasgos sensoriales destacados tienen nódulos asociativos de representaciones cargadas en un solo modo en el cortex de asociación.

Un área para sensorial puede ser activada por varios objetos que comparten los mismos rasgos que representa el área. Esto es activado de arriba abajo por asociaciones sensoriales. Estas áreas también pueden ser activadas por imágenes internas, ya sea de los niveles bajos de la jerarquía o en el cortex sensorial primario.

CICLO DE ACCION DE LA PERCEPCION

La percepción nos guía a otros actos de la cognición como: atención, memoria trabajo, memoria a largo plazo, percepción mayor inaccesible; o también puede guiarnos a tareas conductuales. Esto ocurre bajo las condiciones, y por la naturaleza cognitiva y conductual de un percept. El percept depende del número de factores en que pueden ser agrupados dentro de dos categorías. :

1. Por condiciones internas de un organismo (incluye los motivos generales del tiempo)

2. Por condiciones conductuales, cognitivos, y asociaciones emocionales del percept

En todos los niveles del SNC, el cambio de percepción a acción esta mediada por conexiones entre estructuras sensoriales y motoras. Estas estructuras están organizadas en todo largo del eje del nervio, están interconectados por vías reciprocas polysinapticas que forman “escalones” de conexiones entre lo sensorial y lo motor del sistema nervioso.

Las estructuras sensoriales componen el “escalón” dorsal o posterior y la estructura motora está formada por “escalones” ventrales o anteriores. En la medula espinal las conexiones corren a través de interneuronas y unen lo posterior (compuesto por lo sensorial) con lo anterior (compuesto por lo motor) neuronal.

Las conexiones de las fibras son reciprocas y corren del cortex posterior al frontal. Estas conexiones están organizadas topológicamente y jerárquicamente. Las dos jerarquías (perceptual y ejecutivo) de los cognits corticales están interlineadas en todos los niveles.

Las redes en el nivel perceptual son reciprocas y están conectados con redes correspondientes del escenario ejecutivo en representación y procesamiento. Esta correspondencia no se finaliza, ya que hay una considerable conectividad entre las dos jerarquías.

Fuster nombra “perception-action cycle”, este un ciclo interactivo y es la extensión a los procesos corticales de un principio básico de biología; este se caracteriza por la adaptación dinámica de un organismo en su ambiente. El comportamiento animal consiste en, el curso de cambios de las reacciones adaptativas motoras en su ambiente exterior o interior. La adaptación conductual, se fundamenta en continuas operaciones de mecanismos de procesos a través del SNC; las señales sensoriales provocan acciones que generan una retroalimentación que regula las acciones futuras, y así continúa.

En los niveles bajos de la jerarquía se dan las integraciones de instintos, reflexiones, lo aprendido sensorial y motor. En los niveles superiores se integran el proceso circular de la formación conductual, habla y razonamiento.

Una de las funciones del “perception-action cycle”, explica que los componentes conductuales sensoriales y motores están comúnmente separados por tiempo. El tiempo separa las señales sensoriales que rigen el comportamiento, y desvía señales de acciones consecuentes. También separa la retroalimentación sensorial de una acción futura.

Esto llega a provoca que la organización de estructuras conductuales necesite la integración a través del tiempo, de percepts con otros percepts, acciones con acciones, y percepts con acciones. El cortex pre frontal es la estructura mas alta de la jerarquía ejecutiva. Este rol se inicia y mantiene por imputs en el cortex posterior. Estos imputs son el resultado de la activación de cognits perceptuales provocadas por señales sensoriales, y también son el resultado de procesar esas señales por las redes que sobrellevan los cognits. Esto provoca que inicie la acción motor; y esto conllevara a una retroalimentación sensorial. El ciclo ya ha empezado.

El cortex pre frontal termina con el ciclo y proporciona el cortex posterior con señales integrativas de los sistemas sensoriales. El cortex pre frontal contribuye con la integración temporal, como con el control inhibitorio de suavizar y llevar a su fin con el ciclo.

CAPITULO 2 La Neurobiología de las Redes Corticales

Algunos principios de la selección natural en el centro de la teoría de la evolución han sido aplicados al razonamiento actual en el desarrollo de la estructura y función cortical.

El razonamiento más importante acerca de la cognición es el de la conectividad y sus componentes:

1. la sinapsis

2. los axones

3. las dendritas

que moldean las neuronas neocorticales en redes cognitivas.

Este capítulo tiene se refiere a la evolución y el desarrollo ontogenético de la corteza, los principios de la formación de redes incluso el rol de los factores extracorticales en ese proceso.

FILOGÉNIA DE LA CORTEZA

Aproximadamente 250 millones de años, en el Mesozoico, algunos reptiles (Therapsids) desarrollaron características de mamíferos con una neocorteza expandida. Durante un largo período de tiempo fueron considerados como los primeros mamíferos conocidos. Se hace un estudio de las características de estas especies con una nueva estructura laminar neural en el aspecto dorsal del cerebro o telencéfalo, entre el hipocampo y el palio piriforme (olfatorio). El nuevo manto interpuesto era la estructura precursora de la neocorteza de los mamíferos.

Algunos opinan que se deriva filogenéticamente y ontogeneticamente de la expansión de otras dos estructuras telencefálicas ya mencionadas, una contribuye a en parte al hipocampo y otra a la porción olfatoria (Sanides, 1970; Pandya et al., 1988). Otros propusieron que la neocorteza se origina de una estructura más profunda en el telencéfalo (Karten, 1969; Butler 1994), esto fue discutido por (Aboitiz, 1999). Lo que sí es claro es la similitud de la corteza entre los mamíferos aunque la similitud de sus áreas individuales es discutible.

El desarrollo de la neocorteza ha contribuido a una mejor adaptación al medio ambiente, mejor comunicación entre ellos y una vida más larga. Luego nos encontramos con una explicación comparativa entre los reptiles, dinosaurios y los anfibios en la actualidad, encontrándose diferencias y similitudes. Las especies del linaje de los mamíferos están dotadas con una estructura característica en capas de la neocorteza y que por su uniformidad ha sido llamada isocortex. Hay una correlación directa entre el período de evolución y el tamaño de la corteza, esa relación no siempre ha sido linear. Algunas especies como los primates, demuestran un crecimiento cortical desproporcionado comparados con el tamaño del cerebro.

A lo largo de 50 millones de la evolución de los primates, evolucionaron de prosimians a monos a pongids, hasta llegar al Homo sapiens, que apareció por primera vez hace 250,000 años, el desarrollo de la neocorteza acelera, crece desproporcionadamente a tal grado que podemos hablar de explosión neocortical. El grosor cortical aumenta con la evolución (Igarashi and Kamiya, 1972; Rockel et al., 1980). Con este engrosamiento de la corteza, se da una tendencia a disminuir la densidad de las células (Jerison, 1973). Durante la evolución, la neocorteza se expande mucho más rápido que el hipocampo y la paleo corteza (olfatorio) . Las nuevas áreas corticales se forman a partir de la proliferación de los módulos básicos, a través de la evolución (Northcutt and Kaas, 1995). Las áreas nuevas se desarrollan a partir de las más simples, no necesariamente tienen una similitud estructural o funcional de una especie a otra.

Puede haber una vasta diferencia en tamaño de la neocorteza de una especie a otra, lo más importante en esta distinción es la conectividad neuronal (Holloway, 1983), la cual puede ser explicada en parte por la variación genética desde “un genome esencial para las funciones motoras y sensitivas de la neocorteza, puede cubrir las necesidades basicas de adaptación de los mamíferos y pequeñas modificaciones en el genome generan una gran variedad en conducta y habilidad cognitiva.

Se sugiere que el proceso biológico por el cual las áreas sensoriales corticales proliferan en la evolución de los mamíferos pude consistir en la duplicación de áreas por mutación genética (Allman and Kaas, 1971; Fukuchi-Shimogori and Grove, 2001; Rakic, 2001) Este proceso va con la tendencia ontogenética específicamente la mielinización , lo que parece insostenible es la idea que en los mamíferos primitivos, áreas de corteza indiferenciadas llamadas en la actualidad corteza asociativa dan lugar a áreas sensorio-motoras especializadas. Esta tendencia de lo no especifico a lo especifico es contradictoria con la evidencia de que algunos organismos primitivos ya tenían campos corticales múltiples y altamente especializados. Refiriéndonos a la filogénesis de las redes cognitivas, lo más importante es la evolución de la conectividad neocortical.

Tenemos dos categorías disponibles reveladoras a este respecto:

-la primera tiene que ver con las dendritas de las neuronas neocorticales

-la segunda tiene que ver con la colosal y subcortical materia blanca

Como mencionamos anteriormente, la neocorteza de los mamíferos se vuelve más densa con la evolución, este engrosamiento va de la mano con la disminución de la densidad neuronal. El crecimiento de la neocorteza no implica una densidad mayor, aunque se relaciona con mayor conectividad entre neuronas y a dendritas más largas. Este capítulo hace referencia a los procesos dendríticos de las neuronas piramidales, el alargamiento es mas evidente en las pirámides grandes de capas corticales mas profundas, el V y VI, en estos las dendritas apicales alcanzan la superficie de la capa plexiforme. Por medio del método de Golgi se ha comparado la elongación de las dendritas, estos estudios transponen lo filogenético a lo ontogenético, se ha dado una secuencia de eventos que consiste en:

1. Formación de una capa primordial plexiforme bajo la superficie cortical

2. Formación dentro de, el plato cortical, el que es la base de las capas de la neocorteza adulta y el destino de las células que migran de adentro hacia fuera desde la base de la zona ventricular.

La migración hacia fuera de células de esa zona a la capa superior del plato cortical, descenso relativo de cuerpos celulares hacia la profundidad de la corteza, proliferación de las capas corticales –II a VI y sus subdivisiones como células, en tanto que las células descendientes se establecen a distintas distancias de la superficie.

Las primeras células en migrar hacia fuera vienen situadas en una capa profunda, en tanto que, nuevas generaciones de células eluden a las viejas (Rakic, 1974). Como resultado tenemos que, en el adulto las células están apiladas según su antigüedad, las más antiguas en capas profundas y las nuevas en las capas superiores. Mientras descienden las células no piramidales, pierden contacto con la capa plexiforme (I) mientras las piramidales lo retienen y se sostienen de esa capa por su dendrita apical, consecuentemente las pirámides alargan sus dendritas apicales en función a su desarrollo. Las viejas y mas largas pirámides de las capas V y VI tienen las dendritas apicales más largas.

El largo dendrítico corresponde a los números espinales y a los contactos sinápticos, la prolongación ontogenética y filogenética de las dendritas apicales connota un aumento en la formación integrativa y combinatoria de redes, poder de las neuronas piramidales neocorticales.

El desarrollo masivo de la materia blanca subcortical (incluyendo el cuerpo calloso) es una indicación más de la acelerada expansión de la conectividad neocortical que ocurre en la evolución.

Para concluir, la suma de columnas y de las áreas neocorticales, la prolongación de dendritas apicales y la expansión de materia blanca nos hablan de un aumento filético en la capacidad de las neuronas neocorticales para conectar una con la otra y operar en redes. Por supuesto, estas redes alcanzan su mayor complejidad y habilidad cognitiva, en el cerebro humano. En resumen , se puede ver una diferencia entre la cantidad de materia blanca que conforma la corteza con la materia blanca de especies compuestas por un porcentaje mayor que el de las especies más simples. Esto sugiere que las redes preceptúales y computacionales más complejas surgen de una corteza más grande, el largo de las dendritas y el volumen aumentado de la materia blanca.

ONTOGENIA DE LA CORTEZA

En la neocorteza del ser humano, al final del segundo trimestre de gestación aparentemente la generación de neuronas ha sido completada. Después las neuronas corticales continúan creciendo en tamaño. Cuando el niño nace algunas neuronas están todavía en desarrollo y migrando a su destino final. Mientras desarrollan axones, los cuales se diversifican y desarrollan colaterales (Purpura, 1975; Mrzljak et al., 1990).

En los períodos pre y postnatales, las dendritas se alargan y engrosan desarrollando columnas sinápticas a lo largo de sus ejes. La sinaptogénesis empieza en el tercer trimestre del embarazo y llega hasta la edad postnatal de 2 años. Las capas más profundas de la corteza (IV, V y VI) se desarrollan más temprano y más rápido que las capas superiores (II y III) (Poliakov, 1961).Junto con el desarrollo neuronal también crecen la glia y la capa capilar de la corteza. El desarrollo de estas estructuras permite una expansión mucho mejor de la neocorteza en espesor y profundidad. después de adquirir su total dotación de neuronas y que estas hayan alcanzado su destino final, la neocorteza crece creando cadenas por la formación de fisuras , sulci, y circunvoluciones.

En la vida perinatal del humano las neuronas, axones, dendritas y sinapsis pasan periodos de gran crecimiento y sobreproducción seguidos de disminución en tamaño y número. Durante estos procesos no es posible contar las neuronas morfometricamente porque se dan cambios en la densidad celular. Se ha verificado la muerte celular en la corteza humana pero no el grado y el tiempo de la misma. Algunos axones se retraen en etapas postnatales y otros dejan la corteza se dirigen a su destino y desarrollan vainas de mielina en un periodo de meses o años. Las dendritas neocorticales siguen creciendo después del nacimiento alargándose (Becker et al., 1984). En la capa III, las dendritas crecen el doble de largo entre los 2 años y la vida adulta (Schadé and Van Groenigen, 1961). En el área de Broca (una región cortical) las dendritas crecen en largo después del nacimiento (Scheibel, 1990). Entre el tercero y doceavo mes de la vida postnatal las columnas sinápticas aumentan en cantidad y alcanzan su máximo (Purpura, 1975; Michel and Garey, 1984; Huttenlocher, 1990), luego decrecen gradualmente en la vida adulta.

Entre varios ejemplos y detalles de fetos en ontogenia (desarrollo embrionario) temprana cortical, se presenta una interesante teoría propuesta por Changeaux y Danchin (1976), que nos explica la proliferación de neuronas durante este tiempo y el desgaste parcial eventual, nos explica que la sinapsis tiene que ver en que las neuronas continúen siendo utilizadas. Por ejemplo: la estimulación visual en la cual los neurotransmisores que son liberados enfatizan la formación de sinapsis y el efecto de sus propiedades de transmisión. La excitación neuronal forma parte de un círculo, una retroalimentación química y eléctrica cuyo crecimiento y viabilidad define y es definida por la actividad del círculo en sí mismo.

Para resumir el desarrollo cortical, Fuster nos explica que existe un plan genético claro que nos permite observar el desarrollo de la estructura de la neocorteza. Todas las características microscópicas de la estructura, también incluyendo neuronas y sus conectores, apéndices, las dendritas, sinapsis y los axones. Durante el desarrollo de este plan genético y la estructura de la neocorteza, están sujetos a una gran cantidad de influencias externas e internas. Las influencias permiten que se den las condiciones para el desarrollo normal de la neocorteza y sus redes neuronales.

Uno de estos factores esenciales es la interacción del organismo con su ambiente. A través de las interacciones sensoriales y motoras con el ambiente, las fibras aferentes, eferentes y las fibras de la neocorteza se van desarrollando y forman las redes que útiles para las funciones cognitivas. El desarrollo de estas redes conlleva un proceso de selección de elementos neuronales entre ellos los que han sido sobreproducidos en etapas anteriores y a esto se le llama estabilización selectiva. Los elementos que tienen éxito en esta selección sobreviven el desgaste normal y los otros son eliminados. El ser humano cuando nace ya tiene esencialmente estructurado su cerebro, sin embargo, neurológicamente el cerebro continúa siendo formado por la experiencia, especialmente el nivel sináptico.

Existen dos escuelas que se refieren a este proceso:

Seleccionismo: ellos sostienen que la representación cortical es el resultado de una competitiva selección de elementos neuronales.

Constructivismo: sostienen la idea de que la representación cortical es el resultado del crecimiento y de la combinación de elementos neuronales que se desarrollan en la estructura cortical de acuerdo a la experiencia. Estas dos escuelas se entrelazan y complementan, las dos son necesarias para explicar el proceso de crecimiento cortical.

FORMACION DE LA RED COGNITIVA

Cuando la estructura de la neocorteza está totalmente finalizada aparecen características generales: contiene una colección extensa de neuronas agrupadas en las columnas en módulos de diferentes dimensiones. Éstas dependen de su área que están de manera horizontal unas de otras. Estos módulos llenan todo el cortex cerebral de los hemisferios cerebrales.Esta corteza está dividida en áreas definidas por:

· Su tamaño

· Forma

· El ajuste vertical de las neuronas

En algunas áreas de los módulos, las neuronas se interconectan para formar una pequeña red local, y después se conectan a redes que representan rasgos más complejos.

FACTORES EXTRACORTICALES

Las redes formadas en la neocorteza dependen en las influencias de modulación de otras estructuras cerebrales y sistemas neurotransmisores del origen subcortical. El hipocampo es la estructura del lóbulo temporal que implica en la formación de redes cognitivas. Se cree que cuando hay daños cerebrales en humanos y en animales se forman en el hipocampo. Esta parte juega un rol crucial en adquisición de la memoria y en la construcción de representaciones neocorticales. Una lesión bilateral en los humanos causa amnesia ante retrograda, se llega a perder la capacidad de la memoria declarativa (de eventos y hechos). También una lesión afecta en la capacidad de reforzar nuevas representaciones. El hipocampo tiene como rol crear memoria en la neocorteza, a través de conexiones que recíprocamente unen dos estructuras.

Dos implicaciones generales e importantes para la formación de representaciones neocorticales:

Primero, las áreas asociativas de la neocorteza necesitan un input del hipocampo para la formación de nuevas representaciones.

Segundo, las conexiones del hipocampo pre frontal no solo participan en generar la memoria declarativa sino también actúan como el “motor” de la memoria (ejecutiva).

El hipocampo es la estructura del lóbulo temporal que implica en la formación de redes cognitivas. La amígdala distribuye a la neocorteza los inputs afectivos y los motivacionales que juegan un rol importante en la memoria. Las conexiones entre la neocorteza y la amígdala puede ser directa o indirecta, esto ocurre en el tálamo. Los inhibidores sinápticos cono el GABA juegan un papel en promover la atención, inhibiendo otros canales. El glutamato y NMDA promueve las representaciones neocorticales en la red. La neocorteza recibe varios sistemas de neurotranmisores, estos se involucran en el estado de las funciones generales como: dormir, alertas, etc. El neurotransmisor más abundante es el GABA en el cortex, y en el sistema nervioso central la es la glucosa. En el hipocampo y en el cortex , el glumato a través de receptores de NMDA, activa los segundos mensajeros en las células post-sinápticas.

ESTRUCTURAS BASICAS DE LAS REDES COGNITIVAS

La formación de la red neocortical en el desarrollo individual es la continuación de proceso. Las redes cognitivas están organizadas por auto-asociacion. Están formadas por inputs que llegan simultáneamente en correlación a grupos de células de las redes existentes de asociaciones corticales. Las redes corticales son capas de redes. Estas redes tienen capas de imputs, capas de output y capas procesadoras entre ellas.

Las redes corticales tienen tres cualidades:

1. convergencia: la idea de la información que el organismo recibe del exterior sigue caminos distintos disparate a una región neuronal

2. divergencia: es la idea de que representaciones neuronales en un nivel bajo mandan información hacia arriba y hacia regiones corticales disparate.

3. redundancia: la idea de que estos caminos se caracterizan por duplicarse y cruzarse. Debido a esta complejidad se dan los fenómenos de la imaginación, creatividad y la intuición.

Las redes están ordenadas horizontalmente y tangencial a la superficie del cortex. Otra característica importante de las redes es la propiedad emergente, esta propiedad esta relacionada con el modelo y la estructura.

Cortex and Mind capitulo 1

Introducción

Existen 3 categorías de eventos en la ciencia natural:

La realidad física

El cerebro

La mente

Los filósofos se han dedicado a determinar si estas categorías pueden reducirse en dos o en una. Desde la perspectiva científica natural, las estructuras, eventos, y procesos dentro de cada categoría son arreglados en un orden conocido y tienen acceso a diferentes metodologías científicas: la física, neurociencia, y ciencia cognitiva. El orden físico y el neuronal están definitivamente relacionados entre sí por encadenamientos causales. (Esta pregunta resta abierta).

El Problema

La pregunta es: si el orden mental corresponde o no, al orden de estructuras, eventos y procesos en una parte del orden neuronal llamada, “corteza cerebral”?

Fuster propone una relación isomorfica entre el orden temporal y espacial en el cerebro, en particular en la corteza cerebral, que corresponde al orden cognitivo en cada uno de estos aspectos.

Buscamos identificar un set de entidades y procesos en la corteza que tengan exactamente las mismas relaciones entre ellos como un set que corresponda a las entidades y procesos cognitivos. Las relaciones entre los dos pueden ser lineares o no lineares. Un cambio en el orden cortical significa un cambio en el orden mental. Las medidas neuronales se correlacionarán con las conductuales o medidas psicofísicas de las variables cognitivas.

El modelo cortical debe reunir suficiente evidencia científica como la que se tiene de la corteza cerebral actualmente. El modelo cognitivo debe basarse en evidencia psicológica. Por medio de literatura sabemos que estos modelos existen ahora, ya en sus campos respectivos, refiriéndonos a neurociencia cortical y psicología cognitiva. Los modelos neuronales y cognitivos tienen cada uno, una estructura en red. Una forma de ver la neurociencia cognitiva es buscar las relaciones entre las redes cognitivas y las corticales. Se nos presenta un resumen con una perspectiva histórica, la epistemología de las redes cognitivas en la corteza cerebral.

El modelo de red cortical es una opción razonable al reduccionismo anatómico de las funciones cognitivas, acogido por los neurofisiólogos y neuropsicólogos. Los modelos del conexionismo se dieron al no estar satisfechos con los modelos cognitivos abstractos.

Ha tomando más de un siglo desarrollar un modelo cortical después de haber descubierto los elementos base: neuronas, fibras y sinapsis. Los modelos del conexionismo han tomado menos tiempo y son el resultado de la revolución de las computadoras.

El modelo de red cortical ha permanecido al margen, por descubrimientos anatómicos y neurológicos que implican formas modulares y localizacionistas de ver la cognición.

El conexionismo tiene una base limitada y su desarrollo ha sido teórico, impaciente con la ignorancia de los neurocientíficos, eludiendo el debate acerca de la representación cortical.

Este debate ha continuado por más de un siglo y medio.

Distintos argumentos para el paradigma de red:

1.Los que abogan por la localización de las funciones cognitivas en diferentes regiones corticales.

Los pioneros Gall (1825) y Broca(1861), ellos localizaron el habla en la región cortical. (parte posterior del lóbulo frontal izquierdo, llamada hoy, “área de Broca”)

Desde los inicios del debate, los localizacionistas se apoyaron en evidencia de que la corteza esta dividida en muchas áreas de distinta estructura microscópica, cada una con conexiones separadas. Si la corteza soporta o apoya la cognición y las diferentes áreas corticales tienen distinta estructura y conexiones, quiere decir que cada área tiene una función cognitiva distinta.

Hay una especialización lógica indiscutible de ciertas áreas en las funciones sensoriales y motoras que son la base de la cognición, la percepción y las otras funciones cognitivas. Distintos neurólogos han hecho distintas observaciones acerca de desordenes específicos de percepción, atención, memoria y habla como resultado de ciertas lesiones corticales.

2. Hay quienes piensan que las funciones cognitivas están basadas en sistemas corticales ampliamente distribuidos de neuronas interconectadas, los cuales van más allá de las áreas anatómicas definidas. Sí, en la corteza existen áreas separadas y módulos fisiológicos, cada uno con sus conexiones. Estos se especializan en un sinfín de formas de sensación y movimiento. Estas áreas y módulos se encuentran al nivel más bajo de las jerarquías de los procesos neuronales hacia la cognición. Las funciones cognitivas de percibir, recordar, razonar, y comprender y también el lenguaje, descansan en extensos territorios de corteza incluyendo las áreas especializadas y los módulos y extendiéndose aun mas allá.

El concepto unitario o de un todo de la cognición cortical tiene distintos proponentes como: Von Mónakow (1914) y Jackson (1958). Ellos se alearon al lado psicológico en la escuela de la Gestalt (Kohler, 1929; Koffka, 1935; Wertheimer,1967).

3. El área principal de la Gestalt es la percepción, principalmente la visual. La cual surge de la relación entre elementos sensoriales Un objeto percibido ( un todo segregado) tiene una estructura organizada que va más allá de sus componentes. Es decir, el todo, lo percibido, es más que la suma de sus partes.

De aquí nos hacemos numerosas preguntas, una de ellas:- Cuáles son las partes que puedes ser sumadas y cómo los sumamos?

El objeto de nuestra percepción surge del binding de sus partes sensoriales elementales, lo importante para el organismo es la organización, las relaciones entre esas partes y que esas relaciones no pueden deshacerse sin perder su identidad. Una contribución permanente de la psicología de la Gestalt a la neurociencia de la corteza cerebral es la noción de emergente de percepción fuera de relaciones entre elementos sensoriales.

4. Recientemente las visiones holistas o constructivistas (conciben la mente como un sistema unitario), fueron cuestionadas y tomadas en cuenta por Karl Lashley (1950), un neuropsicólogo, realizó un análisis cuidadoso de los efectos de lesiones en áreas corticales y no logró determinar deficiencia en la discriminación o la memoria. Lashley estableció la base experimental para la representación distribuida en la corteza cerebral y la noción de que su substrato neuronal tiene distintas funciones cognitivas.

5. Fue hasta que los teóricos como Hebb (1949) quien propuso la idea de memoria de corto plazo, consistente en grados de excitación en pequeñas partes de las redes corticales o grupos de células con un proceso de retroalimentación, más adelante, propuso ciertos principios de plasticidad en contacto sináptico que pueden ser la base para la formación de la memoria. Hebb tenía la idea de que la representación distribuida del conocimiento depende de las redes corticales de ensamble neuronal.

6.Friederich Hayek (1952) es el primero en proponer que la percepción y la memoria son representadas en larga escala en redes corticales. Su propuesta, toda la experiencia del organismo a través de la experiencia es almacenada en redes (mapas) de conexiones entre neuronas de la corteza cerebral.

Hebb (1949) enfatizó dos principios:

La estimulación continua de una neurona por parte de otra promueve la descarga de ésta

Se obtiene el mismo resultado por sincronicidad de estímulos que proceden de dos fuentes neuronales.

7.La teoría de Gerald Edelman & Vernon Mountcastle (1978) de que el aprendizaje, la memoria y la percepción están ampliamente distribuidas e interconectadas en módulos. Se basó también en analogías de evolución e inmunología, lanzando la teoría de “Group selection”. Según la cual grupos de neuronas corticales son seleccionadas por su contacto con el ambiente y se organizan para realizar distintas funciones. Él introdujo el principio de “degeneración” en la corteza, hay distintas formas más o menos efectivas en que un ensamble de grupos neuronales reconocen un objeto y actúan sobre él.

8.Evidencia del campo de los cibernéticos (ruta de inteligencia artificial) de que las redes corticales tienen propiedades de sistemas de retroalimentación.(Pitts and McCulloch (1947).

9.La evidencia de que las redes corticales tienen propiedades de auto organización ( principios de Hebb) de la memoria asociativa, en estudios realizados por Teuvo Kohonen.

10. PDP proceso distribuido paralelo, es el centro del conexionismo moderno (McClelland and Rumelhart 1986). El conexionismo empezó hace 50 años cuando no se conocía mucho sobre la corteza cerebral, y de la cual aún resta mucho por descubrir.

Redes Cognitivas: Neurociencia

Son tres los campos empíricos de la neurociencia que contribuyen en nuestro entendimiento de las redes cognitivas:

1. Conectividad axonal cortical: la conectividad entre áreas corticales es esencial para modelos de red de cognición cortical. El viejo dicho “el tálamo es la clave para las funciones corticales” no aplica en la corteza de asociación, la que se encarga de realizar la mayor parte de cualquier función cognitiva.

2. Electrofisiología cortical:

a. grabaciones microscópicas revelan el tiempo y actividad de las regiones corticales, asociados con las funciones cognitivas

EEG & ERP grabados con electrodos macroscópicos

MEG & ERF grabados con sensores SQUID.

b. grabaciones macroscópicas (una unidad, multi unidades,

potencial de campo local) nos dice el tiempo y los mecanismos celulares asociados con las funciones cognitivas.

3. Neuroimagen cortical: nos revela la distribución espacial de la actividad cerebral relacionada con las funciones cognitivas con una buena resolución. Problemas de interpretación: el BOLD (blood oxygen level-dependent) nivel dependiente de sangre oxígeno, mide la perfusión de la sangre en los tejidos; la relación exacta de la perfusión de sangre a la actividad neuronal no es conocida y el tiempo de resolución de esta respuesta hemodinámica es pobre.

Cognición (El Cognit)

El término cognit es un término genérico de cualquier representación de conocimiento del cortex cerebral. Un cognit es una herramienta de utilización para el conocimiento del mundo. Es claro que cognit se refiere a una estructura neuronal. Como representa conocimiento debe ser isomorfica con una estructura cognitiva. La creación de este término se deriva específicamente de esta relación isomorfica.

Propiedades del cognit

1. Todas las funciones cognitivas se tratan de transacciones dentro de las cogniciones y entre ellas.

2. Las cogniciones tienen una estructura cortical en red, formada por elementos sensoriales y representaciones motoras.

3. Estas pequeñas unidades representativas forman los nódulos de la red, éstos tienen su propia estructura en red interna.

4. Una cognición se define por sus nódulos componentes y la relación entre ellos, algunas cogniciones elementales pueden ser innatas.

5. Cada cognición tiene una estructura en red cortical, una topografía específica, sin embargo, las funciones cognitivas no la tienen. La función cognitiva opera en una serie de cognits.

6. Cognits son estructuras dinámicas que cambian con la experiencia.

7. El aprendizaje involucra crear nuevas cogniciones, este proceso incluye recomposición y descomposición de las cogniciones existentes.