Hoy quiero hablar
de un proyecto que se está llevando a cabo
por científicos de todo el mundo
para crear un retrato neuronal de la mente humana.
Y la idea central de este trabajo
es que la mente humana y el cerebro
no es solo un procesador con propósito general,
sino es una colección de componentes de alta especialización y
cada uno soluciona un problema específico diferente,
pero que, sin embargo, en su conjunto constituyen
lo que somos como seres humanos y pensadores.
Para ilustrar esta idea,
imaginen la siguiente situación:
Vas al jardín infantil de tu hijo.
Como de costumbre, hay una docena de niños allí
esperando que los recojan,
pero esta vez,
las caras de los niños se ven extrañamente similares,
y no puedes decidir qué niño es el tuyo.
¿Necesitas lentes nuevos?
¿Estás volviéndote loca?
Haces una verificación mental rápida.
No, parece que estás pensando con claridad,
y tu visión es perfectamente nítida.
Y todo parece normal
excepto las caras de los niños.
Puedes ver las caras,
pero no se ven distintas,
y ninguna de ellas parece familiar,
y es solo mediante una cinta naranja en el pelo
que encuentras a tu hija.
Esta pérdida repentina de la capacidad de reconocer las caras
realmente le sucede a la gente.
Se llama prosopagnosia,
y es el resultado del daño
de una parte particular del cerebro.
Lo más llamativo
es que solo afecta el reconocimiento de la cara
todo lo demás está bien.
La prosopagnosia es uno de los muchos déficits mentales
sorprendentemente específicos que pueden ocurrir después de daño cerebral.
Estos síndromes colectivamente
han sugerido durante mucho tiempo
que la mente está repartida en distintos componentes,
pero el esfuerzo para descubrir esos componentes
ha ido a mucha mayor velocidad
con la invención de la tecnología de imágenes cerebrales,
especialmente la imagen por resonancia magnética (IRM).
El IRM permite ver la anatomía interna
en alta resolución,
voy a mostrarles
un conjunto de IRMs de cortes transversales
de un objeto familiar,
iremos a través de ellos
e intentarán averiguar qué objeto es.
Empezamos.
No es tan fácil. Es una alcachofa.
Bueno, probemos con otra,
empezando en la parte inferior hasta la parte superior.
¡Brócoli! ¡Es una cabeza de brócoli.
¿No es hermoso? Me encanta.
Bueno, aquí hay otra. Es un cerebro, por supuesto.
De hecho, es mi cerebro.
Estamos pasando rebanadas de mi cabeza.
Esa es mi nariz a la derecha, y ahora
vamos por aquí, aquí mismo.
Esta imagen es bonita, si me permiten decirlo,
pero solo muestra la anatomía.
El avance realmente genial con imágenes funcionales
ocurrió al descubrir cómo hacer
imágenes que no solo muestren la anatomía sino la actividad,
es decir, cuándo se activan las neuronas.
Así es cómo funciona.
El cerebro es como los músculos.
Cuando se activan,
aumentan el flujo sanguíneo para realizar la actividad,
y por suerte, el control del flujo de sangre al cerebro es local,
por lo que si un grupo de neuronas, por ejemplo, aquí,
se activa y empieza a trabajar,
entonces aumenta el flujo de sangre justo allí.
El IRM funcional registra ese aumento del flujo sanguíneo,
que produce una mayor respuesta del IRM
donde la actividad neuronal aumenta.
Para darles una idea concreta
de cómo es un experimento IRM funcional
y lo qué se puede aprender de él
y lo que no se puede,
permítanme describir uno de los primeros estudios que hice.
Queríamos saber si había una parte especial del cerebro para reconocer caras,
y ya había razones para pensar que puede haber tal cosa
por este fenómeno de prosopagnosia
que describí hace un momento,
pero nadie había visto nunca esa parte del cerebro
en una persona normal,
así que nos pusimos a buscarla.
Yo fue el primer sujeto.
Entré en el escáner, me tumbé boca arriba,
mantuve la cabeza tan quieta como pude
mientras miraba imágenes de rostros como estos
y objetos como estos
y rostros y objetos por horas.
Así que como alguien que está muy cerca del récord del mundo
del mayor total de horas dentro de un escáner de IRM,
puedo decir que una de las habilidades
más importantes para la investigación de IRM
es el control de la vejiga.
(Risas)
Cuando salí del escáner,
hice un análisis rápido de los datos,
buscando cualquier parte de mi cerebro
que hubiera producido una mayor respuesta al mirar las caras
que al mirar los objetos,
y esto es lo que vi.
Esta imagen se ve horrible para los estándares actuales,
pero en ese momento pensé que era hermosa.
Lo que muestra es que la región justo ahí,
esa pequeña burbuja,
que es cerca del tamaño de una aceituna
y está en la base de la superficie de mi cerebro
como a dos cm de aquí.
Y lo que esa parte de mi cerebro está haciendo
es producir una mayor respuesta de IRM,
es decir, una mayor actividad neuronal,
al mirar las caras
que al mirar los objetos.
Es bastante impresionante,
pero ¿cómo sabemos que esto no es una casualidad?
Bueno, la forma más fácil
es simplemente hacer el experimento de nuevo.
Así que volví en el escáner,
Miré más caras y miré más objetos
y obtuve una mancha parecida,
y luego lo hice otra vez
y lo hice de nuevo
y una y otra vez,
y entonces
decidí creer que era correcto.
Pero aún así, tal vez esto es algo raro en mi cerebro
y nadie más tiene una de estas cosas allí,
así que para saberlo, escaneamos a muchas otras personas
y encontramos que casi todo el mundo
tiene esa pequeña región para el reconocimiento de rostros.
en un lugar similar del cerebro.
Así que la siguiente pregunta fue,
¿qué hace esto realmente?
¿Es realmente especializada o solo es para el reconocimiento facial?
Bueno, quizá no, ¿verdad?
Tal vez no solo responde a las caras
sino a cualquier parte del cuerpo.
Tal vez responde a algo humano
o cualquier ser viva
o a cualquier cosa redonda.
La única forma de estar realmente seguros de que esa región
está especializada en el reconocimiento facial
es descartar todas esas hipótesis.
Así que pasamos la mayor parte de los siguientes dos años
escaneando a personas mientras veían muchos
tipos diferentes de imágenes,
y demostramos que esa parte del cerebro
responde de manera sensible al mirar
cualquiera de las imágenes que sean caras de algún tipo,
y responde mucho menos fuerte
a cualquier imagen que no sea una cara,
como algunas de estas.
Así que ¿finalmente resolvimos el caso
de que esta región es necesaria para el reconocimiento facial?
No, no lo hemos hecho.
Las imágenes cerebrales no pueden decir
si una región es necesaria para nada.
Todo lo que se puede obtener
son regiones que se encienden y se apagan
conforme la gente piensa pensamientos diferentes.
Para saber si es necesaria una parte para una función mental,
necesitamos jugar con ella y ver qué pasa,
y normalmente no hacemos hacer eso.
Pero una gran oportunidad surgió
hace muy poco, cuando un par de colegas míos
examinaban a este hombre con epilepsia
y que se muestra aquí en su cama de hospital
con unos electrodos
en la superficie de su cerebro
para identificar la fuente de sus convulsiones.
Así que resultó que por casualidad
que dos de los electrodos
estaban arriba del área de los rostros.
Así que, con el consentimiento del paciente,
los médicos le preguntaron qué pasó
cuando estimularon eléctricamente esa parte de su cerebro.
El paciente no sabe
dónde están los electrodos,
y nunca ha oído hablar de la zona de rostros.
Así que vamos a ver qué pasa.
Se comienza con una condición de control
que dice "SHAM" casi invisible
en rojo en la parte inferior izquierda,
cuando no hay corriente,
y oirán al neurólogo hablarle al paciente en primer lugar. Veamos.
Neurólogo: Está bien, basta con ver mi cara
y dime qué sucede al hacer esto.
¿De acuerdo?
Paciente: Bueno.
Neurólogo: Uno, dos, tres.
Paciente: Nada. Neurólogo: ¿Nada? Bueno.
Voy a hacerlo una vez más.
Mira mi cara.
Uno, dos, tres.
Paciente: Ud. acaba de convertirse en alguien más.
Su cara se transformó.
Su nariz se aflojó, se fue a la izquierda.
Casi se veía como alguien que había visto antes,
pero alguien diferente.
Ese fue un viaje.
(Risas)
Nancy Kanwisher: Este experimento...
(Aplausos)
Este experimento, finalmente, cerró el caso,
esta región del cerebro no solo
responde selectivamente a las caras
sino que está implicada causalmente en la percepción de los rostros.
Así que revisé estos detalles
sobre la región de los rostros para demostrar
realmente que una parte del cerebro
está implicada selectivamente en un proceso mental específico.
A continuación, iré más rápidamente por
algunas de las otras regiones especializadas del cerebro
que nosotros y otros han encontrado.
Para hacer esto, he pasado mucho tiempo
en el escáner en el último mes
para mostrar estas cosas en mi cerebro.
Así que empezamos. Aquí está mi hemisferio derecho.
Están viendo mi cerebro de este lado. Con la cabeza de esta manera.
Imagínenlo sin el cráneo
y se ve la superficie del cerebro así.
Como pueden ver,
la superficie del cerebro está toda plegada.
Esto no es bueno. Algo podría ocultarse allí.
Queremos ver todo,
así que vamos a inflarlo para poder ver todo.
Vemos el área de los rostros del que he estado hablando
que responde a las imágenes como éstas.
Para ver esto, giramos el cerebro
y vemos en la base de la superficie interior
y ahí está, esa es mi área de los rostros.
Justo a la derecha hay otra región
que se muestra en color morado
que responde al procesar la información de color,
y cerca de esas regiones hay otras regiones
que están implicadas en la percepción de lugares,
como ahora mismo, estoy viendo este espacio a mi alrededor
y estas regiones en verde justo allí
están realmente activas.
Hay otra en la superficie exterior
donde hay un par de regiones del rostro también.
También en esta área
hay una región que está involucrada de forma selectiva
en el procesamiento del movimiento visual,
como estos puntos móviles.
y es el amarillo en la parte inferior del cerebro,
y cerca hay una región que responde
si nos fijamos en imágenes de cuerpos y partes del cuerpo
como éstas y se muestra en verde lima
en la parte inferior del cerebro.
Todas estas regiones
están implicadas en aspectos específicos de la percepción visual.
¿Nos hemos especializado regiones del cerebro
para otros sentidos, como el oído?
Sí, lo hemos hecho. Así que si giramos el cerebro un poco,
aquí hay una región en azul oscuro
que reportamos hace apenas un par de meses,
y esta región responde fuertemente
al oír los sonidos con tono, como estos.
(Sirenas)
(Música de Cello)
(Timbre)
En contraste, la misma región no responde fuertemente
al escuchar sonidos perfectamente conocidos
que no tienen un tono claro, como estos.
(Mordiscos)
(Redoble de tambores)
(Cisternas de los inodoros )
Bueno. Junto esta zona
hay otras regiones que son selectivamente sensibles
al escuchar los sonidos del habla.
Veamos estas mismas regiones
en mi hemisferio izquierdo; hay una disposición similar,
no idéntica, pero similar,
y la mayoría de las mismas regiones están aquí,
aunque a veces diferentes en tamaño.
Ahora, todo lo que he mostrado hasta ahora
son regiones involucradas en diferentes aspectos de la percepción,
visual y auditiva.
¿Hay regiones del cerebro especializadas
para procesos mentales sofisticados y complicados?
Sí, sí hay.
Así que aquí en rosa son mis regiones lingüísticas.
Se conoce desde hace mucho tiempo
que esa área general del cerebro
está implicada en el procesamiento del lenguaje,
pero hemos demostrado recientemente
que estas regiones de color rosa
responden de manera extremadamente selectiva.
Responden cuando se entiende el significado de una oración,
pero no cuando se hacen otras cosas mentales complejas,
como el cálculo mental
o almacenar información en la memoria
o apreciar una estructura compleja
en una pieza musical.
La región más increíble que se ha encontrado
es esta de aquí en turquesa.
Esta región responde
cuando se piensa en lo que otra persona está pensando.
Esto puede parecer una locura,
pero en realidad, los humanos hacemos esto todo el tiempo.
Están haciendo esto al darse cuenta
que su pareja se va a preocupar
si no la llama para decirle que se les hizo tarde.
Estoy haciendo esto con esa región de mi cerebro en este momento
cuando me doy cuenta que Uds.
probablemente se están preguntando sobre
todo ese territorio gris, desconocido en el cerebro,
y qué hay con eso.
Bueno, también me lo pregunto
y estamos haciendo muchos experimentos en el laboratorio
para tratar de encontrar otros
posibles especializaciones en el cerebro
para otras funciones mentales muy específicas.
Pero lo más importante, no creo que tengamos
especializaciones en el cerebro
para cada función mental importante,
incluso las funciones que puedan ser críticas para la supervivencia.
De hecho, hace unos años,
había un científico en mi laboratorio
que estaba convencido de
que había encontrado una región
para detectar alimentos,
y respondía muy fuerte en el escáner
cuando la gente veía imágenes como ésta.
Y aún más, encontró una respuesta similar
en más o menos la misma ubicación
en 10 de 12 sujetos.
Estaba emocionado
y corría alrededor del laboratorio
diciéndole a todos que iba a ir a Oprah
con su gran descubrimiento.
Pero entonces ideó la prueba crítica:
Mostró a los sujetos imágenes de comida como éstas
y las comparó con imágenes muy similares en
color y forma, pero que no eran alimentos, como éstas.
Y su región respondió igual
a ambos conjuntos de imágenes.
No era una zona de alimentos,
era solo una región que le gustan los colores y formas.
Hasta ahí con Oprah.
Pero entonces la pregunta es, por supuesto,
¿cómo procesamos todas estas otras cosas
para las que no tenemos regiones especializadas del cerebro?
Creo que la respuesta es que, además de
estos componentes altamente especializados que he estado describiendo,
también hay una gran cantidad de maquinaria de uso muy general
que nos permite hacer frente a
cualquier problema que se presente.
De hecho, hemos demostrado recientemente que
estas regiones aquí en blanco
responden cada vez que se hace cualquier tarea mental difícil
al menos de las 7 que hemos probado.
Cada una de las regiones del cerebro que he descrito
el día de hoy
está presente en aproximadamente la misma ubicación
en cada sujeto normal.
Podría escoger a cualquiera de Uds.,
meterlo en el escáner,
y encontrar cada una de esas regiones en su cerebro,
y se vería como mi cerebro,
Aunque las regiones serían ligeramente diferentes
en su ubicación exacta y en su tamaño.
Lo importante para mí acerca de este trabajo
no son los lugares particulares de estas regiones del cerebro,
sino el simple hecho de que tenemos
componentes selectivos y específicos de la mente y el cerebro en primer lugar.
Digo, podría haber sido de otra manera.
El cerebro podría haber sido un solo,
procesador de propósito general,
más como un cuchillo de cocina
que una navaja suiza.
En su lugar, lo que las imágenes cerebrales han mostrado
es esta imagen rica e interesante de la mente humana.
Así que tenemos esta imagen de una máquina
de propósito general en nuestras cabezas
además de esta matriz sorprendente
de componentes muy especializado.
Es pronto en esta empresa.
Hemos pintado solo las primeras pinceladas
en nuestro retrato neuronal de la mente humana.
Las preguntas fundamentales siguen sin respuesta.
Por ejemplo, ¿qué hacen cada una de estas regiones exactamente?
¿Por qué necesitamos tres áreas del rostro
y tres áreas de lugar,
y cómo dividen el trabajo entre ellos?
En segundo lugar, ¿cómo se conectan
todas ellas en el cerebro?
Con la difusión de imágenes,
se puede rastrear haces de neuronas
que se conectan a diferentes partes del cerebro,
y con este método que se muestra aquí,
se puede rastrear las conexiones de las neuronas individuales en el cerebro,
potencialmente algún día nos dará un diagrama del cableado
de todo el cerebro humano.
En tercer lugar, ¿cómo se contruye toda esta
estructura sistemática,
tanto en el desarrollo en la infancia
como en la evolución de nuestra especie?
Para hacer frente a ese tipo de preguntas,
los científicos están explorando
otras especies de animales,
y también están escaneando a los bebés humanos.
Muchas personas justifican el alto costo de la investigación en neurociencias
señalando que puede ayudarnos algún día
para tratar trastornos cerebrales como el Alzheimer y el autismo.
Ese es un objetivo muy importante,
y estaría encantada si alguno de mis trabajos contribuyera a ello,
pero arreglar las cosas descompuestas en el mundo
no es por lo único que vale la pena hacerlo.
El esfuerzo por entender la mente humana y el cerebro
vale la pena incluso si nunca llevara al tratamiento
de una sola enfermedad.
¿Qué podría ser más emocionante
que entender los mecanismos fundamentales
que subyacen en la experiencia humana,
entender, en esencia, lo que somos?
Esta es, creo, la mayor búsqueda científica
de todos los tiempos.
(Aplausos)