Hoxe quérovos falar
dun proxecto que están a levar a cabo
científicos de todo o mundo
para esbozar un retrato neuronal da mente humana.
A idea central deste traballo
é que a mente e mais o cerebro humanos
non son un só procesador cunha única finalidade xeral,
senón unha agrupación de compońentes altamente especializados,
que resolven cadanseu problema específico,
e que colectivamente constitúen
quen somos nós como seres humanos e pensadores.
Para que comprendades esta idea,
imaxinade o seguinte escenario:
Entrades na gardería da vosa filla.
Coma decotío, hai unha ducia de cativas alí
agardando para seren recollidas.
Pero desta volta,
as caras das nenas son estrańamente semellantes,
e non sodes quen de recońecer cal das nenas é a vosa.
Necesitades lentes novas?
Estades perdendo a cabeza?
Facedes axińa un repaso mental.
Non, parece que podedes pensar con claridade,
e a vosa visión é perfectamente nítida.
Todo semella normal
agás as caras das nenas.
Podedes ver tódalas caras,
pero non apreciades diferenza ningunha,
e ningunha delas vos é familiar;
só cando albiscades unha cinta do pelo laranxa
atopades á vosa filla.
Esta perda súbita da capacidade para recońecer caras
acontécelle realmente á xente.
Chámase prosopagnosia,
e é consecuencia dun dano
nunha zona particular do cerebro.
O rechamante disto
é que só resulta danado o recońecemento de caras;
todo o demais está intacto.
A prosopagnosia é unha das moitas patoloxías mentais
sorprendentemente específicas que poden acontecer tras un dano cerebral.
Estas síndromes, en conxunto,
veńen suxerindo desde hai moito
que a mente está dividida en diferentes compońentes,
pero o esforzo por descubrir eses compońentes
acelerouse coa invención
da tecnoloxía de imaxe do cerebro,
especialmente a imaxe por resonancia magnética.
A resonancia magnética permítenos ver a anatomía interna
cunha alta resolución.
Vouvos amosar nuns intres
un conxunto de imaxes transversais de resonancia ragnética
dun obxecto familiar.
Ímolas pasar moi rápido
e ides tentar descifrar que obxecto é.
Imos aló.
Non é tan sinxelo. É unha alcachofa.
De acordo, imos tentar outra,
comezando pola base e indo cara a cúspide.
Brócoli! é unha cabeza de brócoli.
Non é bonita? Encántame.
Velaquí temos outra. É un cerebro, por suposto.
De feito é o meu cerebro.
Estamos atravesando capas da mińa cabeza así
Ese é o meu nariz arriba á dereita,
e agora andamos por aquí, exactamente aquí.
Esta imaxe é bonita, aínda que estea mal que o diga eu,
pero só amosa anatomía.
O avance realmente extraordinario coa imaxe funcional
aconteceu cando a comunidade científica descubriu como facer imaxes
que amosen non só anatomía, senón tamén actividade.
É dicir, onde están activas as neuronas.
Así é como funciona:
os cerebros son como músculos.
Cando se activan,
necesitan que aumente o fluxo sanguíneo para abastecer esa actividade,
e por sorte para nós, o control do fluxo sanguíneo ao cerebro é local.
De xeito que se un grupo de neuronas por aquí
comezan a se activar,
o fluxo sanguíneo aumenta xusto aquí.
A resonancia magnética funcional capta ese aumento de fluxo sanguíneo
e produce unha resposta máis alta
alí onde aumenta a actividade neuronal.
Para pońervos un exemplo concreto
de como funciona un experimento con resonancia magnética funcional,
que podemos detectar nel
e que non podemos,
vou describir un dos primeiros estudos que fixen.
Queríamos ver se algunha zona cerebral se especializaba no recońecemento de caras,
e xa había razóns para pensar que tal zona existía,
baseadas neste fenómeno da prosopagnosia
que describín hai un momento,
pero ninguén a vira nunca
nunha persoa normal,
así que nos dispuxemos a buscala.
Eu fun o primeiro suxeito.
Metinme no escáner, deiteime boca arriba,
mantiven a cabeza tan inmóbil como puiden
mentres miraba fixamente imaxes de caras coma estas
e obxectos coma estes,
e caras, e obxectos... durante horas.
Como alguén que se aproxima ao récord mundial
de horas botadas dentro dun escáner de resonancia magnética,
podo dicir que unha das habilidades
máis importantes na investigación con resonancia ragnética
é o control da vexiga.
(Risas)
Cando saín do escáner
fixen unha rápida análise dos datos,
buscando zonas do meu cerebro
que amosasen unha reacción máis forte cando miraba caras
ca cando miraba obxectos.
E isto foi o que atopei:
Esta imaxe parece horríbel segundo os patróns de hoxe en día,
pero naquel momento eu atopeina fermosa.
O que amosa é esa rexión de aí,
esa manchiña,
do tamańo dunha oliva
que está na base do meu cerebro
a unha polgada de profundidade dende aquí.
E o que fai esa parte do meu cerebro
é xerar unha resposta máis alta na resonancia magnética,
é dicir, unha actividade neuronal máis intensa,
cando eu miraba caras
ca cando miraba obxectos.
Isto está moi ben,
pero como sabemos que non é casualidade?
Pois a maneira máis sinxela
é facer de novo o experimento.
Así que volvín ao escáner,
mirei máis caras e máis obxectos
e obtiven unha mancha semellante,
e despois fíxeno outra vez,
e outra vez,
e outra, e outra,
e foi nese momento
cando decidín crer que era real.
Pero aínda así, podía tratarse de algo estrańo no meu cerebro
e que ninguén máis tivese aí esa mancha,
así que para descubrilo, escaneamos un grupo de persoas
e atopamos que case todas
tińan esa pequena rexión para o procesamento de caras
nunha zona similar do cerebro.
Así que a seguinte cuestión era:
que raio fai esa cousa realmente?
Está especializada soamente no recońecemento de caras?
Se cadra non, verdade?
Se cadra non só reacciona con caras
senón con calquera parte do corpo.
Podería reaccionar con calquera cousa humana,
ou algo vivo,
ou algo redondo.
O único xeito de estar realmente seguros de que esa rexión
está especializada no recońecemento de caras
é descartar todas esas hipóteses.
Así que botamos boa parte dos seguintes dous anos
escaneando suxeitos
mentres ollaban moreas de imaxes de diferentes tipos,
e observamos que esa parte do cerebro
reacciona fortemente cando miramos
imaxes de caras de calquera tipo,
e reacciona moito menos
con calquera imaxe que non sexa unha cara,
como algunhas destas.
Podemos entón concluír definitivamente
que esta rexión é necesaria para o recońecemento de caras?
Non.
A tecnoloxía de imaxe do cerebro non pode revelar nunca
se unha rexión é necesaria para algo.
Todo o que se pode facer con ela
é ver rexións acenderse e apagarse
mentres a persoa pensa en diferentes cousas.
Para saber se unha parte do cerebro é necesaria para unha función mental
fai falla enredar con ela e ver que é o que pasa,
e normalmente non chegamos a facer iso.
Pero tivemos unha oportunidade magnífica
cando moi recentemente un par de colegas meus
fixeron probas con este home, que sofre epilepsia
e que podemos ver aquí na súa cama do hospital.
Ten postos eléctrodos
na superficie do cerebro
para identificar a orixe dos seus ataques.
Así que, de pura casualidade
resultou que dous dos eléctrodos
estaban xusto enriba da área das caras.
Así que co consentimento do paciente,
os doutores preguntáronlle que acontecía
cando estimulaban electricamente esa parte do cerebro.
O paciente non sabía
onde estaban eses eléctrodos,
e nunca escoitara falar da rexión cerebral das caras.
Vexamos que acontece.
Comeza cunha condición control:
aparece "Sham" [falso] case de xeito invisible
en vermello na parte inferior esquerda
cando non se lle aplica corrente.
Primeiro ouviredes ao neurólogo falando co paciente. Vexamos.
Neurólogo: Mira a mińa cara
e dime qué pasa cando fago isto.
De acordo?
Paciente: Vale.
Neurólogo: Un, dous, tres.
[Paciente: Nada]
Neurólogo: Nada? Vale. Vouno facer unha vez máis.
Mira a mińa cara.
Un, dous, tres.
[Paciente: Acabas de transformarte noutra persoa.]
[A túa cara sufriu unha metamorfose.]
[O teu nariz volveuse fláccido, caeu cara á esquerda.]
[Asemellábaste a alguén que xa vira antes]
[pero non eras ti]
[Foi unha alucinación]
(Gargallada)
Este experimento
(Aplauso)
...este experimento esclarece finalmente a cuestión
de que esta rexión do cerebro
non soamente reacciona selectivamente ás caras
senón que está causalmente relacionada coa percepción de caras.
Repasei todos estes detalles sobre a rexión das caras
para amosarvos que é o que fai falla
para confirmar que unha parte do cerebro
está relacionada cun proceso mental específico.
De seguido vou amosar moito máis á présa
algunhas outras rexións do cerebro especializadas
que nós e mais outros grupos atopamos.
Botei moito tempo no escáner
o último mes
para poder amosárvolas no meu cerebro. Así que, imos aló!
Aquí está o meu hemisferio dereito.
Estades vendo a mińa cabeza dende aquí.
Imaxinade que quitamos o cranio
e vemos a superficie do cerebro así.
Como podedes ver
a superficie do cerebro está completamente pregada.
Iso non é bo, podería haber cousas agochadas aí dentro.
Querémolo ver enteiro,
así que o imos inchar para podelo ver completo.
Agora busquemos esa área das caras da que estiven falando,
que reacciona ante imaxes coma estas.
Para vela, viremos o cerebro
e observemos a superficie interna da parte inferior.
E velaquí a temos, esa é a mińa área das caras.
Xusto á dereita desa hai outra rexión,
sinalada en cor morada,
que reacciona cando procesamos información sobre cores;
e preto desas rexións hai outras
implicadas na percepción de lugares.
Agora mesmo estou vendo a disposición do espazo ao meu redor
e esas rexións verdes de aí
están moi activas.
Hai outra na superficie exterior,
onde atopamos tamén outro par de rexións das caras.
Moi preto destas
hai unha rexión específica
para o procesamento do movemento que percibimos visualmente
coma eses puntos móbiles de aí;
é esa marela da parte inferior.
Preto de aí hai unha rexión que reacciona
cando miramos imaxes de corpos e partes do corpo
coma estas; a rexión amósase en verde lima
na parte inferior do cerebro.
Todas esas rexións que amosei ata o de agora
están involucradas en aspectos específicos da percepción visual.
E temos tamén rexións do cerebro especializadas
noutros sentidos, coma a audición?
Si! Se viramos un chisco o cerebro,
aquí hai unha rexión en azul escuro
da que demos conta hai un par de meses,
e esta rexión reacciona fortemente
cando oímos sons cun ton definido, coma estes:
(Sirenas)
(Música de violonchelo)
(Timbre)
En contraste, esa mesma rexión non reacciona así
cando oímos sons que nos son familiares
que non teńen un ton claro, coma estes:
(Dentadas)
(Redobre de tambores)
(Cisterna)
Ao lado da rexión do ton
hai outro conxunto de rexións que reaccionan de xeito específico
cando oímos falar a alguén.
Agora vexamos estas mesmas rexións:
No hemisferio esquerdo hai unha disposición semellante
—non idéntica, pero semellante—
e a meirande parte das rexións están tamén aquí.
Porén, ás veces teńen diferente tamańo.
Todo o que vos amosei ata o de agora
son rexións involucradas en diferentes aspectos da percepción:
visión e mais audición.
Contamos con rexións do cerebro especializadas nos procesos mentais
realmente sofisticados e complicados?
Si que as temos!
Aquí en rosa están as mińas rexións da linguaxe.
É ben sabido desde hai moito
que esa zona do cerebro
está involucrada no procesamento da linguaxe,
pero moi recentemente demostramos
que esas rexións rosas
reaccionan de xeito moi selectivo.
Reaccionan cando entendemos o significado dunha frase,
pero non cando realizamos outros procesos mentais complexos
coma o cálculo mental
ou cando memorizamos información
ou apreciamos a complexa estrutura
dunha peza musical.
A rexión máis asombrosa que se atopou ata agora
é esta turquesa de aquí.
Esta rexión reacciona
cando pensamos sobre o que outra persoa está pensando.
Iso pode soar a tolemia,
pero realmente, os seres humanos facémolo todo o tempo.
Estades facendo isto cando vos decatades
de que a vosa parella se vai inquietar
se non chamades para avisar de que ides chegar tarde.
Eu estou facendo isto con esa rexión agora mesmo
cando me decato de que probablemente vós
estaredes preguntándovos
sobre todo ese territorio gris inexplorado do cerebro.
"Que demo pasa con iso?"
Ben, eu estoumo preguntando tamén!
E actualmente estamos realizando experimentos
para tratar de atopar
outras especializacións do cerebro
para outras funcións mentais que sexan moi específicas.
Pero o que é máis importante, non creo que teńamos
especializacións no cerebro
para cada función mental importante,
mesmo para funcións mentais que poden ser críticas para a supervivencia.
De feito, hai uns anos
un científico do meu laboratorio
chegou a crer firmemente
que atopara unha rexión do cerebro
para percibir comida.
E o escáner rexistraba unha resposta intensa
cando a xente miraba imaxes coma esta.
E ademais, atopou unha reacción similar
nunha localización semellante
en dez de cada doce suxeitos.
Así que estaba bastante emocionado,
e ía polo laboratorio contándolle a todo o mundo
que ía asistir
ao programa de Oprah Winfrey co seu descubrimento.
Pero despois ideou unha proba determinante:
Amosáballes aos suxeitos imaxes de comida coma estas,
e mais imaxes con cores e formas moi semellantes,
pero que non eran comida, coma estas.
E a súa rexión reaccionaba do mesmo xeito
a ámbolos dous grupos de imaxes.
Así que non era unha área da comida,
só unha rexión á que lle prestaban as cores e as formas.
Adeus, Oprah.
A cuestión é, xa que logo,
como procesamos todo o demais
para o que non temos rexións especializadas do cerebro?
Eu creo que a resposta é
que ademais deses compońentes moi especializados que veño de describir,
temos tamén unha morea de mecanismos nas nosas cabezas, con obxectivos xerais
que nos permiten afrontar
calquera problema que se presenta.
De feito, recentemente descubrimos
que esas rexións brancas de aí
reaccionan sempre que facemos
calquera tarefa mental difícil
—ben, das sete que probamos.
Así que cada rexión do cerebro
que vos describín hoxe
está presente máis ou menos na mesma localización
en tódolos suxeitos normais.
Podería collervos a calquera de vós
metervos no escáner,
e atoparía cada unha desas rexións no voso cerebro.
E asemellaríase moito ao meu cerebro,
aínda que as rexións terían lixeiras diferenzas
na localización e no tamańo.
O que me parece importante deste traballo
non son as localizacións particulares desas rexións cerebrais,
senón o simple feito de que temos compońentes da mente e do cerebro
selectivos, específicos.
Iso en primeiro lugar.
Podería ser doutro xeito!
O cerebro podería ser
un único procesador cunha finalidade xeral,
máis semellante a un coitelo
ca a unha navalla suíza.
En lugar disto, o que as técnicas de imaxe do cerebro amosan
é esta imaxe rica e interesante da mente humana.
Así que temos esta imaxe,
da maquinaria cun propósito moi xeral,
ademais desta variedade sorprendente
de compońentes tan especializados.
Este proxecto acaba de comezar.
Só demos as primeiras brochadas
do noso retrato neuronal da mente humana.
As cuestións máis fundamentais permanecen sen resolver.
Por exemplo: que fai exactamente cada una destas rexións?
Por que necesitamos tres áreas para caras,
e tres áreas para lugares?
Como se reparten o traballo entre elas?
En segundo lugar: como están todas estas cousas
conectadas no cerebro?
Con imaxe de difusión
podemos rastrexar feixes de neuronas
que conectan diferentes partes do cerebro,
e con este método amosado aquí,
pódemos rastrexar as conexións de neuronas individuais no cerebro,
o que potencialmente pode darnos algún día un diagrama do cableado
do cerebro humano ao completo.
En terceiro lugar: como se construíu
toda esta estrutura tan sistemática
durante o desenvolvemento infantil
e mais na evolución da nosa especie?
Para abordar cuestións coma estas,
a comunidade científica está escaneando
outras especies animais,
e tamén nenas e nenos.
Moita xente xustifica o alto custo da investigación en neurociencia
sinalando que podería axudarnos algún día
a tratar enfermidades do cerebro coma o Alzheimer e mais o autismo.
É un obxectivo moi importante,
e entusiasmaríame que o meu traballo contribuíse a iso;
pero arranxar cousas rotas do mundo
non é o único que paga a pena facer.
O esforzo para entender a mente e o cerebro do ser humano
paga a pena mesmo se non chegase nunca a conducir
ao tratamento dunha soa enfermidade.
Que podería ser máis emocionante
ca comprender os mecanismos fundamentais
que subxacen á experiencia humana,
ca comprender, en esencia, quen somos?
Isto é, creo, a maior misión científica
de tódolos tempos.
(Aplauso)