Un retrato neural da mente humana

A pioneira da tecnoloxía de imaxe do cerebro Nancy Kanwisher, que usa a imaxe por resonancia magnética funcional para ver a actividade das rexións cerebrais (frecuentemente as propias), comparte o que ela e mais os seus colegas aprenderon: O cerebro está constituído por compoñentes moi especializados e tamén por "maquinaria" polivalente. Outra sorpresa: que aínda nos falta moito por aprender.

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)