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Edvard Moser: “El pensamiento abstracto está entre las cosas más difíciles de estudiar”

El psicólogo y neurocientífico noruego, ganador del Premio Nobel de Medicina en el año 2014 por descubrir las células que forman parte de nuestro sistema de navegación, ubicándonos en tiempo y espacio, explica cómo a su vez estas se relacionan con nuestra memoria, nuestra conciencia y el pensamiento abstracto.

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Edvard Moser. | juan obregón

—Profesor, ¿qué es una célula de cuadrícula y cuál es su función en el cerebro?

—La célula de cuadrícula es una célula que está activa solo cuando un animal, o también un ser humano, está en un lugar determinado. Y esos ciertos lugares donde la celda está activa forman un patrón hexagonal que cubre todo el espacio. Entonces, es una especie de sistema de coordenadas que nos ayuda a navegar. ¿Y cuál es la función de las células de cuadrícula? Todavía trabajo en eso, pero creo que todos estarían de acuerdo en que estas células son parte del sistema de navegación del cerebro. Nos ayudan a calcular en qué lugar del espacio estamos. La distancia de un cierto punto de referencia, por ejemplo, puede expresarse mediante los patrones que disparan las células de cuadrícula. Así que es al menos parte del sistema que utiliza el cerebro para saber dónde estamos. Pero también es posible que este sistema pueda ser utilizado para otras funciones que aún están por establecerse.

—Y profesor, ¿podría explicar en términos simples para nuestra audiencia cómo cooperan entre sí los diferentes tipos de células o de sistemas de células dentro del cerebro humano?

—Hay varios tipos de células en el sistema de navegación del cerebro. Y aunque creo que todo lo que diré aquí se aplica al cerebro humano, es importante recordar que las células se descubrieron en ratas o en ratones, porque las grabaciones se realizan en animales que tienen un sistema bastante similar al nuestro. Pero también hay algunos datos de humanos que sugieren que es lo mismo. Entonces, si empiezo con el tipo de célula que se descubrió por primera vez, se llaman células de lugar. Las células de lugar se encontraron en el área del cerebro. Las llamó así quien las descubrió por primera vez, John O’Keefe, en 1971. Entonces, estas son células que están activas solo cuando un animal, una rata en ese caso, está en un lugar determinado del medio ambiente. Eso también se aplica a las celdas de cuadrícula que descubrimos muchos años después, en 2005. La diferencia es que las celdas bien ubicadas generalmente están activas en una o varias ubicaciones que no parecen tener una relación aparente entre sí. Luego, las celdas de la cuadrícula forman un patrón muy irregular en el sentido de que cada una de estas celdas está activa en muchos, muchos lugares, y esos muchos lugares forman un patrón muy regular o una cuadrícula que cubre todo el espacio. Es un patrón que se repite en todo el espacio disponible para el animal. Así que creo que estos dos tipos de células tienen funciones diferentes. Las celdas de lugar probablemente estén más relacionadas con los ambientes individuales, y lo que recordamos sobre ese entorno. Las celdas de la cuadrícula son probablemente más como un sistema de medición para realizar un seguimiento de dónde estamos en las distancias y direcciones.También hay otros tipos de células que se han descubierto más tarde que las células de cuadrícula. Entonces, hay, por ejemplo, celdas que expresan la distancia y la dirección desde ciertos puntos de referencia en el entorno. Por ejemplo, si en el entorno hay una gran torre, esas celdas estarían activas a cierta distancia y dirección de ellas. Otras celdas expresan la distancia desde el entorno, los límites de una caja, por ejemplo, donde camina una rata, mientras que otras responden a la velocidad del animal. Así que hay una variedad de células que probablemente tienen un papel en la elaboración del mapa del cerebro de dónde estamos en el medio ambiente.

—¿El cerebro humano basa el conocimiento en diferentes mapas cognitivos? ¿El comportamiento humano está basado en estos mapas cognitivos?

—Sí, este mapa cognitivo guía mucho de nuestro comportamiento. Un mapa cognitivo es, ante todo, un mapa de base, un mapa de nuestra ubicación en el entorno. El concepto fue introducido en realidad hace mucho tiempo por un psicólogo llamado Edward Tolman, en la década de 1940 o 1950. Y lo que quería decir con este concepto no era solo un mapa de ubicaciones en nuestro entorno, sino también un mapa que incluye información sobre los diferentes lugares del entorno. Por ejemplo, si tengo un mapa de mi casa, eso no solo incluiría las relaciones espaciales de ese mapa, sino también información sobre que, por ejemplo, en la cocina, puedo tener muchas sartenes e información sobre para qué se usan, tal vez me dé información sobre que estuve cocinando cierto tipo de cena ayer. Entonces, es un mapa muy rico que, en el sentido en que se introdujo este concepto, incluye gran parte de nuestra experiencia sobre el mundo. Es un concepto muy abstracto y probablemente incluye actividad en una gran parte del cerebro. Pero cuando se introdujo, la primera vez que se relacionó con el cerebro, fue cuando se descubrió que tenía sentido el descubrimiento. Luego O’Keeffe, quien descubrió las células de lugar, sugirió que este mapa cognitivo incluye las celdas del lugar y que incluye no solo información sobre nuestra ubicación, sino también información sobre las cosas que experimentas en esos lugares.

Edvard Moser 20221112
ESPACIO Y TIEMPO EN EL CEREBRO. “El espacio y el tiempo son parte de nuestro sistema de memoria o sistema de aprendizaje”. (FOTO JUAN OBREGÓN)

—¿Y qué más nos puede decir sobre por qué la capacidad de navegar, de ubicarse en el espacio, es tan importante para la especie humana?

—Es importante no solo para la especie humana, es importante para todos los animales, porque si un animal no sabe dónde está o no sabe cómo llegar de un lugar a otro, seguramente no sobrevivirá porque no encontrará alimento, no encontrará pareja, no podrá escapar de los depredadores, etc. Así que puedes imaginar que esto debe haber surgido muy temprano en la evolución porque todos los animales dependen de conocer dónde están y saber cómo llegar de un lugar a otro. Entonces, por supuesto, eso plantea la pregunta, ¿es similar en todas las especies? Y ese puede o no ser el caso. Pero creo que al menos en los mamíferos, parece depender mucho del mismo sistema. Como dije, esto probablemente se deba a que evolucionó muy temprano en la evolución, porque dependemos mucho de él, y luego se retuvo. Entonces diría que en muchos sentidos la rata, por ejemplo, navega de la misma manera que un ser humano. Pero hay una diferencia entonces, y es que con los humanos también vino el lenguaje, de modo que cuando tenemos un sistema de navegación que probablemente sea bastante similar al del ratón, por ejemplo, tenemos el lenguaje encima y también podemos hablar sobre lugares y podemos recordar lugares usando el pensamiento abstracto y conceptos abstractos que los animales no tienen. Pero preferiría ver eso como una adición, y luego vería el sistema de navegación como algo que evolucionó muy temprano.

—¿La capacidad de tomar atajos nuevos y diferentes es lo que tiene que ver con el algoritmo cerebral?

—La capacidad de tomar atajos es una parte bastante interesante de lo que llamamos mapas espaciales o mapas cognitivos, porque si el cerebro aprende y recuerda lugares de una manera en que los lugares están relacionados entre sí en un espacio bidimensional o tridimensional, entonces puedes imaginar que el cerebro debería calcular maneras de ir de un lugar a otro sin seguir el mismo camino que siempre ha seguido. Entonces, si, por ejemplo, en el mapa, los lugares A y B están muy cerca uno del otro, pero la persona o el animal nunca ha recorrido realmente la ruta directa entre ellos, si sabemos dentro de nuestro mapa cognitivo que esos dos lugares están cerca uno del otro, entonces deberíamos inferir una ruta directa entre ellos y tomar esa ruta. Se ha demostrado en varios experimentos, no solo en humanos, sino también en animales, que realmente podemos hacer esto. Por supuesto, no es ninguna sorpresa para el ser humano. Pero, de nuevo, diría que esto es algo que probablemente, al menos en los mamíferos, evolucionó bastante temprano y somos capaces de pensar en el entorno en ese espacio de dos o tres dimensiones, y luego inferir atajos. Y, por supuesto, la capacidad de inferir atajos nos ayudará mucho a ir de un lugar a otro, porque no tenemos que simplemente colocarnos, no tenemos que ir por donde siempre hemos caminado. Podemos ir demasiado rápido porque sabemos que esas son formas más eficientes de ir de un lugar a otro.

“La neurociencia es la combinación de la fisiología del cerebro y el comportamiento”

—¿Cada cerebro en particular es capaz de generar nuevas conexiones neuronales, tiene que ver con la inteligencia? ¿Son más inteligentes los seres que pueden generar una mayor cantidad de conexiones neuronales? 

—Sí. Hay número de conexiones y su relación con la inteligencia, creo que hay bastante acuerdo en que hay alguna conexión, pero se infiere de los tipos de experimentos. Entonces, un tipo de experimento que se ha realizado durante muchos años en formas cada vez más sofisticadas son los estudios en los que, por ejemplo, ratas o ratones han vivido en diferentes tipos de entornos. Ya sea en un aburrido laboratorio estándar, una jaula de laboratorio o en jaulas enriquecidas en las que pueden escalar paredes, tienen muchos juguetes, pueden esconderse, pueden escalar y hacer muchas actividades. Por lo general, lo que se ve en esos estudios es, en primer lugar, que los animales que se crían en entornos enriquecidos pero complejos son mejores para aprender o para realizar tareas. Luego eso también es un aumento en la cantidad de conexiones entre las células y, en algunos estudios, también en ciertos tipos de células, incluso hay un aumento en la cantidad de sonidos. Pero es, como usted dice, que el mayor aumento que vemos es típicamente en la cantidad de conexiones entre las células, lo que sugiere eso, ese aprendizaje y esa memoria. Diría por implicación que la inteligencia depende del número de conexiones. Pero luego, por supuesto, agregaría que la inteligencia es un concepto muy complejo. Entonces, la forma en que se usa a menudo es que se refiere a casi cualquier función cognitiva del cerebro, por lo que se vuelve bastante difícil de medir, o las personas pueden no estar de acuerdo con lo que es la inteligencia. Pero si solo se relaciona con las funciones cognitivas en general, entonces diría que hay muchos indicios de que ese aumento del número de conexiones, al menos en un sentido amplio, tiene una relación con el desempeño en tareas cognitivas o inteligencia, si le gusta usar esa palabra.

“Todo lo que experimentamos se interpreta en términos de lo que hemos experimentado antes”

—¿Cómo se comunican entre sí las células de espacio y las células de dirección? ¿Existen también las células de velocidad, están relacionadas con la adrenalina?

—En primer lugar, diría que la conexión entre los diferentes tipos de celdas relacionadas con el espacio, como, por ejemplo, celdas de lugar y celdas de dirección o celdas de velocidad, no sabemos exactamente cómo se acoplan porque eso todavía requiere técnicas muy avanzadas. Pero en un sentido general, sabemos que las células de lugar, las que se descubrieron primero y que creo que son parte de nuestro sistema de memoria, están ubicadas en el área del cerebro que se llama hipocampo. Luego hay otra área del cerebro que está un poco fuera del hipocampo y se llama corteza entorrinal medial. Esa segunda área del cerebro contiene células de cuadrícula, células de dirección y células de velocidad. Esos parecen estar bastante entremezclados. Así que parte de un circuito funciona. Creemos que cada uno de ellos habla entre sí. Entonces tenemos elementos muy diferentes, células de cuadrícula, de dirección, velocidad, etc. Todos son parte de lo que nos hace apreciar dónde estamos, y es muy probable que estén conectados. Exactamente cómo están conectados, esas son las preguntas que trabajamos y creo que se aprenderá más sobre eso en el futuro. Luego, cuando pregunta sobre la relación con la adrenalina, la noradrenalina y otros neuromoduladores, diría que eso aún no se ha investigado en detalle. Pero todas estas moléculas tienen una influencia en las funciones del cerebro en esta área del cerebro, y creo que todas son necesarias en un cierto nivel para mantener el funcionamiento del sistema.

—Usted afirma que “cuando las habilidades del espacio y tiempo se pierden, de alguna manera nos perdemos a nosotros mismos”, ¿estas células están implicadas en la conciencia, pueden estas células explicar algo sobre la conciencia?

—Sí, ambos son definitivamente parte de nuestra conciencia. Es muy difícil pensar en cómo sería la conciencia si no tuviéramos espacio y tiempo. El espacio y el tiempo son absolutamente fundamentales en cómo experimentamos el mundo. Si imaginas una experiencia en la que quitas el sentido del espacio y el tiempo, no le queda casi nada. Entonces, el flujo de información que pasa por nuestro cerebro todo el tiempo es necesariamente y creo que no podemos escapar, está ligado al espacio y está ligado al tiempo. Eso nos lleva de vuelta a los primeros filósofos como Immanuel Kant. Pero Kant sugiere que nuestra experiencia está restringida por algunas formas en que percibimos el mundo, por ejemplo, a través del espacio. No podemos experimentar el mundo sin ponerlo en un marco espacial. Lo mismo con el tiempo. La experiencia del tiempo es también una forma fundamental de nuestra experiencia del mundo. Luego Kant agregó la causalidad como tercer factor en nuestra tendencia a tratar de experimentar todo como una relación de efecto de fuerza. Así es como nuestro cerebro nos hace experimentar el mundo. Y creo que no podemos escapar. Pero diría que, si por alguna razón, como en una enfermedad, perdemos nuestra capacidad de percibir el mundo en marcos de espacio y tiempo, entonces nuestra conciencia está seriamente comprometida. Quiero decir, nuestra conciencia, nuestra experiencia del mundo, contiene espacio, contiene tiempo. Y también los recuerdos son una parte muy importante. Pero los recuerdostambién consisten en espacio y tiempo.

En esta misma serie de entrevistas el neurocientífico francés Estanislas Dehane decía sobre la inteligencia que una de sus muchas definiciones es la capacidad de aprender del ser humano a adaptarse a situaciones nuevas, y que la forma en que aprendemos son los diversos algoritmos mediante los cuales el cerebro humano es capaz de aprender, ¿qué función cumplen las células de tiempo y espacio en la manera en que el cerebro humano aprende, y qué es para usted la inteligencia?

—Creo que el espacio y el tiempo son parte de nuestro sistema de memoria o sistema de aprendizaje. Hay un área del cerebro sobre la que no hemos hecho mucho, se llama hipocampo, contiene también las células de lugar de las que hablamos. Pero el hipocampo es esencial para la memoria. Si el hipocampo se daña por algún motivo, la consecuencia típica es que el sistema de memoria falla y no somos capaces de aprender nueva información. Nueva información de la vida diaria. Lo que experimentamos, lo que desayunamos, a quién conocimos en el trabajo hoy, etc. Esas son las experiencias de la vida diaria. Lo que tienen en común es que todos tienen un elemento de espacio y tiempo. Entonces, cuando recordamos un episodio o una experiencia, algo que sucedió, por ejemplo, antes de que nos encontráramos aquí en esta entrevista, siempre hay un espacio. Por ejemplo, en mi caso, recuerdo que me sentaron en esta mesa, vine desde arriba y bajé las escaleras. También hay un tiempo en el que se organiza lo que sucedió primero, lo que sucedió en el siguiente ejemplo, bajé las escaleras, fui a la cocina, tomé un vaso de agua, llevé un vaso de agua a la mesa, me senté, y así sucesivamente. Así que todo esto depende del hipocampo, pero el hipocampo que reúne esto como una memoria a su vez obtiene información importante del área exterior, que se llama corteza entorrinal, esta corteza contiene células que nos ayudan a ubicarnos en el espacio, como celdas de cuadrícula, celdas de velocidad, etc. Y además, otra parte de la corteza interna es crucial para expresar el paso del tiempo. Estas áreas que expresan información sobre el espacio y el tiempo se unen y se encuentran en el hipocampo, que es entonces parte de nuestro sistema de memoria. Estos también son necesarios para el aprendizaje, de modo que cuando ponemos nueva información en el cerebro, necesitamos el hipocampo y necesitamos este sistema que se basa tanto en el espacio como en el tiempo.

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EL FUTURO DE LA CREATIVIDAD. “La creatividad es una gran diferencia entre el cerebro humano y la computadora”. (FOTO JUAN OBREGÓN)

—Profesor, usted estuvo en el Instituto Balseiro, trabajó con dos científicos argentinos, Emilio Kropoff y Soledad Gonzalo Cogno, ¿qué nos puede contar de esa experiencia?, ¿qué pudo observar de la manera de hacer ciencia en nuestro país?

—Tanto Emilio como Soledad son excelentes científicos, son algunas de las mejores personas que he tenido en mi laboratorio. Así que permítanme comenzar con Emilio, vino a nuestro laboratorio hace una década, tal vez un poco más. Y una de las cosas que hizo fue descubrir que en el sistema espacial del cerebro hay un tipo de célula que expresa la velocidad a la que se mueve un animal, una rata en su caso. Eso agregó un componente muy importante al mapa espacial. Sabíamos desde antes que había celdas de cuadrícula que expresan la posición del animal, y sabíamos que había celdas que indican la dirección. Pero si el movimiento del animal en su propio mapa de alguna manera tuviera en cuenta qué tan rápido se movía el animal también debería haber celdas que indicaran la velocidad del animal cuando se mueve en un entorno. Eso fue lo que encontró Emilio. También hizo una serie de otros descubrimientos. Cuando salió del laboratorio, regresó a Argentina para montar su propio laboratorio. Y creo que esa es una fuerza muy importante para la neurociencia en Argentina, en Buenos Aires. Luego vino Soledad, varios años después. Ahora es una posdoctorado senior y se independizó como líder de grupo, en neurociencia en nuestro Instituto en Trondheim, Noruega. Descubrió que las células en esta área del cerebro, la corteza entorrinal, pueden bajo algunas circunstancias, organizarse para expresar secuencias de actividad. Eso significa que las células disparan en cierto orden, la célula uno dispara antes de la célula dos, que dispara antes de la célula tres, la tres antes de la cuatro y así sucesivamente. Ella encontró que estas células realmente pueden continuar de manera oscilatoria, eso significa que se repiten entre sí. Dan vueltas en secuencias y esas secuencias en cada período, cada ciclo de estas secuencias puede durar más de un minuto. Hay un fenómeno sorprendente que muestra cómo se pueden generar secuencias de actividad en el cerebro. Tales secuencias son importantes para que el cerebro tenga acceso cuando necesita formar nuevos recuerdos y especialmente para formarlos muy rápidamente, quizás también para expresar el paso del tiempo. Esto es en lo que Soledad está trabajando ahora. Creo que lo que es común, tanto en Emilio como en Soledad, es que tuvieron una fuerte formación cuantitativa en física, y están entre las mejores personas que combinan física y neurociencia, y las llevan en una nueva dirección. Entonces, es muy emocionante para Argentina tener tantas personas con una sólida formación cuantitativa en neurociencia como muchos de ellos. Y estoy muy feliz de haberlos tenido a ambos en mi laboratorio.

“Hay un fenómeno sorprendente que muestra cómo se pueden generar secuencias de actividad en el cerebro”

—¿Qué aportes hacen los físicos a la neurociencia?

—Eso ciertamente ha cambiado. Cuando comencé como estudiante, la neurociencia todavía era, en gran medida, una ciencia biológica. Entonces, el tipo de fisiología en mi caso, cuando comenzamos a ver cómo las células interactuaban y encontraban las proteínas o moléculas que eran importantes para ello. Comenzamos típicamente con una celda a la vez y encontramos sus propiedades, estas células tienen cierta relación con el mundo exterior. Pero esto ha cambiado mucho, y ahora tenemos nuevas tecnologías y podemos registrar la actividad no solo de una celda a la vez, sino de miles de celdas al mismo tiempo. Eso significa que puedes estudiar la relación entre la actividad de todas estas células mientras interactúan en tiempo real. El desafío con eso es que obtienes una cantidad de datos que es enorme y eso también requiere un análisis mucho más complicado, al mismo tiempo, las herramientas analíticas y nuestra comprensión de los sistemas complejos ha evolucionado bastante. Mucho de eso sobre la supuesta comprensión del concepto y las herramientas analíticas provienen de la física y de las matemáticas, y son extremadamente útiles para nuestra capacidad de estudiar la relación entre la actividad y miles de células. Porque esta actividad simultánea entre cientos de células es tan complicada, que realmente ya no puedes ver los patrones con tus propios ojos, no es visible, realmente. Entonces, necesitamos un análisis complejo para ver los patrones y dicho análisis se ha desarrollado en física y matemáticas. Pero ahora necesitamos traerlos a la neurociencias, la fusión de los dos campos ha sido extremadamente importante para el desarrollo reciente de las neurociencias.

—La propia Academia Sueca reconoció al anunciar su premio en 2014 que usted había logrado resolver “un problema que ha ocupado a filósofos y científicos durante siglos”, ¿descubrir los mecanismos que utiliza el cerebro para funcionar es una cuestión filosófica también?

—Sí, diría que la filosofía definitivamente está relacionada con la neurociencia, porque la filosofía era lo que teníamos antes, que hizo posible estudiar las preguntas experimentalmente. Entonces, las preguntas con las que nos enfrentamos en la neurociencia moderna son ¿cómo somos capaces de pensar?, ¿qué nos hace pensar?, ¿cuáles son las limitaciones en el pensamiento? y ¿cómo tomamos decisiones? Y así sucesivamente, estas son preguntas que rondan en la filosofía desde sus inicios, hace miles de años, mientras que a lo largo de la mayor parte de los siglos, solo se podía pensar y reflexionar sobre cómo funciona nuestro cerebro o nuestra mente. Mencioné, como ejemplo, a Kant, porque reflexionó sobre las limitaciones de nuestra mente con respecto, por ejemplo, a la percepción del espacio y el tiempo. De modo que nuestra idea era, por ejemplo, que nuestra mente no se construye desde cero. Nacemos con ciertas limitaciones que nos hacen pensar de la forma en que lo hacemos. Eso es solo un ejemplo, pero hoy tenemos las herramientas con las que podemos medir la actividad cerebral. Puede estimular las células del cerebro, ver cómo responden y, de esa manera, descifrar cómo funcionan el cerebro y la mente. En ese sentido, podemos proporcionar, en gran medida, una explicación mecanicista del cerebro o de la mente. Muy parecido a lo que creo que a los filósofos les hubiera encantado hacer hace algunos siglos. Pero quiero decir, es en gran medida el mismo tipo de preguntas, simplemente está reformulado en un idioma diferente.

“También la informática ha proporcionado muchas de las herramientas que podemos usar para entender el cerebro”

—La ciencia es algo cada vez más colectivo y colaborativo entre diferentes disciplinas. Su formación comienza con la psicología, pero también es matemático, ¿cómo se conectan los científicos de las diferentes disciplinas?, ¿de qué manera se encuentran para retroalimentarse en un mismo proyecto?

—Creo que esta convergencia de disciplinas es especialmente necesaria para el éxito de la neurociencia. La neurociencia es una nueva disciplina que, además, no se enseñaba realmente en las universidades. Hoy hay muchos departamentos de neurociencia, pero en realidad no existían cuando yo era estudiante. Había un Departamento de Fisiología, un Departamento de Psicología, uno de Matemáticas y así sucesivamente. Pero para entender el cerebro necesitamos un poco de todo. En primer lugar, el cerebro es un sistema biológico, por lo que debemos conocer las células, cómo funcionan juntas, cómo se conectan, cómo se influyen entre sí. Pero también estas células trabajan juntas en sistemas muy complejos. Entonces como mencioné, el conocimiento de la física, donde se estudian sistemas complejos, en contextos completamente diferentes, es extremadamente útil porque también se puede aplicar a los datos del cerebro. También la informática ha proporcionado muchas de las herramientas que podemos usar para entender el cerebro. También puede usar herramientas de aprendizaje automático o herramientas de inteligencia artificial para encontrar relaciones muy complejas, que no podemos ver a simple vista. Y podemos probar combinaciones o probar relaciones entre células. Porque ahora tenemos enormes recursos informáticos, así que podemos hacer cálculos que simplemente no podíamos hacer hace algunos años. Luego esto continúa, por supuesto, la psicología también es importante, después de todo, lo que estamos estudiando es la base del comportamiento, de la cognición, de los sentimientos. Eso significa que podemos entender el cerebro. También necesitamos tener las herramientas para estudiar el comportamiento tanto en humanos como en animales, y eso podría continuar así. Son realmente muchas disciplinas las que se unen, y nadie realmente tiene suficiente conocimiento en todas las disciplinas, por lo que el éxito suele estar en los equipos de neurocientíficos, donde algunas personas tienen experiencia en física, otras en psicología, otras tienen experiencia en informática, y así.

—¿Qué sucede con el pensamiento más abstracto?, ¿cómo se lo aborda desde las neurociencias?

—El pensamiento abstracto está entre las cosas más difíciles de estudiar, porque no es fácil abordar el pensamiento abstracto en ratas, ratones u otros animales. Pero la mayoría de los estudios del cerebro se realizan en especies animales simples, porque el acceso es mucho más fácil. No es fácil acceder al cerebro humano durante el comportamiento de la vida, por lo que existen muchas limitaciones. Pero el problema con los ratones o las ratas es que no puedes preguntarles qué están pensando, tienes que inferirlo a partir de experimentos. Así que lo que hacemos en lugar de eso, con el fin de, al menos de manera preliminar, encontrar el fundamento neuronal del pensamiento abstracto, es que tratamos de simplificar el pensamiento en su elemento más básico. Entonces, por ejemplo, simplemente tomar una decisión sobre ir a la izquierda o a la derecha en un laberinto o inferir que, dado que fui a la izquierda la última vez, entonces debería ir a la derecha la próxima vez, y así sucesivamente. Estos son muy básicos pero muy específicos pensamientos que podemos inferir de los experimentos,qué están haciendo la rata o el ratón. Luego, podemos al mismo tiempo monitorear la actividad en el cerebro, y tal vez incluso puedas estimular una determinada célula, u otra célula y ver que esa estimulación hace que el ratón vaya a la izquierda en lugar de a la derecha. En ese sentido, tenemos la sensación de entender cómo funciona el cerebro y los subyacentes pensamientos muy simples. Pero, por supuesto, también queremos extender el pensamiento más complejo en humanos. Podemos estudiar el cerebro, por ejemplo, cuando los humanos están en el escáner cerebral donde se puede monitorear la actividad en ellos, en una máquina de resonancia magnética,y darle al sujeto una tarea para resolver, pensar en algo y resolver un problema de cierta manera. Al mismo tiempo, alguien puede monitorear la actividad en el cerebro. Pero lo que es diferente de los estudios en ratas, ratones u otros animales, es que en un escáner cerebral, el escáner realmente no tiene una resolución donde se ve una sola célula. Ves actividad en ciertas áreas o en bloques de áreas, de las células cerebrales que contienen muchas miles de células cada una, ves esa actividad promedio por bloques de áreas. Luego puedes ver que el patrón de actividad en el cerebro cambia a medida que el sujeto realiza la tarea. Puedes hacer inferencias sobre cómo el cerebro resuelve la tarea, pero si realmente deseas comprender lo que sucede en las mismas células que subyacen a la actividad, también debes monitorear la actividad en esas células directamente. Lo que se puede hacer ahora con sondas que se han diseñado recientemente es detectar la actividad de cientos a miles de células al mismo tiempo. Luego, con herramientas de análisis sofisticadas, puede descubrir qué subyace en el pensamiento de las ratas. Pero como dije, eso solo funciona en este momento para cosas muy, muy simples, que luego hay que extrapolar. Pero creo que las herramientas están mejorando, e incluso hay algunas que se pueden usar también en seres humanos. Explicaré cuál es esa excepción, porque hay algunos seres humanos que han sufrido o que tienen epilepsia severa y epilepsia que no se puede tratar con medicamentos. Entonces, la única solución para tratarlos es hacerles una cirugía en el cerebro, y para esas cirugías, primero deben inspeccionar la actividad cerebral mediante el uso de electrodos en el cerebro que son similares a los que podemos usar en ratas y ratones. Mientras se estudian estos temas en preparación para la cirugía, entonces puede detectar la actividad de las células cerebrales. Así hemos accedido a la actividad de células individuales o incluso de muchas células también en seres humanos. La herramienta está ahí para estudiar la base del pensamiento abstracto. Pero incluso aquí hay un gran problema. Es decir, que el pensamiento abstracto es un concepto muy amplio y probablemente tenga que ser refinado antes de que podamos realmente llegar a su base neuronal.

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LA INTELIGENCIA ARTIFICIAL. “Si se usa de la manera correcta, la inteligencia artificial se puede utilizar para ayudarnos a comprender datos muy complicados”. (FOTO JUAN OBREGÓN)

—En una pregunta anterior hablábamos sobre la relación entre las neurociencias y la filosofía, y la posibilidad de que la filosofía convierta a la neurociencia del futuro en una fusión. Tal vez recuerda la idea de Platón, de que el buen gobierno será de los filósofos. Tenemos en Argentina un candidato a presidente que es neurocientífico, su nombre es Facundo Manes, no sé si lo conoce y tiene presente algún otro neurocientífico que haya sido presidente y cuál es la connotación de esta idea de Platón, de que la filosofía debe gobernar.

—No conozco a ese neurocientífico. Con respecto a la idea de Platón, creo que esto también es algo que se relaciona con la neurociencia, pero sigo pensando que preferiría pasar eso porque es difícil relacionarlo realmente con la neurociencia con la que estoy familiarizado.

—En una conferencia que dio en la Universidad Complutense de Madrid en 2019, mencionaba la importancia de la persistencia que los científicos de su campo deben mantener, ¿qué lo estimula para sostener la persistencia y qué herramientas tiene para motivar a su equipo?

—La persistencia es un factor común a todos, o a la mayoría de los científicos. Quiero decir, los mejores neurocientíficos o los mejores científicos son aquellos que realmente quieren descubrir algo que les apasiona en lo que están trabajando. Y creo que todos los científicos lo habrán descubierto tarde o temprano, es decir, tienes que trabajar duro para obtener tus resultados. Siempre hay resistencia porque las cosas nunca son como pensabas, siempre son un poco diferentes. De modo que si tiene una hipótesis, puede ser en parte correcta, pero en su mayor parte incorrecta. Luego tienes que averiguar por qué mis pensamientos estaban equivocados, y tienes que entender los datos, encontrar la relación con lo que estás pensando y tienes que modificar tu forma de pensar. Por lo tanto, es un proceso muy lento, siempre avanza, pero generalmente avanza dos pasos y retrocede uno todo el tiempo. Entonces hay mucha resistencia. Y creo que los científicos son los que entienden esa resistencia y no se dan por vencidos. Pero aun así, en lugar de sentirse frustrados por la resistencia, se preguntan: “¿qué puedo aprender de esto? Esto no era como pensaba, así que debe ser algo diferente”. Y luego, de manera constante y persistente, intentar un enfoque diferente hasta que lo descubras algún día. Creo que eso es lo que quise decir cuando dije que la persistencia es un factor clave en el éxito de ser científico.

“No podemos experimentar el mundo sin ponerlo en un marco espacial”

—No sé si lo sabe pero Buenos Aires es la ciudad con más psicólogos, amamos a Freud en Argentina, y quería preguntarle: ¿cree que en algún momento del futuro es posible que la psicología y la medicina puedan unirse y cruzar a la neurociencia como una ciencia única?

—Sí, creo que ese desarrollo ya está ocurriendo. Cuando era estudiante, la psicología y la fisiología eran disciplinas muy independientes que en realidad no hablaban mucho entre sí. Por lo tanto, la fisiología normalmente se enseñaba en los departamentos de medicina o en los departamentos de biología, y los psicólogos generalmente no introducían el cerebro en sus modelos de comportamiento, pero eso ha cambiado. Así que ahora los departamentos de psicología a menudo están dominados, al menos en muchos lugares, por la neurociencia y viceversa. Los departamentos de fisiología intentan hacer la conexión para explicar el comportamiento, especialmente en neurociencia. Entonces, una neurociencia es la combinación de la fisiología del cerebro y el comportamiento, y creo que esto continuará en los próximos años. Son, en muchos sentidos, parte del mismo fenómeno, entonces, esta fusión de ambas disciplinas ciertamente ha tenido lugar y está ocurriendo hoy.

—Usted dijo: “Ahora sabemos también que el espacio y tiempo son elementos de los recuerdos que son almacenados en este sistema”, esta relación que hallaron con la memoria arroja luz sobre la enfermedad de Alzeheimer, ¿actualmente se encuentra investigando esta enfermedad?, ¿cuáles son las líneas de investigación para llegar a un mejor entendimiento sobre la enfermedad?

—La enfermedad de Alzheimer se caracteriza muy a menudo por una pérdida de memoria, como todos sabemos, pero también por una pérdida de la capacidad de encontrar el camino y la capacidad de saber dónde se encuentra, y muy probablemente también en el sentido del tiempo. Eso es interesante en el sentido de que si se pregunta dónde ocurre el primer daño en el cerebro en la enfermedad de Alzheimer, es muy, muy a menudo solo en la corteza entorrinal, que es la misma área del cerebro donde encontramos las células que subyacen a nuestra percepción del espacio y el tiempo. Entonces, las células de cuadrícula, las células de agua, las células de velocidad, etc., son parte de este sistema. Y, dentro de ese sistema, hay una pequeña parte que se llama corteza entorrinal lateral, que es particularmente vulnerable. Esta es el área donde la actividad cambia en relación con el tiempo. Esas dos partes de la corteza entorrinal lateral y la corteza entorrinal media se conectan al hipocampo, la tercera área que es importante para la memoria. Así que creo que el hecho de que gran parte del daño temprano en el cerebro ocurra solo en esas áreas explica en muchos sentidos el hecho de que en la enfermedad de Alzheimer, uno de los primeros síntomas suele ser la pérdida de memoria, pérdida del sentido del espacio y pérdida de una sensación del tiempo. Estamos trabajando en esto, sí. Entonces, si bien la actividad principal de nuestro grupo se centra en comprender el cerebro normal, también tenemos una gran actividad en la que tratamos de averiguar, junto con otras personas, qué es lo que va mal en la enfermedad de Alzheimer. Algunos de mis colaboradores usan modelos de ratones y modelos de ratas que expresan proteínas que pueden provocar síntomas bastante similares a la enfermedad de Alzheimer en el cerebro humano. Estamos trabajando en ello junto con otras personas, y pensamos que nuestros estudios del espacio y el tiempo, y la memoria son una puerta para comprender la enfermedad de Alzheimer, que se ve afectada tan fuertemente solo en esos sistemas.

“La inteligencia depende del número de conexiones neuronales”

—¿Cómo fue que encontraron la relación entre estas células y la enfermedad de Alzheimer?

—Aprendimos, no en nuestro grupo, pero otras personas ya aprendieron a principios de la década de 1990, que la corteza entorrinal, esta área del cerebro en la que estamos trabajando, era una de las primeras áreas de la corteza afectada por esta enfermedad, los primeros daños ocurrieron solo en esa área del cerebro, ya partir de allí se extiende a otras partes del mismo, pero muy a menudo comienza allí. Eso fue descubierto por un grupo estadounidense en la década de 1990, y también por neuroanatomistas holandeses. Al mismo tiempo, mucho trabajo ha demostrado que el espacio y el tiempo están deteriorados en esta enfermedad. Entonces, es fácil pensar que debe haber alguna conexión entre la pérdida de células en estas áreas del cerebro y los primeros síntomas que aparecen en la enfermedad.

—Que es una relación entre la memoria y la evolución del cerebro humano. Muchos filósofos hace algunos siglos conectan la memoria con la persona. Una persona que pierde la memoria ya no es la misma persona.

—Estoy de acuerdo. La memoria es tan fundamental para nuestra personalidad, que si la perdemos, como dijiste al principio, gran parte de nuestra conciencia está relacionada con la muerte. En primer lugar, creo que el mundo es experimentado de una manera muy diferente por alguien que ha perdido la memoria, pero también por otros que observaron a una persona que pierde la memoria. En muchos sentidos, no es la misma persona, porque la memoria es una forma fundamental de nuestra vida. Todo lo que experimentamos se interpreta en términos de lo que hemos experimentado antes. Así que la experiencia previa, la experiencia o nuestra memoria forman el marco por el cual entendemos el mundo. Entonces, si eso desaparece, es difícil no solo recordar, sino también planificar lo que vamos a hacer en el futuro. Si debemos hacer esto o aquello y por qué lo hacemos, sería extremadamente difícil si no tuvieras una memoria como base. Así que es una parte completamente fundamental de nuestra personalidad.

—¿Por qué es beneficiosa la intercomunicación entre la neurociencia computacional y la inteligencia artificial?

—Durante el tiempo que he estado en neurociencia, también ha habido un enorme crecimiento de la inteligencia artificial. Esta ha existido todo el tiempo, pero es con el aumento del poder de las computadoras y la demostración de su éxito reciente, donde realmente hemos visto su poder. Creo que si se usa de la manera correcta, la inteligencia artificial se puede utilizar para ayudarnos a comprender datos muy complicados. Estas son herramientas que nosotros, como neurocientíficos y también muchos otros científicos, empleamos para ver la estructura de los datos que no podemos ver con los ojos. Entonces, las computadoras pueden almacenar mucha información y pueden extraer átomos en formas que ni siquiera les indicamos, que hagan porque pueden aprender por sí mismas. Entonces, esto es aprendizaje automático en el que las computadoras pueden aprender por sí mismas a resolver tareas sin que se les diga cómo resolver la tarea. Esto es extremadamente poderoso y podemos usarlo como una herramienta en la ciencia. Pero, por supuesto, el desarrollo de la inteligencia artificial tampoco debería pasar desapercibido. Tenemos que tener cuidado de que se use de la manera adecuada, y no se use incorrectamente para manipular o incluso tomar decisiones sobre la vida de las personas. Hay límites éticos que siempre debemos tener en cuenta, tenemos que ser conscientes de qué tareas le delegamos a un ordenador, y qué reservamos para los humanos, para nosotros mismos. Pero como cualquier otro invento nuevo, viene con muchas ventajas. Entonces, si se controla de la manera correcta, es extremadamente útil como herramienta para comprender, por ejemplo, el cerebro.

—Y profesor, ¿cuáles son las similitudes y las diferencias entre la inteligencia artificial y el cerebro?

—Hay muchas similitudes y también muchas diferencias. Con respecto a las diferencias, mencionaría especialmente el hecho de que las computadoras tienen acceso a enormes cantidades de información que pueden escanearla casi línea por línea. Y debido a que pueden hacer esto tan rápido, encontrarán la información que están buscando, mientras que nuestro cerebro lo hace de una manera mucho más aleatoria. Así que creo que para cualquier cosa que involucre computación pesada o simplemente buscar y almacenar información, las computadoras son mejores en muchos aspectos. Pero luego, cuando se trata de tareas complejas, como reunir mucha información de formas inesperadas, tal vez hacer muchas cosas al mismo tiempo y tener muchos canales de información que interactúan entre sí, el cerebro humano sigue siendo mucho mejor. No hace muchos años que las computadoras todavía luchaban por reconocer, por ejemplo, una silla. Le mostrabas a la computadora muchas imágenes de una silla, pero tomada con diferentes luces, desde diferentes ángulos y era difícil para la computadora decir qué era una silla y qué no era una silla. Hoy esto está mejorando y todos sabemos cuán eficiente puede ser el reconocimiento facial, por ejemplo, que se basa en inteligencia artificial. También la comprensión del lenguaje, el reconocimiento está haciendo grandes progresos. Pero pienso en lo que tienen los seres humanos y en lo que no tienen las computadoras. Es el acceso a décadas de historia en las que hemos recopilado información, y el cerebro humano pueden seleccionar información relevante o similar, juntarla de formas novedosas. En muchos sentidos, esto es lo que llamamos creatividad, yo diría que todavía no ha sido realmente replicado por las computadoras.

—Pero ¿pueden los agentes artificiales, un robot por ejemplo, superar el sistema de navegación humana?

—Creo que la respuesta es sí o no. Así que creo que no debería ser un problema diseñar computadoras que sean extremadamente buenas para la navegación y que puedan hacer esto con mayor precisión y calcular posiciones mucho mejor que un cerebro humano. Por otro lado, lo que tiene el cerebro humano es acceso a toda la información sobre diferentes lugares, cosas para experimentar, y también la capacidad de conectar información que aparentemente es irrelevante entre sí, pero luego juntarla y eso puede dar lugar a la perspicacia y la creatividad. La navegación es solo la rutina estándar, entonces diría que no debería haber ningún problema para que una computadora lo haga. Pero a veces, incluso la navegación requiere algo de creatividad o encontrar un enfoque alternativo, por ejemplo, si no puede ir por el camino que desea, es posible que deba recoger nueva información de su memoria. Y de repente tal vez recuerdes que si vas de esta manera en lugar de esta otra, en realidad esa podría ser una forma inteligente de ir de A a B, después de todo. Entonces creo que sí y no. Pero en general, diría que la navegación humana como tal es un cálculo muy simple, que realmente no hay dificultad en entrenar una computadora para hacer eso.

—La última pregunta: en la conferencia que brindó en el Instituto Balseiro, dijo: “La característica más sorprendente del cerebro es el hecho de que siempre encuentra una solución inesperada”, ¿podría decirse que la gran diferencia entre el cerebro humano y la inteligencia artificial es la creatividad?

—Diría que la creatividad es una gran diferencia entre el cerebro humano y la computadora. Pero dicho esto, creo que hasta cierto punto también puedes desarrollar computadoras que sean creativas, pero tienes que decirle a la computadora cómo ser creativa. Entonces, por ejemplo, para juntar información que no va de la mano, trata de hacer variaciones a su alrededor. Pero eso es una especie de trampa porque una vez que le dices a la computadora cómo ser creativo, deja de ser creatividad. Así que creo que la espontaneidad y la capacidad de reunir información que no tiene ninguna relación, tal vez la experiencia con varios años de distancia, recuerdas algo que podría ser relevante y le da una nueva perspectiva a algo, eso es exclusivo del cerebro humano, y probablemente lo seguirá siendo durante bastante tiempo. Aunque ciertamente es posible hacer copias falsas que las computadoras pueden producir algo muy similar a la creatividad. Y también vemos que las computadoras pueden generar música. Pero ¿es esa música realmente mejor que la que han producido los humanos, o es más original? Diría que no, porque la computadora tiene que aprender lo que realmente les gusta a los humanos y lo que funciona, tiene que aprender las reglas, en ese sentido, es solo parcialmente creativa.

 

Producción: Melody Acosta Rizza y Sol Bacigalupo.