La perspectiva neurobiológica en el estudio de la conciencia

Modesto Jesús Romero López. Doctor en Psicología, Especialista en Psicología Clínica, Máster en Neuropsicología. Servicio de Neuropsicología y Rehabilitación (SEREN). Departamento de Psicología Clínica, Experimental y Social. Facultad de Ciencias de la Educación. Universidad de Huelva.

Resumen

La conciencia es el núcleo central de las aproximaciones neurobiológicas a los procesos mentales. En esta revisión se presenta la conciencia desde la perspectiva neurobiológica. El problema de la definición de la conciencia está omnipresente en su estudio. Se puede entender de distintos modos dependiendo de las perspectivas que se adopten. Actualmente el término conciencia juega un papel importante en la evaluación clínica de los pacientes y en la mayoría de las consideraciones fisiológicas, ocupando una parte importante del trabajo de neurólogos, biólogos, psiquiatras, neuropsicólogos y otros neurocientíficos. Se identifican tres componentes: vigilancia, atención selectiva y contenidos mentales, siendo el factor tiempo fundamental en el estudio de la conciencia. La conciencia es una función del cerebro que al igual que la respiración es un proceso activo en la vida del individuo sano.

Palabras clave: alerta, atención selectiva, conciencia, contenidos mentales.

Abstract

Consciousness is the core of neurobiological approaches to mental processes. This paper shows a review of the consciousness from the neurobiological perspective. The problem of the definition of consciousness is everywhere in his studio. It can be understood in different ways depending on the perspective adopted. Today the term conscience plays an important role in the clinical evaluation of patients and in most physiological considerations, occupying an important part of the work of neuroscientists, biologists, psychiatrists, neuropsychologists and neuroscientists. We can recognize three components: alertness, selective attention and mental contents, being crucial the time factor in the study of consciousness. This is a function of the brain and just as breathing is an active process in the life of a healthy person.

Keywords: alertness, awareness, mental content, selective attention.

INTRODUCCIÓN.

La conciencia es el núcleo central de las aproximaciones neurobiológicas a los procesos mentales. Pero de qué hablamos cuando hablamos de conciencia. Decir que un ser es consciente supone que está despierto, se da cuenta de las cosas que le rodean y puede actuar sobre ellas para vivir. En el hombre esta propiedad comprende el darse cuenta de su propia existencia, de sus pensamientos y emociones. Esto supone una vida interior no expresada en la conducta necesariamente. Se recrea un mundo interno con un significado subjetivo cuyos aspectos se reflejan en el arte, la magia o la religión. Conciencia es lo que usted tiene si está despierto y lo que usted pierde en su sueño profundo o bajo anestesia y recupera de nuevo al despertar (1).

La conciencia se puede entender y definir de distintos modos dependiendo de las perspectivas que se adopten. Así podemos emplear el término desde la filosofía, la moral, la fenomenología o el psicoanálisis. También se alude al término conciencia cuando se hace referencia al reto, a la capacidad o al testimonio. En su aceptación científica más amplia, desde un punto de vista dinámico y estructural, la conciencia se considera como la plena actividad psíquica superior resultante de la integración de los procesos mentales. Sería la función de integración de las funciones cognitivas, afectivas y motoras de un organismo, resultado de la activación y el darse cuenta del entorno externo e interno que está soportada por su sistema nervioso.

El problema de la definición de la conciencia es central en los estudios de la Filosofía de la mente y de la Psicología Cognitiva. Para muchos filósofos hablar de conciencia requiere distinguir dos tipos de problemas: Los llamados problemas “fáciles” y “difíciles”. Los primeros giran alrededor de preguntas como; ¿cómo discrimina una persona diferentes estímulos sensoriales y reaccionar ante ellos de forma apropiada?, ¿cómo es posible que las personas puedan expresar con palabras sus estados mentales? Los problemas “difíciles”, a diferencia de los anteriores, tratan de saber cómo los procesos físicos y químicos en el cerebro dan lugar a la experiencia subjetiva (2).

Desde una perspectiva monista-materialista de la mente, se procuran evitar todos los conceptos próximos al dualismo cartesiano. No obstante, en cuanto nos esforzamos en someter la cuestión cerebro-mente a un análisis científico se deja de mirar a la persona como una entidad que se comporta globalmente, pero sobre todo, es muy difícil obviar las referencias a los eventos neurales del cerebro. Desde sus orígenes la evolución de las ideas dualistas ha pasado a diferenciar distintos tipos de conciencia se habla de conciencia perceptiva o de conciencia introspectiva (3). Así, desde esos orígenes, se anda persiguiendo al duendecillo dentro del cerebro, una entidad independiente del yo, que probablemente ha escapado y mutado en algún tipo de software o programa genético camuflado en las redes neuronales y la mecánica cuántica. Con todo, la conciencia es la función psicológica más elusiva en los intentos de definición (5) y la característica más obvia y más misteriosa de nuestra mente (6).

DESARROLLO: NEUROFISIOLOGÍA, TIEMPO Y CONDUCTA

El estudio científico de la conciencia es tan antiguo como la propia ciencia y sin embargo fue ignorado por la mayoría de psicólogos y neurólogos hasta las dos últimas décadas pasadas. Se presumía que dicho estudio pertenecía al ámbito de la Filosofía o que era demasiado esquivo para someterlo a investigación experimental. No obstante, ya William James en 1890, entendía la conciencia como un proceso. Actualmente el término conciencia juega un papel importante en la evaluación clínica de los pacientes y en la mayoría de las consideraciones fisiológicas, ocupando una parte importante del trabajo de neurólogos, biólogos, psiquiatras, neuropsicólogos y otros neurocientíficos.

El interaccionismo y el paralelismo resumen la visión de la mayoría de los neurocientíficos tendente a la aproximación monista, donde los procesos mentales son procesos cerebrales (4). Así, todos los aspectos de la mente, incluido el de la conciencia podrían tener una explicación más materialista; que dependan del modo de funcionar de grandes conjuntos neuronales que interactúen entre sí (7, 8). En este sentido, la conciencia comprende todas las modalidades de percepción sensorial, memoria, pensamiento, emoción, volición y necesariamente cuando se trata el continuo de conciencia se hace referencia implícita al tiempo.

Se pueden considera tres perspectivas en el estudio de la conciencia; neurofisiológica, electroencefalográfica y conductual (9). A su vez, se pueden considerar tres componentes principales; vigilancia, contenidos mentales y atención selectiva (9, 10).

Desde finales del siglo XIX, diversos autores correlacionaron la topografía de las lesiones anatomopatológicas de casos con encefalitis, encefalopatía de Wernicke y encefalitis letárgica con la consiguiente afectación del nivel de conciencia que aquejaron a los pacientes. Destacaron que las lesiones afectaban preferentemente a la sustancia gris que rodea el tercer ventrículo, el acueducto de Silvio y el cuarto ventrículo. Pero fue a partir de la utilización de la electroencefalografía cuando se comenzaron a construir las bases del conocimiento fisiológico de la conciencia. Berger (1928) observó, analizando las diferencias entre los registros electroencefalográficos de sueño y vigilia, que durante el sueño los registros era más lento, sincrónico y uniformes en todas las áreas cerebrales. Este hecho apoyaba la existencia de un marcapasos subcortical con influencia en la activación de toda la corteza. Bremer (1937) en sus estudios experimentales en gatos, halló una clara correlación entre datos clínicos y registros encefalográficos (EEG): la sección alta (mesencéfalo-pontina) ocasionaba al animal un estado semejante al sueño y el EEG era sincronizado, como en un animal despierto y sin lesión; la sección baja (bulbo-medular) no afectaba a la apariencia facial de estar despierto y el trazado encefalográfico (EEG) era sincronizado. Concluyó que la apariencia de sueño era debida a la mayor interrupción de aferencias que se ocasionaban con la lesión alta del tronco cerebral. A partir de los estudios de Morison y Demsey (1942) y sobre todo de los de Magoun y Moruzzi (1949) se establece la existencia de un sistema activador cortical, independiente de las aferencias sensoriales específicas. Este sistema se denominó "sistema reticular activador ascendente" (SRAA), situado en la formación reticular del tronco del encéfalo, en su porción más alta y en el diencéfalo, en tálamo e hipotálamo. Estos autores demostraron que este entramado neuronal se proyectaba de forma difusa al córtex cerebral y que cuando era destruido se ocasionaba una situación de coma, la cual no era modificada ni reversible mediante estímulos sensoriales. Además, al destruirse el sistema reticular activador ascendente (SRAA) el trazado encefalográfico (EEG) era más lento y sincrónico. La estimulación mediante electrodos del SRAA en un animal dormido lo despertaba al mismo tiempo que aceleraba y desincronizaba el registro encefalográfico (EEG).

La Formación Reticular constituye el sistema filogenéticamente más antiguo del cerebro, formado por una compleja red neuronal, situado en la parte dorsal del tronco cerebral. Los sistemas reticulares de proyección ascendente actúan además en la génesis de la focalización de la atención y en la inducción del sueño (11). La función del Sistema Reticular Activador Ascendente es la de la activación cortical (12). Se sitúa en la porción más alta de la formación reticular está constituido por elementos neuronales polisinápticos que reciben colaterales de todos los sistemas sensoriales específicos, siendo particularmente importantes a partir del haz espinotalámico y del trigémino. Las proyecciones se realizan a través de tres vías principales: Desde los núcleos talámicos reticulares, de proyecciones hipotálamo-septales-límbicas y neocorticales; de proyecciones difusas corticales serotoninérgicas desde los núcleos del rafe; y de proyecciones noradrenérgicas del locus coeruleus (13).

En situaciones de normalidad neurológica en los estados de alerta, de actividad mental, orientación o emoción, el registro encefalográfico (EEG) muestra un patrón de desincronización. En reposo, sedación o inactividad mental el patrón encefalográfico (EEG) está sincronizado esto es, la actividad eléctrica neuronal está coordinada en el tiempo produciéndose ondas que varían en frecuencia y amplitud (alfa, beta, theta y delta). La fluctuación en la función de vigilancia puede observar en los patrones encefalográficos (EEG).

Los patrones de normalidad EEG durante las fases del sueño están bien estudiados y definidos. La secuencia completa desde la alerta a la soñolencia, los cuatro estados de sueño NO-REM y el sueño REM, correlacionan con pocas variaciones interpersonales. Los estados de alto estrés también se pueden asociar a cambios encefalográficos (EEG) con los análisis espectrales necesarios (14). Podemos decir que el continuo de la función de la vigilancia se puede asociar a un continuo de patrones encefalográficos (EEG).

La función de vigilancia está al mínimo o ausente en los estados de coma. Cualquier causa que pueda determinar una situación de coma o disminución del nivel de conciencia mostrará una depresión en el EEG en conjunción con la situación clínica. Sin embargo, no hay unos buenos patrones encefalográficos (EEG) que correspondan con diferentes grados del coma. Sólo en los estados terminales, cuando el EEG es isoeléctrico, podemos argumentar un estado de muerte cerebral en base al registro del EEG. Aunque con el uso experimental de microelectrodos en monos se han observado cambios inducidos en la atención en neuronas visuales del córtex parietal (15), tampoco se tienen correlatos encefalográficos (EEG) de los contenidos mentales, pese al uso de la metodología estadística en la función de atención selectiva, en su utilización convencional.

El factor tiempo es fundamental en el estudio de la conciencia. Desde cualquiera de las perspectivas de su estudio es necesario aludir a patrones temporales para tratar de comprenderla. Los ritmos de disparos de las neuronas pueden corresponder a un patrón de estimulación eléctrica de 40 ciclos por segundo. Se ha especulado que tal actividad rítmica al nivel de las neuronas corticales puede reflejar un estado de vigilancia o nivel consciente (16). La variación en la vigilancia en cada momento o periodo se evidencia por los exámenes psicológicos y los registros encefalográficos (EEG) (17, 18). La atención selectiva es dinámica y requiere por tanto, considerar patrones temporales. Los contenidos mentales parecen los componentes más estáticos de los tres componentes de conciencia (19).

Clásicamente se ha considerado que la conducta consciente es la expresión de dos componentes fisiológicos: la capacidad para la conciencia, activación, (equivalente al término arousal en inglés) y del contenido de la conciencia (20). El contenido de la conducta consciente se crea mediante las funciones mentales cognitivas y afectivas (21). La activación se puede definir operacionalmente por la intensidad de estimulación necesaria para provocar una respuesta del paciente (22). Estas dos funciones, contenido y activación, se pueden disociar; un paciente puede estar despierto pero no ser capaz de actuar cognitivamente (21). En el paciente comatoso hay una falta de respuesta fisiológica al medio ambiente, es decir, la activación y el “darse-cuenta” están ausentes; la inmovilidad y la falta de capacidad para abrir los ojos forman parte de este estado (23-26). Aun así, se asignan significados diferentes en los escritos médicos y psicológicos en la definición de los estados normales y anormales de conciencia. Esto es probable que se deba a que las definiciones dependen de sus relaciones clínicas lo que conlleva cierta imprecisión. No obstante la conciencia, en términos clínicos operativos, se puede describir como: El estado de percepción momentánea del paciente de sí mismo y del ambiente y de su capacidad de reacción a la estimulación externa y a las necesidades internas (27).

En la actualidad se acepta que para el mantenimiento de nivel de “conciencia normal” es necesaria la integridad funcional de la mayor parte del córtex cerebral y de determinadas zonas del tronco cerebral (11, 21). La conciencia normal se entiende como aquella situación en la que la persona tiene una percepción plena de sí misma y de su entorno. Para ello es preciso que exista un contenido de la conciencia y una activación o mantenimiento del "estar despierto". El contenido de la conciencia representa la suma de las funciones cognitivas y afectivas que constituyen el intelecto o las funciones superiores. La activación de dichas funciones será igualmente esencial para constituir el nivel de conciencia normal (28). Es en referencia a la activación o la alerta cuando en clínica se habla de niveles de conciencia (29). Los pacientes pueden presentar una variedad de niveles de alerta y de conductas que organizamos en un continuo de conciencia. Las manifestaciones neuropsicológicas de los estados alterados de conciencia pueden clasificarse en: inatención, confusión y obnubilación de la conciencia, estupor, delirium, mutismo acinético, síndrome de desconexión, demencia, coma, estado vegetativo y muerte cerebral (30, 31). Esta clasificación está sometida a continuas revisiones y actualizaciones.

VIGILANCIA, ATENCIÓN SELECTIVA Y CONTENIDOS MENTALES.

La conciencia requiere de la función de vigilancia. Ésta no se entiende como la condición de una persona normal despierta sin más, sino en término de grados: un grado bajo de vigilancia lo encontramos en los estados de sueño y evidentemente un grado alto se observa estando despierto y máximo cuando estamos en estado de alerta. La vigilancia es anulada en los estados de coma. El substrato neural necesario para la vigilancia es entonces bloqueado o destruido por el proceso neurológico que cursa con una determinada lesión cerebral. El eje formación reticular-córtex es el eje de la vigilancia y puede ser considerado como el mecanismo del tronco cerebral que provee del necesario tono a la neocorteza (13). Por tanto, la vigilancia es una función relacionada con estructuras cerebrales bien definidas y con las condiciones patológicas de dichas estructuras. Esta función es especialmente vulnerable a las alteraciones del tronco cerebral, especialmente del puente y del mesencéfalo. La formación reticular mesencefálica y el sistema de la protuberancia son formaciones básicas implicadas directamente. Las bases neuroquímicas son múltiples destacando los sistemas colinérgico, adrenérgico y serotoninérgico, entre otros (13, 32).

La conciencia no depende de la función de vigilancia exclusivamente. Todas las experiencias personales, presentes y pasadas, se encuentran modificadas por la interacción de los procesos cognitivos. Esto implica a los sistemas de memoria y a un constante flujo de información aferente junto a la integración del mismo procedente del mundo externo y del interno. Las funciones corticales, especialmente las neocorticales, son prerrequisitos para los contenidos mentales (10). Esos contenidos mentales pueden no ser accesibles debido a una conmoción cerebral, una demencia u otros trastornos que afecten al cerebro. Las lesiones corticales globales causan la perdida de los contenidos mentales pudiendo llegar a ocasionar un síndrome apático. Es probable entonces que los ciclos sueño vigilia se conserven y puede parecer que existe vigilancia pero no se observen manifestaciones mentales, es decir, puede darse la vigilancia sin contenidos mentales (9).

La atención es, junto con la vigilancia y los contenidos mentales, el otro factor importante en la función de conciencia. Wundt (1874), definió la conciencia como el contenido global de nuestras experiencias inmediatas con especial énfasis en la función de atención. Los contenidos mentales pueden llegar a interferirse unos a otros y es necesaria una cierta forma de selección para conservar una mínima entropía en el conocimiento y los intercambios de información (33). Una gran cantidad y variedad de información del mundo externo e interno llegan y se solapan en el cerebro siendo necesarios procesos de selección y elección (34, 35). El número de estímulos aferentes a procesar está, a priori, limitado por la capacidad de procesamiento del sistema cognitivo humano dependiente de la estructura del córtex y por tanto, debe de realizarse alguna forma de selección de los mismos. Sólo podemos utilizar, en el continuo del tiempo, una porción de la información que tenemos disponible en cada momento gracias al desarrollo de mecanismos de atención y procesos de selección (36). Actualmente, la atención es objeto de investigaciones donde se aplican especialmente todos los avances en neuroimágenes. Así por ejemplo, mediante la utilización de PET en humanos (37, 38) se han descrito las vías de proyección cortical del procesamiento atencional en regiones parietales, frontales y temporales.

PANORAMA ACTUAL EN EL ESTUDIO DE LA CONCIENCIA

En los estudios de la conciencia y sus trastornos se pueden observar discrepancias. Ello es debido a los distintos niveles de descripción en el abordaje de la misma. El término conciencia adquiere múltiples significados en español. Es tan polivalente que es frecuente encontrarse en la bibliografía la frase que hace referencia a “todos saben de qué están hablando pero pocos pueden definir con precisión”. En el campo de la Neurología y la Psicología se puede hacer referencia a distintos aspectos (39, 40) como son el estado de vigilia y capacidad de responder a estímulos de forma integrada; la conciencia perceptiva; los estados intencionales, referidos a cualquier estado mental con un contenido proposicional (intención, procesos ideativos, afecto, etc.). Algunas de las acepciones del término conciencia dependiendo del nivel de descripción se recogen en la Tabla 1.

Tabla 1. Acepciones del término conciencia

• Alerta: Estado opuesto al coma y al inconsciente que permite al individuo una respuesta conductual y mantener ciclos de sueño-vigilia. Un individuo "despierto" podría tomar o no, consciencia de su entorno.
• Fenómeno de conciencia: Hace referencia a los registros cerebrales internos o externos que demandan cierta capacidad de procesamiento cognitivo. Estos registros no parecen darse en el individuo en todo momento.
• Acceso consciente: Se refiere a la necesidad de la función de atención directa junto a los procesos cognitivos de toma de decisiones. Esto que se podría denominar alto nivel de consciencia interno y/o externo está próximo a la definición de William James de “darse cuenta” de las propias experiencias cognitivas y del entorno.
• Las referidas a la dimensión filosófica de la conciencia.

De la bibliografía se pueden extraer una serie de componentes cualitativos sobre la conciencia, Tabla 2. La mayoría de las definiciones de la conciencia reconocen múltiples y complejas funciones concretadas en la alerta, la toma de conciencia y el darse cuenta. En general, a estas funciones las denominamos funciones cognitivas en unos casos y procesos psicológicos en otros. Se puede concluir con: La conciencia es una función del cerebro que al igual que la respiración es un proceso activo en la vida del individuo sano. La conciencia es consecuencia de procesos neurobiológicos que se dan en las estructuras cerebrales (41). Además, una adecuada explicación de la conciencia debería de explicar los procesos inconscientes observados por psicólogos y médicos en situaciones clínicas.

Tabla 2. Componentes de la conciencia

• La conciencia es un proceso activo de múltiples componentes.
• El despertar o alerta es una condición para la conciencia.
• Existe una toma de conciencia o un darse cuenta de la propia cognición o procesos mentales.
• Existe una sensación perceptiva, que se expresa simbólicamente, de la estimulación interna o externa de cada persona. La percepción ocurre previa a la atención. Pueden ocurrir ciertos fenómenos de filtrado. La motivación como "impulso interno" se supone en la base de muchos de estos procesos.

• Unos determinados sucesos pueden ser de ayuda en la memoria activa que se emplea cada minuto en decisiones y acciones. Esto está estrechamente relacionado con la atención.
• La memoria puede ser recuperada o evocada de modo espacial o temporal.
• Las memorias se activan al procesar información relevante.
• Existe un almacén potencial de memoria a largo plazo que es necesario para desarrollar conductas complejas por el individuo.
• La toma de decisiones se da para la acción y depende de las funciones atencionales, de partes concretas de la entrada sensorial, las respuestas motoras y las funciones emocionales.
• La cognición o pensamiento son considerados tradicionalmente como niveles altos de las funciones cognitivas, por ejemplo el razonamiento deductivo, e implica los puntos anteriores señalados.

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