Una corriente (mayoritaria) de la neurociencia considera que en la tarea de formar conceptos abstractos participan una miríada de neuronas, pero frente a esa acción multicelular perfectamente orquestada existe otra hipótesis, la de que una única neurona puede asociarse a un concepto.
La idea de que existen neuronas capaces de “pensar” se debate desde mediados del siglo XX. El científico polaco Jerzy Konorski aludía a lo que llamaba “células gnósticas” (del conocimiento, en griego) en la década de 1960, y años antes, ya se habían descrito células concretas en la retina de las ranas que se suponía distinguían específicamente a los insectos.
Pero el nombre con el que se conocen estas células “pensadoras” en los mentideros neurocientíficos es por el de las “células de la abuela”.
Para explicar a sus alumnos del Instituto de Tecnología de Massachusetts en qué consistían las células gnósticas, el profesor Jerry Lettvin recurrió, no sin cierta ironía, al protagonista de la novela de Philip Roth, El mal de Portnoy. Publicado en 1969, el libro plasma las confesiones de un treintañero, atormentado por su controladora madre, ante el psicoanalista. Portnoy tiene a su madre tan “incrustada” en la conciencia que durante el primer año de colegio pensaba que todas sus profesoras eran ella disfrazada.
Para describir la hipótesis de que existen células individuales que reconocen determinados conceptos, por ejemplo, el de una madre, el profesor Lettvin bromeó en un artículo con la idea de que un neurocirujano podía extirparle esas neuronas a Portnoy, liberando así al personaje de sus trastornos edípicos. Y después, podría hacer lo mismo con las “neuronas de la abuela”
Con esta anécdota, que recogió el neurocientífico Charles Gross, se han venido llamando oficiosamente a las células conceptuales. Una "célula de la abuela" respondería solo a un estímulo específico y significativo, como la fotografía de la abuela. De igual forma, existiría otra neurona que se dispararía, por ejemplo, con una imagen de Jennifer Aniston.
Rodrigo Quian Quiroga, director del Centro de Neurociencia de Sistemas y jefe de Bioingeniería de la Universidad de Leicester, en Reino Unido, retomó esa línea de investigación con un estudio realizado en pacientes epilépticos a los que se habían implantado electrodos intracraneales.
Indagando sobre la relación entre percepción visual y memoria, los investigadores les mostraron fotos de famosos, como la de la actriz de Friends, y constataron que determinadas neuronas del hipocampo respondían a cualquier foto de esa persona, pero no a otras. En estudios posteriores, comprobaron también que esas mismas neuronas respondían al mismo concepto, el famoso, también al pronunciar o leer su nombre.
Al margen de la popularidad mediática de esos experimentos, hay científicos que siguen trabajando en la confirmación de la existencia de la "célula de la abuela" (actualizada para el nuevo milenio como la neurona de Jennifer Aniston).
Un nuevo estudio, dirigido por Valeri Makarov, investigador del Instituto de Matemática Interdisciplinar de la Universidad Complutense de Madrid (UCM), aporta más evidencias que avalan la existencia de estas células conceptuales, al explicar su funcionamiento mediante modelos matemáticos.
Para ello, han cambiado la literatura y las series de televisión por la música –por algo uno de los científicos de este equipo toca el piano- y en un trabajo en colaboración con las universidades de Leicester y de Nizhny Novgorod (Rusia) han identificado el papel de las neuronas conceptuales en la generación del concepto abstracto de las notas musicales.
El estudio, cuyas conclusiones aparecen en Scientific Reports, se basa en la creación de un modelo matemático de una red neuronal de 3.200 células en la capa selectiva y 1.600 en la capa conceptual. El entrenamiento utilizaba la Novena Sinfonía de Beethoven. Inicialmente, las células registraban ondas sonoras de manera aleatoria, sin poder detectar a qué nota pertenecían.
Sin embargo, tras el entrenamiento musical, las neuronas fueron capaces de procesar la información recibida y determinar si sonaba, por ejemplo, la nota fa, actuando como células conceptuales, tal como explica Makarov.
“En este tipo de investigaciones resulta complejo separar la actividad de una red neuronal entera de la de una neurona solitaria. Lo que hemos hecho desde el punto de vista teórico es probar que estas neuronas pueden existir, e incluso que deberían hacerlo en nuestro cerebro” expone el investigador a DM.
“También hemos determinado qué requisitos deben cumplir las neuronas conceptuales y hemos probado que en nuestro cerebro esos requisitos se cumplen”, afirma Makarov. Entre esos requisitos, destaca el de un número superior al umbral de entradas sinápticas a las neuronas principales en los estratos; “cuanto mayor, más posibilidades tiene una neurona de ser más idónea para crear conceptos”.Entre las aplicaciones de esas investigaciones, Makarov destaca que “pueden contribuir a perfeccionar la inteligencia artificial, para desarrollar robots que piensen de forma más parecida a la humana”. También pueden servir en la detección de enfermedades, al procesar imágenes diagnósticas (por ejemplo, resonancias magnéticas pulmonares) con las que determinar si una persona sufre una patología.
El trabajo de los investigadores de la UCM alimentará el acalorado debate sobre la existencia de las células conceptuales, para algunos científicos incompatible con la también investigada plasticidad neuronal, que implicaría el cambio de función de las neuronas.
“Obviamente, ninguna neurona puede funcionar de manera individual”, comenta Markarov, “pero desde el punto de vista teórico pensamos que no hace falta tener una red celular extensa, sino que una sola puede asumir un concepto abstracto”.
En el experimento de Quian Quiroga se observó que la neurona que respondía a la imagen de Jennifer Aniston podía estar cerca de otra que disparaba con Teresa de Calcuta, lo que a estos autores sugería que la ubicación próxima de las células no implica la representación de conceptos similares.
De hecho, esa representación de conceptos a través de células solitarias o grupitos celulares para algunos puede explicar cómo saltan nuestros pensamientos de una a otra imagen, de una a otra idea, en definitiva, esa forma de pensamiento tan humano que nos hace irnos por las ramas.
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