EL SENTIDO DEL OLFATO PODRIA
AYUDAR A
DESCUBRIR COMO SE FORMA LA
CONCIENCIA
*La manera en qué reaccionamos a los olores
podría desbloquear cómo formamos pensamientos conscientes
Una
nueva investigación sobre cómo nuestro cerebro procesa los olores que involucra
grandes modelos computacionales de una sección del cerebro podría ayudar a
descubrir el misterio de cómo se forma la conciencia.
Nuestro
sentido del olfato es uno de los más poderosos. Una bocanada de perfume puede
traer recuerdos de décadas atrás y una comida casera puede traernos de vuelta a
nuestra infancia.
Oler
algo asqueroso también puede ser una advertencia para que se mantenga alejado
del lugar donde proviene ese aroma. Pero, ¿cómo percibe nuestro cerebro el olor
y cómo nos damos cuenta conscientemente de que estamos oliendo algo?
La
cuestión de la propia conciencia y cómo se forman los pensamientos conscientes
ha intrigado a la humanidad durante siglos
Investigadores
de IBM Research y Hull York Medical School de Reino Unido han estudiado cómo
los olores se transforman en pensamiento consciente.
Los
circuitos en la corteza cerebral del cerebro pueden generar actividades
sincrónicas en diferentes escalas espaciales y temporales, principalmente
debido a la conectividad sináptica entre las neuronas.
Se
presume que muchas de estas actividades son normales, incluso si no sabemos
exactamente por qué suceden. Los grados más extremos de sincronía pueden ser
anormales, lo que puede ser una señal de que una parte de la corteza es propensa
a desencadenar una convulsión.
Pero
las actividades epilépticas pueden proporcionar pistas sobre cómo deberían
funcionar normalmente los circuitos del cerebro.
Usaron
esta idea para mostrar cómo dos componentes del sistema olfativo, la corteza
piriforme (con muchas conexiones débiles) y el núcleo endopiriforme (con menos
conexiones fuertes), pueden cooperar para generar actividades sincrónicas
débiles o fuertes
Las
actividades débiles se envían a regiones cerebrales específicas y localizadas
para su posterior procesamiento, y las fuertes pueden extenderse a otras
regiones del cerebro y, por lo tanto, a la conciencia.
PROCEDIMIENTO CIENTIFICO
Los
investigadores emplearon un modelo computacional detallado de la corteza
piriforme, la parte del cerebro encargada de procesar la información olfativa
para nuestro sentido del olfato, para descubrir que la adición de neuronas con
propiedades endopiriformes podría permitir que estímulos similares generen
respuestas breves o prolongadas, dependiendo de parámetros tales como una
conductancia persistente de sodio (Na+).
Las
respuestas breves generalmente se correlacionan con la falta de percepción
consciente, mientras que las respuestas prolongadas sugieren que la persona
percibe el olor de manera consciente.
Esta
función es esencialmente un "interruptor" en el cerebro que puede
determinar si el olor en cuestión requiere más atención en otras partes del
cerebro o no. Es bastante parecido a cómo un interruptor en el procesador de
una computadora puede limitar los recursos computacionales o requerir mucho
más, según la tarea que se le presente.
Investigación
computacional sobre la formación de la conciencia: Además, la investigación los
impulsó a proponer que los mecanismos celulares de activación del núcleo
endopiriforme son una forma atenuada de los eventos celulares que ocurren
durante el inicio de un ataque epiléptico.
Si
es correcta, su hipótesis podría ayudar a explicar los mecanismos de ciertos
anestésicos generales y sus efectos. Del mismo modo, es llamativo cómo los
mecanismos celulares que parecen ser necesarios para la conciencia (actividad
sincronizada persistente que depende de la excitación sináptica recurrente)
también son centrales de la epilepsia, una condición que en muchos pacientes,
según el tipo de convulsión, los deja inconscientes.
El
trabajo se basa en más de 40 años de investigación computacional y experimental
en IBM y con colaboradores. Para esta investigación específica se ejecutaron
los cálculos en un clúster IBM High Performance Computing (HPC) de nodos de
cómputo y GPUs, y se asociaron con el profesor Miles A. Whittington de la
Facultad de Medicina de Hull York.
El
siguiente paso crucial en su trabajo es diseñar pruebas experimentales. Esto
requerirá mediciones "in vitro" en pequeñas partes diseccionadas de
cerebros de animales, así como mediciones de animales vivos.
Los
experimentos tendrán que ser realizados por colaboradores externos, pero el
equipo de IBM esperan que su investigación ayude a develar parte del misterio
detrás de cómo se forma la conciencia.