domingo, 17 de janeiro de 2016
Cerebro
El cerebro (del latín cerebrum, con su raíz indoeuropea «ker», cabeza, en lo alto de la cabeza y «brum», llevar; teniendo el significado arcaico de lo que se lleva en la cabeza) es un término muy general y se entiende como el proceso de centralización y cefalización del sistema nervioso de mayor complejidad del reino animal.
El cerebro se encuentra situado en la cabeza; por lo general, cerca de los principales órganos de los sentidos como la visión, audición, equilibrio, gusto y olfato. Corresponde, por tanto, al encéfalo de humanos y otros vertebrados y se subdivide en cerebro anterior, medio y posterior. En otros animales, como los invertebrados bilaterales, se entiende como cerebro a una serie de ganglios alrededor del esófago en la parte más anterior del cuerpo (véase protóstomos e hiponeuros) comprendidos por el protocerebro, deutocerebro y tritocerebro en artrópodos, ganglios cerebral, pleural y pedial en moluscos gasterópodos y masas supraesofágica y subesofágica en moluscos cefalópodos. También poseen cerebros muy arcaicos o simples bilaterales como platelmintos, nemátodos o hemicordados. Sin embargo, hay bilaterales que muestran muy pocos rasgos distintivos de cefalización como los bivalvos o briozoos. En algunas especies de invertebrados no existe un cerebro por carecer completamente de sistema nervioso, como los poríferos, placozoos y mesozoos, y otros, aunque poseen un sistema nervioso, carecen de rasgos definidos de centralización o cefalización al mostrar simetrías no bilaterales como los cnidarios, ctenóforos o equinodermos.
Desde un punto de vista evolutivo y biológico, la función del cerebro como órgano, es ejercer un control centralizado sobre los demás órganos del cuerpo. El cerebro actúa sobre el resto del organismo por la generación de patrones de actividad muscular o por la producción y secreción de sustancias químicas llamadas hormonas. Este control centralizado permite respuestas rápidas y coordinadas ante los cambios que se presenten en el medio ambiente. Algunos tipos básicos de respuesta tales como los reflejos pueden estar mediados por la médula espinal o los ganglios periféricos, pero un sofisticado control intencional de la conducta sobre la base de la información sensorial compleja requiere la capacidad de integrar la información de un cerebro centralizado.
El cerebro de los vertebrados es el órgano más complejo del cuerpo. En un humano típico, la corteza cerebral (la parte más grande) se estima que contiene entre 15 y 33 mil millones de neuronas,transmitiendo sus mensajes a otras neuronas mediante la sinapsis. Estas neuronas se comunican con otras a través de fibras largas de protoplasma llamadas axones, las cuales llevan trenes de impulsos eléctricos denominados potenciales de acción a partes distantes del cerebro o del cuerpo teniendo como blanco receptores específicos.
Desde una perspectiva filosófica, lo que hace al cerebro especial en comparación con los otros órganos, es que forma la estructura física que genera la mente. Como Hipócrates argumentaba: «Los hombres deberían saber que del cerebro y nada más que del cerebro vienen las alegrías, el placer, la risa, el ocio, las penas, el dolor, el abatimiento y las lamentaciones.» Sin embargo del corazón figurado y de sus emociones proceden ciertas sensaciones concretas como el gozo, el amor y el contentamiento.
Durante las primeras etapas de la psicología, se creyó que la mente debía separarse del cerebro. Sin embargo, posteriormente los científicos realizaron experimentos que llegaron a determinar que la mente era un componente en el funcionamiento cerebral por la expresión de ciertos comportamientos basados en su medio ambiente externo y el desarrollo de su organismo.Los mecanismos por los cuales la actividad cerebral da lugar a la conciencia y al pensamiento son muy díficiles de comprender: a pesar de los múltiples y rápidos avances científicos, mucho acerca de cómo funciona el cerebro sigue siendo un misterio. En la actualidad, las operaciones de las células cerebrales individuales son comprendidas con más detalle, pero la forma en que cooperan entre los conjuntos de millones ha sido muy difícil de descifrar. Asimismo, los enfoques más prometedores tratan el cerebro como una «computadora biológica», totalmente diferente en el mecanismo de las computadoras electrónicas, pero similar en el sentido que adquieren la información del mundo circundante, la almacenan y la procesan de múltiples formas.
Sin embargo, pese a ser uno de los órganos más estudiados, se han desarrollado una serie de conceptos erróneos que han llegado a ser asimilados por la sociedad como correctos; como es el caso de la leyenda que dice que los humanos solamente utilizamos un 10 % del cerebro.
En este artículo se comparan las propiedades de los cerebros de toda la gama de especies animales, con una mayor atención en los vertebrados. Así como también la medida en que el cerebro humano comparte propiedades con los otros cerebros. Sin embargo, las formas en las que el cerebro difiere de otros tipos de cerebro están cubiertas en el artículo cerebro humano. Varios temas que podrían incluirse aquí son cubiertos en el artículo en sí puesto que se puede decir que poseen un «contexto humano». El más importante es la enfermedad del cerebro y los efectos del daño cerebral, incluidos en el artículo cerebro humano, porque las enfermedades más comunes del cerebro humano, o bien no aparecen en otras especies, o bien se manifiestan de diferentes maneras.
Características generales
El cerebro es el mayor órgano del sistema nervioso central y forma parte del centro de control de todo el cuerpo. También es responsable de la complejidad, origen y funcionamiento del pensamiento, memoria, emociones y lenguaje.
En los vertebrados el cerebro se encuentra ubicado en la cabeza, protegido por el cráneo y en cercanías de los aparatos sensoriales primarios de tacto, visión, oído, olfato, gusto y sentido del equilibrio. Corresponde a la división anterior del encéfalo, el telencéfalo que a su vez se divide en el.
Los cerebros son sumamente complejos. La complejidad de este órgano emerge por la naturaleza de la unidad que nutre su funcionamiento: la neurona. Estas se comunican entre sí por medio de largas fibras protoplasmáticas llamadas axones, que transmiten trenes de pulsos de señales denominados potenciales de acción a partes distantes del cerebro o del cuerpo depositándolas en células receptoras específicas.
Los cerebros controlan el comportamiento activando músculos, o produciendo la secreción de químicos tales como hormonas. Aun organismos unicelulares pueden ser capaces de obtener información de su medio ambiente y actuar en respuesta a ello.
Las esponjas que no poseen un sistema nervioso central, son capaces de coordinar las contracciones de sus cuerpos y hasta su locomoción.
En el caso de los vertebrados, la espina dorsal contiene los circuitos neuronales capaces de generar respuestas reflejas y patrones motores simples tales como los necesarios para nadar o caminar.Sin embargo, el comportamiento sofisticado basado en el procesamiento de señales sensitorias complejas requiere de las capacidades de integración de información con que cuenta un cerebro centralizado.
Partes del cerebro
Corteza cerebral que incluye: lóbulo occipital (la visión), lóbulo parietal (órganos de la sensación y kinésicos), lóbulo temporal (audición y cerca al hipocampo el olfato), lóbulo frontal (el juicio, la percepción y la zona motora). Los lóbulos frontal, parietal y temporal se encargan del aprendizaje y todo el córtex se encarga del lenguaje.
Cuerpo estriado
Rinencéfalo
Morfología cerebral humana
En el cerebro humano cubre por la parte dorsal al cerebelo, estando separado de él por la tienda del mismo. Está dividido por la cisura interhemisférica en dos hemisferios unidos entre sí por las comisuras interhemisféricas y poseen en su interior los ventrículos laterales como cavidad ependimaria. Cada hemisferio posee varias cisuras que subdividen el córtex cerebral en lóbulos:
El lóbulo frontal está limitado por las cisuras de Silvio, de Rolando y la cisura subfrontal.
El lóbulo parietal está delimitado por delante por la cisura de Rolando, por debajo por la cisura de Silvio y por detrás por la cisura occipital; por dentro, por el surco subparietal. Se extiende en la cara externa del hemisferio, ocupando solo en una pequeña parte la cara interna.
El lóbulo occipital está limitado por las cisuras perpendicular externa e interna, por delante; no existe ningún límite en la cara interior del mismo. Se sitúa en la parte posterior del cerebro.
El lóbulo temporal está delimitado por la cisura de Silvio y se localiza en una posición lateral.
Aparte de estos cuatro lóbulos muy conocidos porque comparten los nombres de los cuatro huesos de la bóveda craneana, podemos encontrar tres lóbulos más (uno interno y dos inferiores), los cuales son:
Lóbulo de la Insula: este lóbulo se encuentra en la parte interna del cerebro, se puede observar abriendo la cisura de silvio
Lóbulo Orbitofrontal: este lóbulo se encuentra inferior al lóbulo temporal, anterior al Quiasma óptico del Diencéfalo al lóbulo occipito-temporal y al rombo optopeduncular, este lóbulo tiene una particularidad la cual es que en el descansa el nervio olfatorio formando un surco conocido como "surco olfatorio" dando origen a dos circunvoluciones (circunvolución olfatoria interna y externa), externa a esta última se encuentra el surco cruciforme (en forma de "H") o surcos orbitarios formando circunvoluciones orbitarias
Lóbulo occipito-temporal: este lóbulo se forma como una continuación inferior del lóbulo temporal, se extiende desde la parte inferior de la tercera circunvolución temporal hasta el surco parahipocampal, presenta tres surcos los cuales son: tercer surco temporal, surco colateral y surco parahipocampal, Y a su vez presenta tres circunvoluciones las cuales son: tercera circunvolución temporal (parte inferior, cuarta circunvolución temporal y quinta circunvolución temporal o región parahipocampal, esta última presenta en su parte más anterior una curvatura conocida como "huncus del hipocampo"
Aun cuando ambos hemisferios humanos son opuestos, no son la imagen geométrica invertida uno del otro. Desde un punto de vista puramente morfológico son asimétricos. Esta asimetría depende de una pauta de expresión génica también asimétrica durante el desarrollo embrionario del individuo, y no está presente en parientes cercanos en la filogenia al humano como puede ser el chimpancé. Por esta razón, el estudio de impresiones craneales de antepasados del género Homo tiene entre sus objetivos determinar la presencia o no de asimetría en el telencéfalo, puesto que es un rasgo de aumento de la especialización, de una capacidad cognitiva más compleja.
Las diferencias funcionales entre hemisferios son mínimas y solo en algunas pocas áreas se han podido encontrar diferencias en cuanto a funcionamiento, existiendo excepciones en personas que no se observaron diferencias. La diferencia de competencias entre los dos hemisferios cerebrales parece ser exclusiva del ser humano. Se ha dicho que el lenguaje y la lógica (las áreas actualmente más conocidas especializadas en el lenguaje son la Broca y la de Wernicke, aunque al hacer un proceso lingüístico es probable que todo el cerebro esté involucrado —casi indudablemente las áreas de la memoria participan en el proceso del lenguaje—, las áreas de Broca y de Wernicke se encuentran en la mayoría de los individuos en el hemisferio izquierdo; por su parte las áreas más involucradas en la lógica y actividades intelectuales se ubican principalmente en el córtex prefrontal, teniendo quizás las áreas temporales izquierdas gran importancia para procesos de análisis y síntesis como los que permiten hacer cálculos matemáticos) estas áreas dotan al individuo de mayor capacidad de adaptación al medio, pero con procesos de aprendizaje mucho más dilatados, y como tal más dependientes de sus progenitores durante la etapa de cría.
Funciones
El cerebro procesa la información sensorial, controla y coordina el movimiento, el comportamiento, los sentimientos y puede llegar a dar prioridad a las funciones corporales homeostáticas, como los latidos del corazón, la presión sanguínea, el balance de fluidos y la temperatura corporal. No obstante, el encargado de llevar el proceso automático es el bulbo raquídeo. El cerebro es responsable de la cognición, las emociones, la memoria y el aprendizaje.
La capacidad de procesamiento y almacenamiento de un cerebro humano estándar supera aun a las mejores computadoras hoy en día [cita requerida].
Hasta no hace muchos años, se pensaba que el cerebro tenía zonas exclusivas de funcionamiento hasta que por medio de imagenología se pudo determinar que cuando se realiza una función, el cerebro actúa de manera semejante a una orquesta sinfónica interactuando varias áreas entre sí. Además se pudo establecer que cuando un área cerebral, es dañada, otra área puede realizar un reemplazo parcial de sus funciones.
Capacidades cognitivas
En los lóbulos parietales se desarrolla el sistema emocional y el sistema valorativo. El sistema emocional –aunque compromete a todo el cerebro, y en retroalimentación, a todo el cuerpo del individuo– se ubica principalmente en el área bastante arcaica llamada sistema límbico, dentro del sistema límbico las dos amígdalas cerebrales (situadas cada una detrás del ojo, a una profundidad de aproximadamente 5 cm), se focalizan las emociones básicas (temor, agresión, placer) que tenemos y que damos cuando algo o alguien interfiere en la actividad que esté haciendo en el exterior. Por otra parte está el sistema valorativo, este es la relación que existe entre los lóbulos prefrontales (que como su nombre lo indica está atrás de la frente) y las amígdalas cerebrales, esa relación "física" se llama hipocampo.
Cerebro y lenguaje
Aprender a escuchar sonidos, y ser capaces de repetirlos, ayudan a que la especie humana, y también animal, evolucione y se mantenga subsistente en la Tierra. El sentido de la audición está presente y desarrollado en nosotros desde antes de nacer. El oído del bebé en el útero de la madre ya está en pleno funcionamiento, a diferencia de otros sentidos, como el de la vista, que no está aún desarrollado. Es gracias a este sentido como aprendemos desde muy pequeños a entender el mundo que nos rodea a través de los ruidos. Si desde bebés no escuchásemos hablar a nadie, no nos sería posible el aprender a hablar. Es por ello el sentido más importante en el desarrollo de nuestra experiencia vital y personal.
El cerebro humano es capaz de identificar tres características del lenguaje sonoro; una característica es el tono, todos somos capaces de diferenciar una voz grave de una aguda. Esto es porque estructuras como el cerebelo, el giro de Heschl, el giro frontal inferior, área parietal, el área premotora y el área supratemporal, hacen una separación y por ello lo podemos distinguir. Otra característica es la armonía, con activaciones en la corteza frontolateral inferior y ventral premotora. Y la última característica es la melodía, con activaciones en el giro temporal y plano temporal.
El lóbulo temporal está inferiormente situado en la fisura lateral (FL). Presenta una superficie lateral y una basal. El giro temporal inferior se extiende hacia la parte basal. El área auditiva primaria (giro de Heschl) está situada en el borde superior del giro temporal superior. Por tanto, la percepción sonora del habla se produce en el giro de Heschl, en los hemisferios derecho e izquierdo. Esas informaciones se transfieren al área de Wernicke la cual participa en la comprensión del lenguaje hablado y al lóbulo parietal inferior, que reconocen la segmentación fonemática de lo escuchado y, junto con la corteza prefrontal, interpretan esos sonidos. Para identificar el significado, contrastan esa información con la contenida en varias áreas del lóbulo temporal.
El área de Wernicke, se conoce así en honor al neurólogo que la describió por primera vez. Pero también se la conoce por otros nombres como; área del conocimiento, área interpretativa general, área de asociación terciaria. Está especialmente desarrollada en el hemisferio dominante para el lenguaje, que, generalmente suele ser el lado izquierdo. El desarrollo de esta área permite alcanzar niveles altos de comprensión y procesar la mayor parte de las funciones intelectuales del cerebro. Se encarga de la decodificación de lo oído y de la preparación de posibles respuestas. Es importante para la comprensión de palabras y en los discursos significativos.
Da paso después al área de Broca, también conocida como el área motora de las palabras, que se conecta con el área de Wernicke mediante el fascículo longitudinal superior. Se ubica en la corteza prefrontal, en la parte anterior de la porción inferior de la corteza motora primaria, cercana a la fisura lateral (FL). En la mayoría de los casos, es dominante en el lado izquierdo del cerebro. Su función es permitir la realización de los patrones motores para la expresión de las palabras, articulando el lenguaje hablado y también el escrito. Es la responsable de la formación de las palabras en la que se activa el accionamiento de los músculos fonadores, es decir laríngeos, respiratorios y de la boca, para asegurar la producción de sonidos articulados, lo que tiene lugar en el área motora primaria, de donde parten las órdenes a los músculos fonadores. Además se conecta con el área motora suplementaria, que tiene relación con la iniciación del habla.
Regeneración cerebral
El cerebro humano, en condiciones normales, puede generar nuevas neuronas. Estas nuevas células se producen en el hipocampo, región relacionada con la memoria y el aprendizaje. Las células madre, origen de esas neuronas, pueden constituir así una reserva potencial para la regeneración neuronal de un sistema nervioso dañado.
No obstante, la capacidad regenerativa del cerebro es escasa, en comparación con otros tejidos del organismo. Esto se debe a la escasez de esas células madre en el conjunto del sistema nervioso central y a la inhibición de la diferenciación neuronal por factores microambientales.
Recientes estudios apuntan hacia nuevas líneas de investigación, las cuales se basan en la observación de cerebros que han sufrido traumas y en el que se han encontrado neuronas donde debiera haber habido tejido cicatrizal. Ello apunta a que, dado el caso de necesitar las regiones dañadas, las células gliales debidamente estimuladas por las células T o timocitos, pudieran recibir la información que codifique un cambio en su estructura; llegando a transformarse en una neurona.
Anatomía comparada
Tres grupos de animales, con algunas excepciones, tienen cerebros notablemente complejos: los artrópodos (por ejemplo, los insectos y los crustáceos), los cefalópodos (pulpos, calamares y moluscos similares) y los craniados (vertebrados principalmente). El cerebro de los artrópodos y los cefalópodos surge desde un par de nervios paralelos que se extienden a lo largo del cuerpo del animal. El cerebro de los artrópodos tiene grandes lóbulos ópticos por detrás de cada ojo para el procesado visual y un cerebro central con tres divisiones. En los insectos, el cerebro se puede dividir en cuatro partes: los lóbulos ópticos, que localizados tras los ojos, procesan los estímulos visuales; el protocerebro, que responde al olfato; el deutocerebro, que recibe la información de los receptores táctiles de la cabeza y las antenas; y el tritocerebro.
En los cefalópodos, el cerebro se divide en dos regiones separadas por el esófago del animal y conectadas por un par de lóbulos. Reciben el nombre de masa supraesofágica y masa subesofágica.
El cerebro de los craniados se desarrolla desde la sección anterior de un único tubo nervioso dorsal, que más tarde se convierte en la médula espinal, luego la médula espinal (siempre evolutiva y filogenétiamente) habría veccionado (usando la terminología de Piaget o evolucionado complejificándose y transformándose sucesivamente en el puente de Varolio y el tronco encefálico; ya en los peces y, principalmente, en los tetrápodos primitivos (anfibios, reptiles) habría surgido el "cerebro límbico" (sistema límbico). Los craniados tienen el cerebro protegido por los huesos del neurocráneo. Los vertebrados se caracterizan por el aumento de la complejidad del córtex cerebral a medida que se sube por los árboles filogenético y evolutivo. El gran número de circunvoluciones que aparecen en el cerebro de los mamíferos es característico de animales con cerebros avanzados. Estas convoluciones surgieron de la evolución para proporcionar más área superficial (con más materia gris) al cerebro: el volumen se mantiene constante a la vez que aumenta el número de neuronas. Por ello, es la superficie, y no el volumen (absoluto ni relativo), lo que condiciona el nivel de inteligencia de una especie. Éste es un error muy común que debe ser tenido en cuenta. No obstante, si comparásemos dos cerebros de la misma especie podríamos aproximar que hay más posibilidades que el cerebro más grande de los dos tenga una mayor superficie, aunque tampoco esto es definitorio de la cualidad intelectiva cognitiva sino que se considera como factor clave para mayores capacidades intelectivas y cognitivas a la arquitectura del cerebro: por ejemplo los Homo neanderthalensis podían tener cerebros tan voluminosos o más que los del Homo sapiens actual pero la arquitectura cortical de sus cerebros estaba más dedicada a controlar sus fuertes musculaturas mientras que en los Homo sapiens las áreas corticales más desarrolladas se ubican en las zonas dedicadas al lenguaje simbólico y las áreas prefrontales y frontales -en especial del hemisferio izquierdo- en donde se realizan las síntesis que dan por resultado procesos elaborados de reflexión, cognición e intelección.
El cerebro en datos
La corteza cerebral del cerebro humano contiene aproximadamente 15 000 a 33 000 millones de neuronas dependiendo del género y la edad,11 cada una de las cuales se encuentra interconectadas hasta con 10 000 conexiones sinápticas. Cada milímetro cúbico de córtex cerebral contiene aproximadamente 1.000 millones de sinapsis.
Su superficie (la llamada corteza cerebral), si estuviera extendida, cubriría una superficie de 1800-2300 centímetros cuadrados.
Se estima que en el interior de la corteza cerebral hay unos 22 000 millones de neuronas, aunque hay estudios que llegan a reducir esa cifra a los 10 000 millones y otros a ampliarla hasta los 100 000 millones.
De todo el peso de nuestro cuerpo, el cerebro solo representa entre el 0,8 % y 2 % (aproximadamente entre 1300-1600 gramos).
El consumo de energía (en forma de oxígeno y glucosa) del cerebro con relación al resto del cuerpo es aproximadamente del 20 %, manteniéndose muy estable en torno a ese valor independientemente de la actividad corporal.13 El encéfalo humano adulto presenta una tasa metabólica para el oxígeno (TMEO2) promedio de 3.5 mL/100g de cerebro/min (49 mL/min para el cerebro completo), lo que representa el 20 % del consumo corporal total en reposo del O2 (Ganong, 2002. p. 670).
Por esta razón hay actividades incompatibles entre sí, pues el cerebro varía la cantidad de energía consumida con referencia al sistema circulatorio, y por consecuencia a la del resto del cuerpo. Por ejemplo, si se hace deporte y se queman 1500 calorías, el cerebro habrá consumido el 20 %, del cual ha invertido en activar la región cerebral que controla la parte corporal que a su vez ejecuta las órdenes en las partes físicas que han interactuado con la actividad ordenada por el consciente.
Si se trata de estudiar mientras se hace deporte (por ejemplo), la misma energía que el cerebro debería estar empleando para esa actividad, la deriva a otras funciones relacionadas con el aprendizaje, concentración y atención.
Cuanto más se entrene en realizar varias actividades al mismo tiempo, menos energía empleará el cerebro en realizar esas mismas funciones en un futuro, pues no necesitará crear los enlaces sinápticos necesarios que le permiten ese tipo de "multitarea".
Diferentes regiones cerebrales entrando en juego con consumos paralelos mermaran la calidad de las actividades.
El cerebro no puede ni debe consumir más del 20 % de la energía general del cuerpo.Es la cantidad que soporta el ser humano, más energía posiblemente desemboque en patologías mentales; menos energía causaría una desconexión inmediata de las partes menos representativas a la hora de conservar el estado homeostático (análogamente a lo que supondría enchufar un electrodoméstico cortocircuitado en su electrónica o sus componentes eléctricos, el cerebro que aumenta su consumo a más del 20 % tiene posiblemente un daño y el que lo disminuye, es que no le llega el aporte suficiente, el cerebro tiene un consumo nominal dependiente del trabajo a realizar).
Las mediciones de la densidad neuronal por unidad de volumen, hacen suponer que en un cerebro humano cuya capacidad oscila entre los 1100 y los 1500 cc, puedan contener un orden de unos 100 mil millones de neuronas, cada una de las cuales se interconecta con otras por un número de sinapsis que va de varios centenares a más de 20 000, formando una red estructural que es unas 100 veces más compleja que la red telefónica mundial. Por otro lado, se han registrado densidades más bajas, las cuales hacen suponer un recuento neuronal de unos 86 000 millones.
Toda experiencia sensorial, consciente o inconsciente, queda registrada en el aparato neuronal y podrá ser evocada posteriormente, si se dan ciertas condiciones propicias; y algo parecido sucede con nuestro conocimiento hereditario inconsciente que constituye una base de potencialidad aún mucho mayor (Popper, 1980, pp. 136-7).
Igualmente, la vastedad y los recursos de la mente son tan eficientes que el hombre puede elegir, en un instante dado, cada una de las 10 000 000 000 de oraciones diferentes de que dispone una lengua culta (Polanyi, 1969, p. 151.).
El registro fósil más antiguo (febrero de 2009) de un cerebro, se ha encontrado en cráneos de peces del género inioptengius que vivieron hace unos 300 millones de años.
El cerebro humano puede almacenar información que "llenaría unos veinte millones de volúmenes, como en las mayores bibliotecas del mundo" (Cosmos, por Carl Sagan, 1980, p. 278.).
"El cerebro del infante humano, a diferencia del de cualquier otro animal, se triplica en tamaño durante su primer año"(The universe Within, por Morton Hunt,1982, p.44).
El cerebro del hombre "está dotado de una potencialidad considerablemente mayor de la que se puede utilizar durante la vida de una persona" (Encyclopedia Britannica, 1976, Macropedia, tomo 12, p. 998.).
Cerebro humano e inteligencia artificial
Existe la tendencia a comparar al cerebro con los conductos electrónicos del hombre. No se debe hacer, pues se suele caer en demagogia e incluso, falacias argumentales. No existe base científica que logre demostrar sin margen de error que los datos de las comparaciones sean fiables al 100 %, por lo que esos estudios son estimaciones por comparación entre conceptos equivalentes. Si bien las equivalencias pueden llegar a satisfacer los requerimientos de ciertos científicos, ellos mismos reconocen sus límites a la hora de entender el funcionamiento exacto del cerebro.
En un pasado, la euforia de los ingenieros por los logros tecnológicos, les llevaron a comparar los procesos cerebrales con los electrónicos, estableciendo equivalencias. No obstante, los intereses económicos de empresas se valen de esos estudios para sus fines comerciales. Así, estos estudios siempre salen de la mano de algún ente privado, sin una concordancia con alguna universidad de prestigio que avale esos resultados. Tenemos el caso de la típica comparación que existe entre las memorias de ordenadores, así como de otros métodos de retener información, y la capacidad rememorativa del cerebro humano. La compañía Laboratorios de Tecnología Avanzada de la Corporación RCA ofrece estas comparaciones, según se publicaron en la revista Business Week: Por eso, con toda la tecnología humana existente, el cerebro humano todavía tiene una capacidad 10 veces mayor que lo que está almacenado en los Archivos Nacionales de Estados Unidos, 500 veces mayor que un sistema de memoria de un ordenador avanzado y 10 000 veces mayor que lo que está registrado en la Encyclopedia Britannica.
A diferencia de los ordenadores (lo que está en blanco permanece en blanco) el cerebro no pierde el tiempo ni desaprovecha las supuestas regiones 'no usadas'. Dada su gran capacidad de optimizar la energía, las neuronas siempre interaccionan para evitar un costo mayor, por lo que las regiones 'no usadas' pasan a convertirse en regiones poco optimizadas. Una neurona sin usar es más costosa de mantener que cuando esta se conecta a un entramado sináptico. Por ello, cuando una neurona queda aislada del resto, su tendencia es a morir, y no a quedar en blanco.
De esto se desprende los comportamientos curiosos de las personas cuando han de incorporar nuevos enlaces a sus esquemas sinápticos. Por ejemplo, tratar de hacer entender a una abuelita el funcionamiento de un cajero automático puede ser desesperante, sus facultades mentales están acostumbradas a tratar con personas, su optimización sináptica está adaptada a personas, no con máquinas; cambiar toda la inercia cerebral de un anciano que ha basado su experiencia bancaria a la comunicación humana, es muy costoso, la tendencia siempre será a ir a lo conocido. Ahora pongamos a un niño de 5 años frente a una máquina, suponiendo que en su corta vida solo haya jugado con juguetes tradicionales, el niño pronto aprenderá a entenderse con el constructo electrónico.
En el funcionamiento de un ordenador no se permite la modificación de los entramados electrónicos, por ser hardware. La gran ventaja del cerebro frente a un ordenador, no es la capacidad de almacenamiento ni de proceso de información, sino la de adaptación y constante búsqueda de la optimización de la energía por la modificación de su propio 'Hardware'.
En el campo de la inteligencia artificial existe una paradoja denominada paradoja de Moravec. Esta dicta que, de forma antiintuitiva, el pensamiento razonado humano requiere de poca computación, mientras que las habilidades sensoriales y motoras, no conscientes y compartidas con otros muchos animales, requieren de grandes esfuerzos computacionales. Este principio fue postulado por Hans Moravec y otros en la década de los 80. Como Moravec dijo: «es fácil comparativamente conseguir que las computadoras muestren capacidades similares a las de un humano adulto en tests de inteligencia, y difícil o imposible lograr que posean las habilidades perceptivas y motrices de un bebé de un año».
Nutrición para el cerebro
Según Vautrin D. (2008)para funcionar, el cerebro necesita que la sangre aporte energía (tal como el azúcar) y el oxígeno. Una alimentación compuesta por pocas grasas saturadas y colesterol, por grasas insaturadas (nueces, aceite de colza, pescado azul), fosfolípidos (lecitina), alimentos integrales, fibras y vitaminas (especialmente ácido fólico, vitaminas C, E y betacaroteno); minerales (hierro y zinc), antioxidantes (selenio); no solo puede ser aconsejable para mejorar la salud de las personas mayores, sino también para mejorar sus funciones cognitivas.
Es acertado decir que prácticamente en todos los alimentos encontramos materias primas que son importantes en los tejidos cerebrales, pero determinadas facultades mentales requieren mayor cantidad de ciertos nutrientes para una restauración.
Los elementos que nos hacen daño al organismo son las grasas saturadas, el azúcar concentrado, el alcohol y el tabaco o elementos tóxicos como por ejemplo los metales, debido a que afectan principalmente al cerebro y a casi todas sus funciones vitales, impidiendo los procesos que afectarán nuestra salud y circunstancias futuras.
Nutrición en el bebé
Según la OMS y la UNICEF«la leche humana es muy importante para un buen desarrollo inicial del cerebro porque contiene ácidos grasos esenciales, que son necesarios para el crecimiento cerebral, crecimiento de los ojos y para tener vasos sanguíneos saludables».
Sin embargo, muchos niños no son alimentados de la manera correcta. Por ejemplo, más de un tercio de niños menores de cinco años están desnutridos, ya sea desnutridos crónicos, agudos o deficientes en vitamina A, hierro y otros micronutrientes, que son fundamentales para el correcto desarrollo cerebral y su buen funcionamiento. En el caso de los adolescentes, las conexiones neuronales se están formando y durante esta etapa existen muchos cabos sueltos, conexiones que no acaban de producirse.
Conciencia psiquiatría
Conciencia, del latín conscientia; de cum y scire, saber. La conciencia, el entendimiento, el mundo interior, constituye un conjunto de funciones del cerebro, que se ha intentado explicar desde varias perspectivas. Está relacionada con conceptos tales como cognición, mente, psique, percepción, razonamiento, inteligencia, aprendizaje, creatividad y muchos otros procesos cognitivos. Es el conocimiento inmediato que cada uno posee de su existencia, de sus actos y del mundo exterior.
Generalidades
Todos sabemos de qué modo nuestros sentimientos "colorean" o matizan diversamente nuestros procesos mentales. Conocemos del cerebro mucho, parcelado y funciones, pero no entendemos desde un punto de vista científico qué es la consciencia o entendimiento y saber cómo el cerebro tiene conciencia de sí mismo, es todavía un reto. Solo lo sabemos desde el punto de vista filosófico, especulativo. Los científicos en varias perspectivas biológicas: Etología, Neurofisiología, Neuroanatomía, Neurociencia y psicología evolutiva intentan explicar la conciencia.
A lo largo de la vida los seres humanos y otros animales tienen un proceso flexible de cambio psicológico con la edad. Mediante su inteligencia, su memoria y su determinación, los seres vivos tienen la necesidad instintiva de adaptarse al medio en el que viven. Los humanos son el estudio principal, en la “psicología del desarrollo” o “psicología del ciclo vital”, pero como consecuencia de la teoría de la evolución biológica, el conductismo y la psicología animal relacionada con la psicología comparada estudian el comportamiento de los animales (etología), sus capacidades psicológicas, sus habilidades, su aprendizaje y su conducta relacionada con los rasgos físicos de cada especie. Esos cambios a lo largo de la vida de los seres vivos pueden ser explicados a través de factores como el cambio biológico del cuerpo del individuo, la madurez sexual, impulsos biológicos, la herencia o el ambiente.
En las complejas funciones mentales intervienen muchas zonas del cerebro microscópicamente discretas: Es tan importante el "donde" ocurre una actividad neurológica como su "modo de" realizarse. Numerosos casos estudiados de daño cerebral han mostrado que el daño en áreas específicas del cerebro, (e.g. el cortex prefrontal anterior) resulta en la reducción o eliminación de las inhibiciones, con su correspondiente cambio radical en los modelos de comportamiento. Cuando el daño se presenta en adultos, quizá son todavía capaces de actuar con parámetros morales de razonamiento, pero cuando ocurre durante la infancia, quizá nunca lleguen a desarrollar tal habilidad.
Con la resonancia magnética, las drogas de estructura molecular similar a las estructuras moleculares de los neurotransmisores cerebrales, el estudio de las lesiones cerebrales y nuevas tecnologías, se han mostrado: de qué modo se organiza la memoria, en qué zonas del cerebro se producen las imágenes, cómo los individuos reconocen unos objetos de otros, cuál es la región cerebral de las decisiones, cómo se comportan los neurotransmisores, el papel de procesos fisiológicos en el desarrollo de trastornos mentales y, en general, las bases biológicas de la psiquis humana, incluyendo la ética, que tiene lugar en la corteza cerebral, el Sistema límbico, el locus coeruleus etc.
La conciencia engloba a varios procesos mentales entrelazados o no, que no han sido completamente descifrados por la fisiología. Es un conjunto de funciones con diferentes grados de desarrollo, que entre otras, catalogan las cosas como buenas y malas. Otra función importante y más desarrollada de la conciencia es la función de la razón. La conciencia permite las funciones de raciocinio, que conjuntamente dotan al individuo de voluntad sobre en qué cosas va a emplear sus recursos, y de capacidad de recordar, que le permitirá refinar futuras acciones o la capacidad de transmitir a los demás. Dotando con todo ello de voluntad al individuo.
La conciencia empuja a diferentes personas en direcciones bastante diferentes, dependiendo de sus creencias, esto demuestra que tiene una doble naturaleza instintiva (genéticamente determinada) y aprendida. Mientras que las distintas capacidades de la conciencia están determinadas genéticamente, la elección de las materias de su interés, es aprendida o por imprinting. Véanse los artículos hemisferio cerebral, psique, Neurobiología y Bio-Psicología
Los variados procesos de la conciencia difieren, teniendo muchos de ellos las pautas marcadas genéticamente (instintivas). Como demuestra el hecho que muchas características de la conciencia son comunes a todas las personas con independencia de la sociedad en que se eduquen o que coinciden por grupos específicos como los zurdos, los sexos etc. Por ejemplo, muchas personas zurdas tienen dificultad para adaptarse a un mundo en donde todo está al revés, viéndolo desde el punto de vista del zurdo.
Para que pueda captar mejor esto, imagínese por un momento, que un día despertara y todo estuviera al "revés", es decir que las llaves tuviera que girarlas hacia la izquierda para poder abrir, que la palanca de velocidades del coche estuviera del lado izquierdo y que el cambio de sus velocidades se efectuaran de derecha a izquierda, que los pedales estuvieran invertidos, que el carril de "alta velocidad en una autopista fuera el derecho y no el izquierdo, que a la "izquierda fuera vuelta continua"...
Es decir, la conciencia es el resultado de varios procesos cerebrales, establecidos genéticamente, de los cuales, algunos aprenden parámetros con los que se identifica el individuo, adoptados de la sociedad humana, y de la experiencia.
Científicos británicos y estadounidenses están ideando en la Universidad de Cambridge un ordenador emocionalmente consciente que sea capaz de detectar los pensamientos individuales a partir de ciertas expresiones y movimientos faciales. La idea es usar la información acerca del estado emocional de un individuo, tanto para mejorar las habilidades de conducción como para hacer publicidad de acuerdo con su intención de compra.
Fisiología
Sherrington, fisiólogo de principios del siglo XX describió el funcionamiento del cerebro como "Un patrón efímero, siempre significativo, aunque nunca fijo, con una armonía dinámica de pequeños patrones, que funcionan como un telar".
Alrededor de cien mil millones de células constituyen el sistema nervioso central. la mayoría se encuentran en la corteza cerebral de los hemisferios. La superficie de cada hemisferio contiene las células que elaboran los códigos neuronales que provienen de los sentidos. Tales códigos envían información sobre estímulos ambientales, a las áreas receptoras de la corteza, donde la información es procesada por columnas de células y transferida a las áreas de asociación, adyacentes, de modo que pueda combinarse con informaciones procedentes de la memoria, de los sentidos y de otras áreas cerebrales. La combinación de la información de estas diferentes fuentes y su elaboración por la corteza cerebral, produce el fundamento de la conciencia.
Para el mantenimiento de la consciencia, las células de la corteza cerebral se mantienen en un estado de excitación continua por la formación reticular, grupo de células del tronco del encéfalo. Estas células reticulares están tan extensamente conectadas que tienen una amplia influencia sobre la corteza y ellas mismas son estimuladas por impulsos nerviosos procedentes de distintas partes del cuerpo. Si la estimulación de la formación reticular disminuye cortando la entrada de información sensorial, colocando, por ejemplo, a un individuo en una habitación oscura, sin ningún ruido y con las manos y los pies cubiertos por guantes de lana gruesa, entonces la excitación de la corteza cerebral cambia y la calidad de la conciencia se modifica. Este individuo tanto puede estar inconsciente, dormido o alucinando, viendo oyendo o percibiendo estímulos que realmente no se producen. Ver Estado de conciencia.
En ambos hemisferios cerebrales se hallan los lóbulos frontales, delante del área premotora de la corteza cerebral. Esta área, aparte de ocuparse de elaborar patrones de movimiento, se ocupa de sistemas de ordenación aún más complejos, cuya función es la de crear patrones a partir de otros: La planificación, la valoración y el control de la personalidad. Hay diferentes sistemas con diferentes niveles de complejidad, los más simples representados por reflejos y controlados únicamente por células nerviosas de la médula espinal en la columna vertebral, que se responsabilizan de que cuando un grupo de células se estimula, el grupo opuesto reaccione. Es la interacción armoniosa entre varios sistemas la que controla y produce la conciencia y excepto los niveles más simples, que son reflejos, todos los demás son aprendidos por el individuo a partir de unas estructuras físicas que genéticamente tienden a valorar la información de maneras distintas determinadas quizá por los genes: subjetivamente y objetivamente.
A partes del cuerpo que ejecutan acciones preciosas para el ser vivo, como el oído, el olfato, la vista o el tacto (de las manos en el caso ser humano) les corresponden un mayor número de células cerebrales en detrimento de otras zonas de mayor tamaño físico pero menos necesarias para la vida.
Se han identificado tres grandes sistemas integradores en el cerebro:
El sistema reticular activador está ubicado en el tronco del encéfalo. Se compone de cientos de neuronas de axones cortos que forman un complejo nervioso denso e intrincado de vías delimitadas.
El sistema límbico.
El hipotálamo.
Conocimientos empíricos
El cerebro, un sistema de transferencia de cargas eléctricas, es una solución salina de cloruro sódico, donde los iones de potasio, calcio... juegan un papel importante, interrelacionándose con los neurotransmisores. Hasta el punto, que si los niveles de la solución salina no son los adecuados, la transmisión eléctrica neuroquímica cesa y se produce el deterioro celular, apareciendo fenómenos por degeneración celular como el Parkinson o el Alzheimer. Se cree que la eficacia de las sales de litio empleadas en el tratamiento de la depresión se debe al desplazamiento del sodio aunque se desconoce el mecanismo concreto de actuación.
La compleja red de neuronas que constituye el cerebro humano, interactuando con las hormonas y las demás sustancias neurotransmisoras, regula todas las actividades conscientes e inconscientes que sostienen y motivan nuestra vida.
El desequilibrio mental básicamente no es un mal funcionamiento cerebral, a pesar que una enfermedad o accidente pueden perturbar la correcta actividad cerebral. Lo que provoca el desequilibrio mental conduce a una similitud en los procesos de razonamiento muy parecidos a los que se dan durante la infancia.
Muchas sustancias naturales o artificiales, tanto ingeridas como aplicadas o en contacto sobre la piel o inhaladas... pueden producir reacciones emocionales de distinta intensidad en el individuo sin que este lo perciba. Ejemplos son: antimicóticos, perfumes, azúcares, disolventes, serrínes, polvo, colesterol... Deficiencias debidas a diversas causas se manifiestan individualmente, como por ejemplo el síndrome de Korsakoff que se presenta con síntomas graves de amnesia anterógrada y amnesia retrógrada.
Factores ambientales como los cambios en las rutinas, en el calendario, el trabajo por turnos, los cambios de la temperatura, las variaciones en los niveles de humedad, el cambio de las horas de luz diarias, etc, producen desequilibrios que pueden llegar a la patología. Además de gobernar el estado de animo, pueden agravar las afecciones de salud, como las congestiones, las enfermedades del corazón o las afecciones digestivas. Todos estos cambios ambientales los controla la glándula pineal, la cual segrega melatonina, hormona responsable del control biológico y las emociones, por ejemplo es difícil concentrarse cuando se está cansado y eso aumenta la posibilidad de errores o accidentes. Esta situación podría constituir un riesgo para la persona y los que la rodean.
La privación del sueño, por ejemplo, afecta adversamente la función cerebral.1 Un estudio realizado en el 2000 por la Escuela de Medicina y el Sistema de Salud de Asuntos de Veteranos en San Diego (California) usó tecnología de imagen por resonancia magnética funcional para monitorear la actividad en el cerebro de un grupo de sujetos privados de sueño que desempeñaban tareas sencillas de aprendizaje verbal.2 El estudio permitió descubrir que algunas regiones de la corteza prefrontal del cerebro presentaban un mayor nivel de actividad en sujetos más somnolientos. Según la tarea, el cerebro intentaba compensar los efectos adversos causados por la falta de sueño activando otras áreas de la corteza cerebral. El lóbulo temporal, el cual es la región implicada en procesamiento de lenguaje, estaba activado durante el aprendizaje verbal en los sujetos que sí habían descansado, pero no en los sujetos que no habían dormido. El lóbulo parietal, el cual no se activa durante ejercicios verbales en los que descansaron, era más activo en quienes no habían dormido. Mientras que el desempeño memorístico fue menos eficiente con la privación de sueño, se observó que había una asociación entre una mayor actividad en la región parietal y un mejor nivel de memoria.
En 2001, un estudio del Instituto Médico de Chicago manifestó que la privación de sueño puede vincularse con enfermedades graves, como por ejemplo las cardiopatías y trastornos mentales como la psicosis y el trastorno bipolar. Estudios con animales sugieren que la privación de sueño genera un incremento de hormonas del estrés, lo cual puede reducir la producción de células nuevas en cerebros adultos.3
La actividad de la corteza cerebral puede medirse en la superficie del cuero cabelludo en forma de ondas de bajo voltaje registradas en el electroencefalograma o E.E.G. En el sueño profundo o en estado de coma, aparecen ondas lentas de actividad eléctrica a lo largo de toda la corteza, entre una y tres ondas por segundo, manteniéndose el nivel de excitación por debajo de lo necesario para la conciencia despierta. Si el individuo dormido se va despertando, la formación reticular incrementa el nivel de excitación cortical hasta que en el sueño liviano las ondas surgen con mayor rapidez en el encéfalo, entre seis y siete ondas por segundo. Cuando se llega a un estado de consciencia despierta, las ondas alcanzan el ritmo alfa de ocho a trece ondas por segundo y cuando existe un nivel completo de vigilia se observa un esquema difuso y entrecortado de actividad eléctrica o patrón de alerta. Este esquema entrecortado de actividad eléctrica de la corteza muestra que las células están profundamente involucradas en el proceso de la información que proviene de los sentidos y de las otras partes del encéfalo. Aquí se construyen las sensaciones, los sentimientos, las ideas, los pensamientos y las imágenes que aparecen en nuestra conciencia y que forman el mundo personal de cada individuo. Todavía no se conoce suficientemente como surgen los cambios desde los tan complejos esquemas eléctricos en los grupos celulares hasta las sensaciones y sentimientos de la conciencia. Lo que se conoce, sin embargo, es que si estas células se lesionan o se alteran los esquemas, la calidad de la conciencia se modifica. El encéfalo funciona por esquemas extractados de la información recibida de los sentidos y creando modelos de lo que le parece que es el mundo. El encéfalo puede ponerse a funcionar de distintas maneras y cada una produce un mundo interior diferente. Tales modelos son constantemente puestos al día con informaciones nuevas que llegan al encéfalo desde el mundo exterior, de modo que se crea un mundo de informaciones cambiantes como la Wikipedia. A veces es posible «engañar» al cerebro o se «autoengaña» (ver artículo psique) y así el mundo exterior no coincide con el cuadro interior de imágenes, sonidos recuerdos, percepciones... como ocurre por ejemplo en la sinestesia y las ilusiones visuales. No hay un mundo real exterior; para cada individuo solamente existe el mundo que el cerebro construye. Los distintos cerebros (por ejemplo los del hombre y otros vertebrados) están adaptados evolutivamente de forma diferente y reaccionan diferente ante el mismo estímulo o reaccionan a distintos estímulos y situaciones. El cerebro de los anfibios por ejemplo, reacciona y experimenta una gran actividad ante movimientos en forma de mota, como serían los de los pequeños insectos voladores de los cuales se alimentan.
En el cinematógrafo, la persistencia de la visión retiniana o persistencia óptica, junto al fenómeno phi, es lo que aprovecha la técnica cinematografía para crear la ilusión de movimiento. Esta característica, hace que cualquier imagen vista se grabe en la retina por un corto tiempo (de aproximadamente 0,1 segundos). Al colocar un objeto frente a la vista y retirarlo rápidamente, cualquier persona que este mirándolo lo sigue viendo, porque el cerebro retiene la impresión de la luz. Esta impresión es notoria al mirar por un momento una fuente de luz como el sol y luego apartar la vista.
La Glándula pineal se activa y produce melatonina cuando no hay luz, además controla el inicio de la pubertad y podría influir en los ritmos circadianos.
El cerebro y sus mensajeros
Entre las importantísimas revoluciones científicas del siglo XX hay dos especialmente prometedoras por sus posibilidades de esclarecer y hacer comprensible el misterio de la consciencia. Una de estas revoluciones es el descubrimiento de nuevos grupos de drogas que producen efectos extraordinarios en la mente relacionados con su parecido químico a los neurotransmisores; la otra es que, de pronto, hemos empezado a comprender el funcionamiento molecular y celular del cerebro humano.
¿De dónde salen los neurotransmisores?, ¿cómo pasan los neuropéptidos a través de la membrana presináptica a la hendidura?, ¿qué le pasa al neurotransmisor que queda "flotando" en la hendidura sináptica?.A todas estas preguntas intenta hallar respuesta la Neurobiología. No hay respuestas del todo claras pero ya sabemos algunos detalles.
Existen muchos neurotransmisores, hasta la fecha se han descubierto unos 26 pero seguramente se descubrirán muchos más. Entre los neurotransmisores más importantes se encuentran el glutamato (Glu); que es el origen de muchos de los otros neurotransmisores, el ácido gamma-aminobutírico (GABA) y la acetilcolina (Ach) encargada de las transmisiones musculares y que ésta allí donde se necesita una transmisión rápida. La sintetización de los neurotransmisores se produce a partir de sustancias conocidas como precursores, normalmente aminoácidos no proteicos que suministra la alimentación corriente. Los neurotransmisores y los precursores cerebrales, evolutivamente derivan de las hormonas y enzimas empleadas por animales sencillos, para otras funciones que no eran neurológicas, como la activación del sistema nervioso ante los estímulos: facilitar la digestión, frío, calor, sed, cambios de presión, etc o desencadenar la conducta sexual. Las neurohormonas son neurotransmisores que se comportan como hormonas. El caso más evidente son las catecolaminas, formadas en las glándulas suprarrenales.
Los neurotransmisores son sintetizados en el retículo endoplásmico rugoso del soma de la célula, siguiendo las instrucciones del mRNA. Casi todos los medicamentos hechos para alterar la química cerebral, como los antipsicóticos o los que inhiben los efectos del mal de Parkinson no son neurotransmisores sino precursores. En el caso de las VND, los neuropéptidos son sintetizados en el aparato RER y empacados en el aparato de Golgi, de ahí son transportados por el axón hasta el botón terminal, a través de los microtúbulos. Los neurotransmisores de las vesículas claras, por otra parte, son elaborados en el citoplasma del botón axonal por enzimas especializadas, transportados y colocados dentro de la vesícula por proteínas transportadoras y colocados dentro de vesículas cuya membrana posee cierta afinidad con proteínas llamadas SNAREs. No se sabe bien todavía si las células gliales almacenan información o si solo sirven para apoyar y nutrir a las neuronas, se especula que las células neuronas, son células que enlazan distintas partes del cerebro, pero no acumulan información. En cualquier caso, las neuronas presentan no uno, sino varios y diversos receptores especializados, que también se encuentran en distintas partes del cuerpo, en las terminaciones nerviosas de los diversos órganos (corazón, hígado, páncreas, piel, etc.) Difieren en el caso de los receptores cerebrales, en que algunos solo reaccionan a neurotransmisores específicamente encontrados en el cerebro, mientras que en todo el cuerpo, por ejemplo, se pueden encontrar receptores para la adrenalina. Los neurotransmisores implicados en la función del sistema extrapiramidal, al cual pertenece el sistema reticular, son dopamina, serotonina, acetilcolina y ácido gamma-aminobutírico.
Drogas y cerebro
El estudio del cerebro ha puesto al descubierto que, el funcionamiento del mismo, está parcelado en regiones cerebrales especializadas, para el proceso de neurotransmisores, provenientes de distintas fuentes y por estímulos concretos. Un mismo neurotransmisor ubicado en dos regiones diferentes, tiene una consecuencia distinta. El entramado biológico que se asigna para detectar la información, cuando proviene de una u otra fuente es diferente. Las fuentes de esta información principalmente son dos:
Nuestro cuerpo: Contamos con el par consciente/inconsciente.
Nuestro entorno: Contamos con los sentidos.
Los fármacos modifican la experiencia del individuo por la influencia que ejercen sobre el encéfalo, en los receptores. Debido a su parecido electroquímico con los neurotransmisores, distintos fármacos se acoplan a sus receptores específicos.
Los fármacos, como los neurotransmisores: Modifican el número de percepciones de los sentidos, aumentando o disminuyendo la cantidad de percepciones. Modifican la profundidad de la sensación, dándole o quitándole importancia. Cambian la respuesta del cuerpo. Resultando en el cambio de nivel arousal.
Los barbitúricos, fármacos utilizados para dormir, deprimen la actividad de la formación reticular y hacen más lento el intercambio de información entre las células de la corteza, produciendo sueño y aumentando los tiempos de reacción.
Las anfetaminas, la cocaína y la cafeína estimulan la actividad de la formación reticular permitiendo pensar más rápidamente y más claramente. Aun cuando su uso sea perjudicial.
Los tranquilizantes amortiguan la acción del sistema límbico, la parte del encéfalo donde se producen las emociones.
El LSD y otros fármacos alucinógenos afectan el modo de transferencia de información entre las células, permitiendo que surjan nuevos patrones de actividad cerebral y creando así nuevas experiencias, muchas de las cuales no ocurrirían en condiciones normales de funcionamiento del encéfalo. ya que como dijimos, el entramado biológico que se asigna para procesar la información, cuando proviene de una u otra parte, es distinto. Un ejemplo de este tipo de alteraciones es la sinestesia.
Los antidepresivos afectan al mesencéfalo, área que también controla el humor o estado de ánimo.
En todos estos casos, se experimenta un mundo distinto por las modificaciones del funcionamiento cerebral inducidas por los fármacos. La forma de actuar de los neurotransmisores no es comprendida en todos ellos aun. Algún neurotransmisor es antagonista con otro neurotransmisor, otro neurotransmisor solo reacciona antagónicamente ante dos o más neurotransmisores. Otros no tienen función antagónica sino que son catalizadores. Otros presentan función agonista. Otros deben alcanzar una cierta cantidad de concentración para influir, algunos neurotransmisores son a la vez activadores e inhibidores, etc. En un sistema de influencias e interacciones entre varias partes del encéfalo, y aun del resto del cuerpo, similar a la lógica del lenguaje matemático de las computadoras y a la regulación de los circuitos electrónicos y redes de fluidos.
A comienzos del siglo XX solían emplearse los barbitúricos para calmar la excitación de las funciones mentales; en dosis elevadas adormecían al usuario. Aspecto inconveniente y peligroso a veces, que parecía inevitable en cualquier tranquilización inducida por químicos. La introducción en 1960 de sustancias basadas en la benzodiazepina, como el valium común, para el tratamiento de la ansiedad, que no tienen esta característica de producir somnolencia, suscitó importantes preguntas sobre el funcionamiento del cerebro. El hecho de que mitiguen la ansiedad sin causar mucha sedación, sugiere que, en el cerebro, el sistema de alerta, difiere del sistema de ansiedad. Los barbitúricos y las benzodiazepinas han proporcionado sondas químicas que los científicos pueden usar para distinguir entre esas dos funciones y estudiarlas por separado.
La clorpromazina, un antihistamínico, que actúa sobre el circuito de la dopamina, y en una variedad de receptores en el sistema nervioso central, es en sus efectos anticolinérgica, antidopaminérgica, antihistamínica, y débilmente antiadrenérgica. Sus propiedades antidopaminérgicas pueden causar síntomas extrapiramidales como acatisia o distonía y se sabe que causa discinesia tardía. Bloquea además de D2, los receptores α1 y α2, en los que es cardiotóxico, y H1 que conlleva aumento de peso, H2, y en ambos M1 y M2 produciendo visión borrosa e hipertensión ocular.
Otras técnicas menos energéticas, como la hipnosis, pueden modificar el mundo percibido produciendo en el sujeto una disociación entre diferentes aspectos de la conciencia. Así, por ejemplo, no sentirá una aguja clavada profundamente en la piel, y puede inducírsele para que vea imágenes seleccionadas de una revista. Pero la paradoja que surge es que tiene que reconocerlas y rechazarlas para «no verlas», lo que demuestra la separación de las distintas partes de la conciencia.
Problemas neurofisiológicos de la consciencia
Las neurosis, en referencia a los trastornos sensoriales y motores causados por enfermedades del sistema nervioso son un término que abarca un gran número de patologías. La alienación, por ejemplo, causada en el individuo por la imposibilidad de analizar su situación, es un proceso morboso relacionado con un tipo de neurosis. Los casos más severos de alienación se caracterizan por una completa ausencia de relaciones sociales, comportamiento extremadamente repetitivo, inusual, auto dañino y agresivo. La neurosis por alienación puede clasificarse de diversas formas, como un desorden en el desarrollo neurológico o un desorden en el aparato psíquico. Cuando se observan patrones crónicos de mala adaptación similares a una neurosis, es posible que se trate de un trastorno de personalidad. Para identificar las neurosis, existen distintas pruebas psicológicas. Los trastornos de personalidad se incluyen entre los trastornos mentales y de comportamiento permanentes.
La alteración de la consciencia es una constante que aparece en la mayoría de los problemas psiquiátricos y en gran cantidad de problemas médicos. En su estado normal, la consciencia permite al sujeto dar una respuesta apropiada a los estímulos sensitivos y sensoriales. Notablemente a las más complejas: los estímulos verbales, como escuchar y las espaciales, como conducir. Difiere de la vigilia, en que la vigilia depende tan solo del sistema reticulado y que la vigilia, es la capacidad del sistema nervioso de adaptarse a una situación nueva. Los factores causales más comunes incluyen: Trauma, accidentes cardiovasculares, drogas y otros envenenamientos, fiebre, desordenes metabólicos, meningitis, infecciones, tumores cerebrales, desordenes convulsivos, descompensación cardiaca.
Por actividad motora disminuida:
Coma Es el más grave de los problemas de la consciencia y de la vigilia. Altera de forma más o menos total las funciones de relación. Un enfermo en coma puede no reaccionar ni a estímulos nociceptivos (que provocan una agresión dolorosa de los tejidos, por ejemplo pincharlos o perforarlos.)
Estupor Abarca desde un estado en el cual la persona no reacciona sino a los estímulos simples: su nombre, ruido, luz fuerte, sacudir al sujeto... hasta un enfermo que no reacciona frecuentemente más que a estímulos nociceptivos (que provocan una agresión dolorosa de los tejidos, por ejemplo pincharlos o perforarlos.)
Obnubilación Es un estado menos severo, la persona responde correctamente a las órdenes complejas ( ejecuta órdenes escritas, realiza cálculo mental...), pero con lentitud, fatiga o bastante dificultad de concentración.
Confusión mental Es una alteración global y aguda de las funciones psíquicas, cuyas causas orgánicas o psíquicas son múltiples.
Por actividad motora incrementada:
Excitación.
Manía.
Delirio.
Evaluación del estado de conciencia
Los estados de conciencia son estudiados por la psiquiatría, la psicología, la neurología y la medicina, y experimentados, o al menos se trata de inducirlos, por las drogas, la privación del sueño, la meditación, el yoga... La evaluación de la conciencia se hace en tres etapas:
ausencia/presencia de conciencia:
si la persona habla o se mueve espontáneamente, decimos que está consciente;
si no, se le coge la mano, se le formulá una pregunta simple (del tipo ¿me oye?) y se le da un orden simple (del tipo ¡abra los ojos!); si reacciona, decimos que está consciente, en caso contrario estará inconsciente;
cualidad de conciencia:
si una persona está consciente, se le habla y se le formulan preguntas para determinar si
habla de manera coherente (sabe dónde está, conoce la fecha...)
habla de manera coherente pero desorientada, es decir, presenta una pérdida de conciencia inicial
habla de manera incoherente o incomprensible
está somnolienta y no reacciona más que a la palabra o al tacto
si está inconsciente y respira, le damos un pequeño pellizco para determinar si reacciona al dolor o si no reacciona
un médico, o eventualmente un enfermero, prueba otros reflejos para profundizar en el balance neurológico.
Alteración de la conciencia
La alteración de la conciencia es un síntoma. El caso más grave es el de la parada cardiorrespiratoria, que requiere avisar rápidamente a los servicios de socorro y emprender una reanimación cardiopulmonar.
Si la persona no reacciona pero respira, se tienen que proteger sus vías aéreas, poniéndola en posición lateral de seguridad, esperando poder determinar la causa de este estado.
Si la persona está consciente pero presenta trastornos de la conciencia: somnolencia fuera del ritmo natural del sueño, palabras incoherentes o incomprensibles, cambios de humor rápidos e incomprensibles, actitud agresiva... es necesario llamar a los equipos de emergencia y describirles el estado de la persona, y después seguir sus consejos.
El consciente y el subconsciente
Podemos decir que la conciencia está formada por la psiquis o consciencia y por el subconsciente o inconsciente. Aun cuando esta diferenciación es solo de conveniencia.
El encasillamiento de la palabra conciencia a su significado religioso en la Iglesia Católica y por extensión, en las religiones cristianas, mayoritarias para el mundo hispánico, ha influido también. En otras épocas y otras culturas se ha identificado a la conciencia, con la voz de los dioses, la Virgen María, el corazón (me lo dice el corazón), los ángeles, los espíritus de los muertos, el déjà vu, la premonición, la precognición, el mundo mágico, y el subconsciente.
Las formas del arte pueden contemplarse además como una expresión de la conciencia y pueden a su vez afectar el desarrollo de la cultura de la cual emergen. Cada generación será el producto de miles de mentes y ejercerá asimismo su influencia sobre la generación que la sigue. Los sueños como actividades cerebrales, son también procesos de la consciencia. La actividad de la conciencia o mundo interior, puede contribuir a explicar porque no somos iguales a nuestros antepasados y porqué solemos decir que tenemos una mente única, distintas opiniones y emociones variables.
Los lóbulos frontales y los lóbulos temporales de ambos hemisferios cerebrales parecen los encargados de ejercer las actividades especializadas, del pensamiento. No resulta fácil discernir las diferencias entre los dos hemisferios. Se sabe que durante el sueño el "hemisferio mudo" y el "hemisferio ciego" intercambian información.
Consciente
Uno de los nombres de la psiquis (ver). Hay confusión en los términos conciencia y consciencia, cuando en un principio son originados del latín conscientia. Se emplea el término "consciencia", en muchas traducciones de otros idiomas y como un término opuesto a inconsciente o subconsciente, para nombrar a determinadas funciones de la conciencia, sobre todo las relativas al raciocinio o entendimiento. así, se habla de estar consciente en oposición a perder el sentido, o de estados de consciencia.
El hemisferio izquierdo utiliza los mecanismos convencionales para el análisis de los pensamientos que utiliza la consciencia.
Subconsciente
El inconsciente o subconsciente, o las "funciones inconscientes", es una parte de la mente que los psiquiatras consideran que ejerce una influencia importante en la conducta. S. Freud fue el primero en difundir que las experiencias de la infancia, aparentemente olvidadas, se almacenan en el inconsciente y son responsables de muchos de los pensamientos y acciones del adulto.
Se admite generalmente que el mundo interior de la mente del adulto depende de la complejidad de la información que el encéfalo recibe durante la infancia. la información recibida por el encéfalo contribuye a formar los elementos conscientes o inconscientes de la mente. los trastornos o irregularidades que se experimentan en estas primeras etapas del desarrollo pueden influir en el contenido de la conciencia o sobre el inconsciente. Estas modificaciones pueden manifestarse por sí mismas como emociones beneficiosas, que pueden no obstante expresarse por ejemplo, a través de conductas antisociales. La conciencia parece trazar una línea entre los sentimientos de la que pueden resultar acciones buenas o malas.
La ontogénesis del cerebro humano le capacita para poder alterar las funciones mentales innatas con datos incorporados como condicionantes en su forma de interpretar la realidad. Estos datos son los recibidos por los sentidos, la educación, información exterior etc.
En la práctica podemos dar por buenos ciertos datos y datos falsos. Los primeros, además, pasarlos por alto en la parte consciente del cerebro y no entender desde nuestra parte consciente como es posible que el resultado final no sea el planteado en su origen. La razón: nuestro parte inconsciente aporta su propia conclusión, a partir de todos esos datos obviados por la parte consciente.
El inconsciente, no racionaliza la idea, no emplea el razonamiento lógico, condicionando los resultados obtenidos por los datos que aportan nuevos enlaces. Como norma general esos datos son sensaciones y percepciones que damos por buenas.
La mente inconsciente percibe el entorno de distinta manera que la mente consciente. Esto provoca que la conciencia, de la cual forman parte el subconsciente, perciba algo y se almacene en la memoria. Por ejemplo, procesado por la conciencia, el pensamiento inconsciente o pensamientos que provienen del instinto, se dan en los sueños con más facilidad debido a la menor rigidez de las constricciones lógicas durante el mismo. Nuestro cerebro nos está informando de algo que piensa, pero no lo pensó conscientemente en el momento adecuado y simplemente nos advierte aleatoriamente en un momento en el cual estamos relajados y nuestro pensamiento fluye pausadamente y con menos barreras. Durante el sueño, esa situación que pasó inadvertida, quizá porque no nos pareció trascendente o quizá porque ya de antemano teníamos tomada otra decisión consciente, se reelabora y nos prepara almacenándola en el recuerdo, aunque nunca haya sucedido y sea solo una ideación subconsciente. Lo cual es un aprendizaje para cuando llegue la ocasión, una respuesta preconcebida y aprendida.
Muchas de las actividades atribuidas al inconsciente son propias del hemisferio cerebral derecho, que procesa la información mayoritariamente usando el método de síntesis, componiendo la información a partir de sus elementos, reuniéndolos en un conjunto, un hemisferio integrador centro de las facultades viso-espaciales no verbales, especializado en sensaciones, sentimientos, prosodia y habilidades espaciales; habilidades visuales y sonoras no del lenguaje como las artísticas y musicales. Concibe las situaciones y las estrategias del pensamiento de una forma total. Integra varios tipos de información (sonidos, imágenes, olores, sensaciones) y los transmite como un todo. El método de elaboración utilizado por el hemisferio derecho se ajusta al tipo de respuesta inmediata que se requiere en los procesos visuales y de orientación espacial.
Inteligencia artificial
La inteligencia artificial (IA) es un área multidisciplinaria, que a través de ciencias como las ciencias de la computación, la matemática, la lógica y la filosofía, estudia la creación y diseño de sistemas capaces de resolver problemas cotidianos por sí mismas utilizando como paradigma la inteligencia humana.
General y amplio como eso, reúne a amplios campos, los cuales tienen en común la creación de máquinas capaces de pensar. En ciencias de la computación se denomina inteligencia artificial a la capacidad de razonar de un agente no vivo.John McCarthy acuñó la expresión «inteligencia artificial» en 1956, y la definió así: “Es la ciencia e ingenio de hacer máquinas inteligentes, especialmente programas de cómputo inteligentes”.
Al igual que en la informática convencional, en la Inteligencia artificial tenemos una serie de elementos peculiares que la caracterizan y la diferencian. Para Nilsson son cuatro los pilares básicos en los que se apoya la Inteligencia Artificial, los cuales serán analizados a continuación.
Búsqueda del estado requerido en el conjunto de los estados producidos por las acciones posibles.
Algoritmos genéticos (análogo al proceso de evolución de las cadenas de ADN).
Redes neuronales artificiales (análogo al funcionamiento físico del cerebro de animales y humanos).
Razonamiento mediante una lógica formal análogo al pensamiento abstracto humano.
También existen distintos tipos de percepciones y acciones, que pueden ser obtenidas y producidas, respectivamente, por sensores físicos y sensores mecánicos en máquinas, pulsos eléctricos u ópticos en computadoras, tanto como por entradas y salidas de bits de un software y su entorno software.
Varios ejemplos se encuentran en el área de control de sistemas, planificación automática, la habilidad de responder a diagnósticos y a consultas de los consumidores, reconocimiento de escritura, reconocimiento del habla y reconocimiento de patrones. Los sistemas de IA actualmente son parte de la rutina en campos como economía, medicina, ingeniería y la milicia, y se ha usado en gran variedad de aplicaciones de software, juegos de estrategia, como ajedrez de computador, y otros videojuegos.
Categorías de la inteligencia artificial
Búsqueda heurística. Podemos definir una heurística como un truco o estrategia que limita grandiosamente la búsqueda de soluciones ante grandes espacios de problemas. Por lo tanto ante un problema, nos ayuda a seleccionar las bifurcaciones, dentro de un árbol, con más posibilidades, con ello se restringe la búsqueda aunque no siempre se garantiza una solución adecuada. Todo lo que se debe tener para que una heurística sea adecuada es que nos proporcione soluciones que sean lo suficientemente buenas. Además utilizando la heurística, no será necesario replantear un problema cada vez que se afronte, ya que si lo hemos planteado anteriormente, ésta sugerirá la forma en que se ha de proceder para resolverlo. Representación del conocimiento. La representación es una cuestión clave a la hora de encontrar soluciones a los problemas planteados, y que además éstas sean adecuadas. Si analizamos más detenidamente el término y además dentro de la Informática, y más concretamente dentro de la Inteligencia Artificial, encontramos varias definiciones, como pueden ser las siguientes: según Barr y Feigenbaum, la representación del conocimiento es una combinación de estructuras de datos y procedimientos de interpretación que, si son utilizados correctamente por un programa, éste podrá exhibir una conducta inteligente. La opinión de Fariñas y Verdejo será que la Inteligencia Artificial tiene como objetivo construir modelos computacionales que al ejecutarse resuelvan tareas con resultados similares a los obtenidos por una persona. Por ello, el tema central de esta disciplina es el estudio del conocimiento y su manejo. Y por último la opinión de Buchanan y Shortliffe apunta a que la Representación del Conocimiento en un programa de Inteligencia Artificial significa elegir una serie de convenciones para describir objetos, relaciones, y procesos en el mundo. Gran parte del esfuerzo realizado en la consecución de ordenadores inteligentes, según Rahael, ha sido caracterizado por el intento continuo de conseguir más y mejores estructuras de representación del conocimiento, junto con técnicas adecuadas para su manipulación, que permitiesen la resolución inteligente de algunos de los problemas ya planteados. Otra característica a resaltar, es la inclusión en los programas de Inteligencia artificial, aunque por separado, de los conocimientos y la unidad que controla y dirige la búsqueda de soluciones. Dada esta disposición, en estos programas se hace fácil la modificación, ampliación y actualización de los mismos.
El razonamiento que puede tener cualquier persona, ha demostrado ser una de las cosas más difíciles de modelar dentro de un ordenador. El sentido común, a menudo nos ayuda a prever multitud de hecho y fenómenos corrientes, pero como ya hemos dicho es muy complicado representarlos en un ordenador ya que los razonamientos, son casi siempre inexactos, dado que sus conclusiones y reglas en las que se basan solamente son aproximadamente verdaderas. Lenguajes, entornos y herramientas de Inteligencia Artificial En la Inteligencia Artificial, se han desarrollado diferentes lenguajes específicos para los diferentes campos de aplicación. Estos lenguajes en su mayoría cuentan con una serie de características comunes que podemos resumir de la siguiente forma: Este tipo de software ofrece una gran modularidad. Poseen gran capacidad de tomar decisiones de programación hasta el último momento, es decir cuando el programa ya está ejecutándose. Ofrecen grandes facilidades en el manejo de listas, y esto es importante, ya que las listas son la estructura más habitual usada para la representación del conocimiento en la Inteligencia Artificial. Facilitan la realización de ciertos tipos de deducción automática permitiendo también, la creación de una base de hechos, que es el lugar donde se recogen los datos iniciales del problema a resolver y también los resultados intermedios una vez obtenidos. Permite el uso simultáneo de estructuras que incorporan conocimiento declarativo y conocimiento procedimental. Tienen una marcada orientación gráfica. Además, las herramientas de Inteligencia artificial, permiten hacer un seguimiento de todos los cambios realizados a lo largo de toda la sesión Disponen herramientas capaces de desarrollar programas que son capaces de comprender otros programas y también de realizar modificaciones sobre ellos.
Stuart Russell y Peter Norvig diferencian estos tipos de la inteligencia artificial:
Sistemas que piensan como humanos.- Estos sistemas tratan de emular el pensamiento humano; por ejemplo las redes neuronales artificiales. La automatización de actividades que vinculamos con procesos de pensamiento humano, actividades como la toma de decisiones, resolución de problemas y aprendizaje.
Sistemas que actúan como humanos.- Estos sistemas tratan de actuar como humanos; es decir, imitan el comportamiento humano; por ejemplo la robótica. El estudio de cómo lograr que los computadores realicen tareas que, por el momento, los humanos hacen mejor.
Sistemas que piensan racionalmente.- Es decir, con lógica (idealmente), tratan de imitar o emular el pensamiento lógico racional del ser humano; por ejemplo los sistemas expertos. El estudio de los cálculos que hacen posible percibir, razonar y actuar.
Sistemas que actúan racionalmente (idealmente).– Tratan de emular de forma racional el comportamiento humano; por ejemplo los agentes inteligentes.Está relacionado con conductas inteligentes en artefactos.
Escuelas de pensamiento
La IA se divide en dos escuelas de pensamiento:
La inteligencia artificial convencional
La inteligencia computacional
Inteligencia artificial convencional
Se conoce también como IA simbólico-deductiva. Está basada en el análisis formal y estadístico del comportamiento humano ante diferentes problemas:
Razonamiento basado en casos: Ayuda a tomar decisiones mientras se resuelven ciertos problemas concretos y, aparte de que son muy importantes, requieren de un buen funcionamiento.
Sistemas expertos: Infieren una solución a través del conocimiento previo del contexto en que se aplica y ocupa de ciertas reglas o relaciones.
Redes bayesianas: Propone soluciones mediante inferencia probabilística.
Inteligencia artificial basada en comportamientos: Esta inteligencia contiene autonomía y puede auto-regularse y controlarse para mejorar.
Smart process management: Facilita la toma de decisiones complejas, proponiendo una solución a un determinado problema al igual que lo haría un especialista en la dicha actividad.
Inteligencia artificial computacional
La Inteligencia Computacional (también conocida como IA subsimbólica-inductiva) implica desarrollo o aprendizaje interactivo (por ejemplo, modificaciones interactivas de los parámetros en sistemas conexionistas). El aprendizaje se realiza basándose en datos empíricos.
Historia
El término “inteligencia artificial” fue acuñado formalmente en 1956 durante la conferencia de Darthmounth, más para entonces ya se había estado trabajando en ello durante cinco años en los cuales se había propuesto muchas definiciones distintas que en ningún caso habían logrado ser aceptadas totalmente por la comunidad investigadora. La IA es una de las disciplinas más nuevas junto con la genética moderna.
Las ideas más básicas se remontan a los griegos, antes de Cristo. Aristóteles (384-322 a. C.) fue el primero en describir un conjunto de reglas que describen una parte del funcionamiento de la mente para obtener conclusiones racionales, y Ctesibio de Alejandría (250 a. C.) construyó la primera máquina autocontrolada, un regulador del flujo de agua (racional pero sin razonamiento).
En 1315 Ramon Llull en su libro Ars magna tuvo la idea de que el razonamiento podía ser efectuado de manera artificial.
En 1936 Alan Turing diseña formalmente una Máquina universal que demuestra la viabilidad de un dispositivo físico para implementar cualquier cómputo formalmente definido.
En 1943 Warren McCulloch y Walter Pitts presentaron su modelo de neuronas artificiales, el cual se considera el primer trabajo del campo, aún cuando todavía no existía el término. Los primeros avances importantes comenzaron a principios del año 1950 con el trabajo de Alan Turing, a partir de lo cual la ciencia ha pasado por diversas situaciones.
En 1955 Herbert Simon, Allen Newell y J.C. Shaw, desarrollan el primer lenguaje de programación orientado a la resolución de problemas, el IPL-11. Un año más tarde desarrollan el LogicTheorist, el cual era capaz de demostrar teoremas matemáticos.
En 1956 fue inventado el término inteligencia artificial por John McCarthy, Marvin Minsky y Claude Shannon en la Conferencia de Dartmouth, un congreso en el que se hicieron previsiones triunfalistas a diez años que jamás se cumplieron, lo que provocó el abandono casi total de las investigaciones durante quince años.
En 1957 Newell y Simon continúan su trabajo con el desarrollo del General Problem Solver (GPS). GPS era un sistema orientado a la resolución de problemas.
En 1958 John McCarthy desarrolla en el Instituto de Tecnología de Massachusetts (MIT) el LISP. Su nombre se deriva de LISt Processor. LISP fue el primer lenguaje para procesamiento simbólico.
En 1959 Rosenblatt introduce el Perceptrón.
A finales de los 50 y comienzos de la década del 60 Robert K. Lindsay desarrolla «Sad Sam», un programa para la lectura de oraciones en inglés y la inferencia de conclusiones a partir de su interpretación.
En 1963 Quillian desarrolla las redes semánticas como modelo de representación del conocimiento.
En 1964 Bertrand Raphael construye el sistema SIR (Semantic Information Retrieval) el cual era capaz de inferir conocimiento basado en información que se le suministra. Bobrow desarrolla STUDENT.
A mediados de los años 60, aparecen los sistemas expertos, que predicen la probabilidad de una solución bajo un set de condiciones. Por ejemplo DENDRAL, iniciado en 1965 por Buchanan, Feigenbaum y Lederberg, el primer Sistema Experto, que asistía a químicos en estructuras químicas complejas euclidianas, MACSYMA, que asistía a ingenieros y científicos en la solución de ecuaciones matemáticas complejas.
Posteriormente entre los años 1968-1970 Terry Winograd desarrolló el sistema SHRDLU, que permitía interrogar y dar órdenes a un robot que se movía dentro de un mundo de bloques.
En 1968 Minsky publica Semantic Information Processing.
En 1968 Seymour Papert, Danny Bobrow y Wally Feurzeig desarrollan el lenguaje de programación LOGO.
En 1969 Alan Kay desarrolla el lenguaje Smalltalk en Xerox PARC y se publica en 1980.
En 1973 Alain Colmenauer y su equipo de investigación en la Universidad de Aix-Marseille crean PROLOG (del francés PROgrammation en LOGique) un lenguaje de programación ampliamente utilizado en IA.
En 1973 Shank y Abelson desarrollan los guiones, o scripts, pilares de muchas técnicas actuales en Inteligencia Artificial y la informática en general.
En 1974 Edward Shortliffe escribe su tesis con MYCIN, uno de los Sistemas Expertos más conocidos, que asistió a médicos en el diagnóstico y tratamiento de infecciones en la sangre.
En las décadas de 1970 y 1980, creció el uso de sistemas expertos, como MYCIN: R1/XCON, ABRL, PIP, PUFF, CASNET, INTERNIST/CADUCEUS, etc. Algunos permanecen hasta hoy (Shells) como EMYCIN, EXPERT, OPSS.
En 1981 Kazuhiro Fuchi anuncia el proyecto japonés de la quinta generación de computadoras.
En 1986 McClelland y Rumelhart publican Parallel Distributed Processing (Redes Neuronales).
En 1988 se establecen los lenguajes Orientados a Objetos.
En 1997 Gari Kaspárov, campeón mundial de ajedrez, pierde ante la computadora autónoma Deep Blue.
En 2006 se celebró el aniversario con el Congreso en español 50 años de Inteligencia Artificial - Campus Multidisciplinar en Percepción e Inteligencia 2006.
En el año 2009 ya hay en desarrollo sistemas inteligentes terapéuticos que permiten detectar emociones para poder interactuar con niños autistas.
En el año 2011 IBM desarrolló una supercomputadora llamada Watson, la cual ganó una ronda de tres juegos seguidos de Jeopardy!, venciendo a sus dos máximos campeones, y ganando un premio de 1 millón de dólares que IBM luego donó a obras de caridad.
Existen personas que al dialogar sin saberlo con un chatbot no se percatan de hablar con un programa, de modo tal que se cumple la prueba de Turing como cuando se formuló: «Existirá Inteligencia Artificial cuando no seamos capaces de distinguir entre un ser humano y un programa de computadora en una conversación a ciegas».
Como anécdota, muchos de los investigadores sobre IA sostienen que «la inteligencia es un programa capaz de ser ejecutado independientemente de la máquina que lo ejecute, computador o cerebro».
La inteligencia artificial, y la conciencia y los sentimientos
El concepto de IA es aún demasiado difuso. Contextualizando, y teniendo en cuenta un punto de vista científico, podríamos englobar a esta ciencia como la encargada de imitar una persona, y no su cuerpo, sino imitar al cerebro, en todas sus funciones, existentes en el humano o inventadas sobre el desarrollo de una máquina inteligente.
A veces, aplicando la definición de Inteligencia Artificial, se piensa en máquinas inteligentes y/o no conscientes de si misma, pero sin sentimientos; que «obstaculizan» encontrar la mejor solución a un problema dado. Sin embargo muchos igualmente pensamos en dispositivos artificiales capaces de concluir miles de premisas a partir de otras premisas dadas, sin que ningún tipo de emoción ni conciencia tenga la opción de obstaculizar dicha labor.
En esta línea, hay que saber que ya existen sistemas inteligentes. Capaces de tomar decisiones «acertadas».
Aunque, por el momento, la mayoría de los investigadores en el ámbito de la Inteligencia Artificial se centran sólo en el aspecto racional, muchos de ellos consideran seriamente la posibilidad de incorporar componentes «emotivos» como indicadores de estado, a fin de aumentar la eficacia de los sistemas inteligentes.
Particularmente para los robots móviles, es necesario que cuenten con algo similar a las emociones con el objeto de saber –en cada instante y como mínimo– qué hacer a continuación [Pinker, 2001, p. 481].
Al tener «sentimientos» y, al menos potencialmente, «motivaciones», podrán actuar de acuerdo con sus «intenciones» [Mazlish, 1995, p. 318]. Así, se podría equipar a un robot con dispositivos que controlen su medio interno; por ejemplo, que «sientan hambre» al detectar que su nivel de energía está descendiendo o que «sientan miedo» cuando aquel esté demasiado bajo.
Esta señal podría interrumpir los procesos de alto nivel y obligar al robot a conseguir el preciado elemento [Johnson-Laird, 1993, p. 359]. Incluso se podría introducir el «dolor» o el «sufrimiento físico», a fin de evitar las torpezas de funcionamiento como, por ejemplo, introducir la mano dentro de una cadena de engranajes o saltar desde una cierta altura, lo cual le provocaría daños irreparables.
Esto significa que los sistemas inteligentes deben ser dotados con mecanismos de retroalimentación que les permitan tener conocimiento de estados internos, igual que sucede con los humanos que disponen de propiocepción, interocepción, nocicepción, etcétera. Esto es fundamental tanto para tomar decisiones como para conservar su propia integridad y seguridad. La retroalimentación en sistemas está particularmente desarrollada en cibernética, por ejemplo en el cambio de dirección y velocidad autónomo de un misil, utilizando como parámetro la posición en cada instante en relación al objetivo que debe alcanzar. Esto debe ser diferenciado del conocimiento que un sistema o programa computacional puede tener de sus estados internos, por ejemplo la cantidad de ciclos cumplidos en un loop o bucle en sentencias tipo do... for, o la cantidad de memoria disponible para una operación determinada.
A los sistemas inteligentes el no tener en cuenta elementos emocionales les permite no olvidar la meta que deben alcanzar. En los humanos el olvido de la meta o el abandonar las metas por perturbaciones emocionales es un problema que en algunos casos llega a ser incapacitante. Los sistemas inteligentes, al combinar una memoria durable, una asignación de metas o motivación, junto a la toma de decisiones y asignación de prioridades con base en estados actuales y estados meta, logran un comportamiento en extremo eficiente, especialmente ante problemas complejos y peligrosos.
En síntesis, lo racional y lo emocional están de tal manera interrelacionados entre sí, que se podría decir que no sólo no son aspectos contradictorios sino que son –hasta cierto punto– complementarios.
Críticas
Las principales críticas a la inteligencia artificial tienen que ver con su capacidad de imitar por completo a un ser humano. Estas críticas ignoran que ningún humano individual tiene capacidad para resolver todo tipo de problemas, y autores como Howard Gardner han propuesto que existen inteligencias múltiples. Un sistema de inteligencia artificial debería resolver problemas. Por lo tanto es fundamental en su diseño la delimitación de los tipos de problemas que resolverá y las estrategias y algoritmos que utilizará para encontrar la solución.
En los humanos la capacidad de resolver problemas tiene dos aspectos: los aspectos innatos y los aspectos aprendidos. Los aspectos innatos permiten por ejemplo almacenar y recuperar información en la memoria y los aspectos aprendidos el saber resolver un problema matemático mediante el algoritmo adecuado. Del mismo modo que un humano debe disponer de herramientas que le permitan solucionar ciertos problemas, los sistemas artificiales deben ser programados de modo tal que puedan resolver ciertos problemas.
Muchas personas consideran que el test de Turing ha sido superado, citando conversaciones en que al dialogar con un programa de inteligencia artificial para chat no saben que hablan con un programa. Sin embargo, esta situación no es equivalente a un test de Turing, que requiere que el participante esté sobre aviso de la posibilidad de hablar con una máquina.
Otros experimentos mentales como la Habitación china de John Searle han mostrado cómo una máquina podría simular pensamiento sin tener que tenerlo, pasando el test de Turing sin siquiera entender lo que hace. Esto demostraría que la máquina en realidad no está pensando, ya que actuar de acuerdo con un programa preestablecido sería suficiente. Si para Turing el hecho de engañar a un ser humano que intenta evitar que le engañen es muestra de una mente inteligente, Searle considera posible lograr dicho efecto mediante reglas definidas a priori.
Uno de los mayores problemas en sistemas de inteligencia artificial es la comunicación con el usuario. Este obstáculo es debido a la ambigüedad del lenguaje, y apareció ya en los inicios de los primeros sistemas operativos informáticos. La capacidad de los humanos para comunicarse entre sí implica el conocimiento del lenguaje que utiliza el interlocutor. Para que un humano pueda comunicarse con un sistema inteligente hay dos opciones: o bien el humano aprende el lenguaje del sistema como si aprendiese a hablar cualquier otro idioma distinto al nativo, o bien el sistema tiene la capacidad de interpretar el mensaje del usuario en la lengua que el usuario utiliza.
Un humano durante toda su vida aprende el vocabulario de su lengua nativa. Un humano interpreta los mensajes a pesar de la polisemia de las palabras utilizando el contexto para resolver ambigüedades. Sin embargo, debe conocer los distintos significados para poder interpretar, y es por esto que lenguajes especializados y técnicos son conocidos solamente por expertos en las respectivas disciplinas. Un sistema de inteligencia artificial se enfrenta con el mismo problema, la polisemia del lenguaje humano, su sintaxis poco estructurada y los dialectos entre grupos.
Los desarrollos en inteligencia artificial son mayores en los campos disciplinares en los que existe mayor consenso entre especialistas. Un sistema experto es más probable de ser programado en física o en medicina que en sociología o en psicología. Esto se debe al problema del consenso entre especialistas en la definición de los conceptos involucrados y en los procedimientos y técnicas a utilizar. Por ejemplo, en física hay acuerdo sobre el concepto de velocidad y cómo calcularla. Sin embargo, en psicología se discuten los conceptos, la etiología, la psicopatología y cómo proceder ante cierto diagnóstico. Esto dificulta la creación de sistemas inteligentes porque siempre habrá desacuerdo sobre lo que se esperaría que el sistema haga. A pesar de esto hay grandes avances en el diseño de sistemas expertos para el diagnóstico y toma de decisiones en el ámbito médico y psiquiátrico (Adaraga Morales, Zaccagnini Sancho, 1994).
Tecnologías de apoyo
Interfaces de usuario
Visión artificial
Smart process management
Aplicaciones de la inteligencia artificial
Las técnicas desarrolladas en el campo de la inteligencia artificial son numerosas y ubicuas. Comúnmente cuando un problema es resuelto mediante inteligencia artificial la solución es incorporada en ámbitos de la industria y de la vida diaria de los usuarios de programas de computadora, pero la percepción popular se olvida de los orígenes de estas tecnologías que dejan de ser percibidas como inteligencia artificial. A este fenómeno se le conoce como el efecto IA.
Lingüística computacional
Minería de datos (Data Mining)
Industriales.
Medicina
Mundos virtuales
Procesamiento de lenguaje natural (Natural Language Processing)
Robótica
Mecatrónica
Sistemas de apoyo a la decisión
Videojuegos
Prototipos informáticos
Análisis de sistemas dinámicos.
Smart Process Management
Simulación de multitudes
Investigadores en el campo de la inteligencia artificial
Jeff Hawkins
John McCarthy
Marvin Minsky
Judea Pearl
Alan Turing, discípulo de John von Neumann, diseñó el Test de Turing que debería utilizarse para comprender si una máquina lógica es inteligente o no.
Joseph Weizenbaum
Raúl Rojas
Ray Kurzweil
Assinar:
Postagens (Atom)
Invocações e Evocações: Vozes Entre os Véus
Desde as eras mais remotas da humanidade, o ser humano buscou estabelecer contato com o invisível. As fogueiras dos xamãs, os altares dos ma...
-
Luis Felipe Cires Moyano Roca (1946 - 1996), cuyo psudónimo es Nimrod de Rosario, fue un escritor argentino fundador de la Orden de C...