La memoria E-Book

Juan V. Sánchez

• Herausgeber: RBA Libros
• Kategorie: Ratgeber
• Sprache: Spanisch

Seitenzahl: 162

Veröffentlichungsjahr: 2019

Beschreibung

¿Qué es la memoria? ¿Cómo funciona? ¿Por qué registramos ciertas vivencias y las relacionamos unas con otras? ¿De qué están hechos los recuerdos? A través de las conexiones neuronales, la memoria genera una red de aprendizajes, confiere continuidad a nuestra vida y nos brinda una imagen coherente del pasado que pone en perspectiva la experiencia actual. Pero la ciencia todavía está desentrañando los mecanismos de este proceso cerebral, para entender su funcionamiento y resolver sus imperfecciones. Este libro expone las más recientes investigaciones en neurociencia y cibernética que han logrado profundizar en los procesos de codificación y almacenamiento de datos en nuestra mente. Asimismo, nos muestra las nuevas tecnologías que están rompiendo los límites de la neurociencia, y que nos acercan a ampliar nuestro conocimiento de la memoria, así como a crear sistemas que suplan nuestros defectos y mejoren nuestras capacidades. SUMÉRGETE EN LO MÁS HONDO DE LA MENTE.

Leseprobe

LA MEMORIA

Las conexiones neuronales que encierran nuestro pasado

Juan V. Sánchez

© del texto: Juan Vicente Sánchez Andrés, 2017.

© de las ilustraciones: Francisco Javier Guarga Aragón, 2017.

© de las fotografías: Archivo RBA: 23ai, 29; Age Fotostock: 23ad, 23b; Calspan: 43i; reproducida con permiso de la Osler Library of the History of Medicine, McGill University: 63; Thomas Schultz: 119ai; National Institute on Aging: 119ad; Science Photo Library: 119b

© RBA Coleccionables, S.A., 2017.

© de esta edición: RBA Libros, S.A., 2019.

Avda. Diagonal, 189 - 08018 Barcelona.

rbalibros.com

Primera edición: mayo de 2019.

REF.: ODBO514

ISBN: 9788491874355

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Contenido

IntroducciónLa caja negra de la memoria¿Cómo recordamos?La naturaleza física de los recuerdosLa memoria del futuro: la transformación tecnológicaBibliografía

Introducción

Escribía el neurocientífico Gary F. Marcus que «nuestra memoria es al mismo tiempo espectacular y una fuente constante de decepción: podemos reconocer fotos de nuestros anuarios del instituto décadas después, y sin embargo ser incapaces de recordar lo que desayunamos ayer». La paradoja insinuada por Marcus refleja el misterio de una función cerebral que ha despertado la curiosidad del ser humano a lo largo de la historia. Una gran parte de lo que cada uno somos está en nuestra memoria, un tesoro que guardamos con celo y del que depende en buena medida nuestra identidad personal, al que confiamos nuestros recuerdos y habilidades, y en el que nos basamos para elaborar nuestros sueños y fantasías.

En la Antigüedad se consideraba a la memoria una de las tres facultades del alma que diferencian al ser humano del resto de las especies, por lo que se le suponía un origen divino o sobrenatural. No fue hasta el comienzo de la ciencia moderna cuando empezó a entenderse que se trata de una función del cerebro cuyo alcance real no se limita a ser el almacén de nuestro pasado, sino también el sustento de nuestra conducta aprendida. La memoria configura nuestro yo en continuidad con nuestra historia, nos permite construir relaciones causa-efecto y nos dota de cierta capacidad predictiva para construir escenarios posibles a partir de la experiencia.

Por tanto, la memoria es una función integral del cerebro que penetra y capilariza cada uno de nuestros actos, como se pone de manifiesto cuando nos falta, como ocurre en la enfermedad de Alzheimer y otras donde las alteraciones de esta capacidad juegan un papel central. Desentrañar esta complejidad es el reto que la ciencia persigue: entender el funcionamiento de sus mecanismos para aprender a intervenir sobre ellos. La posibilidad de manipular la memoria pondría a nuestro alcance la oportunidad de corregir errores, reparar daños y rescatar recuerdos perdidos. En un futuro que hoy ya estamos construyendo, la conexión de nuestra memoria biológica con dispositivos tecnológicos nos abrirá todo un universo de nuevas aplicaciones, como turboalimentar la potencia de nuestra memoria, borrar recuerdos traumáticos o incluso transferirlos a otros soportes, además de permitirnos desarrollar nuevas prótesis artificiales avanzadas.

A juzgar por los progresos actuales, este es un escenario al que podremos llegar a lo largo del presente siglo, pero son muchos los desafíos que hay que superar. Al intentar profundizar en las entrañas de la memoria, los investigadores se embarcaron en una aventura cuya envergadura apenas imaginaban. Fue un ejercicio ímprobo de arañar la superficie de la conducta observable el que fue descubriendo las piezas del puzle de la memoria. El cuadro fue componiéndose cuando estas piezas se llevaban a los laboratorios para examinarlas en detalle y comprobar si encajaban con otras. Conductas tan triviales como cerrar un ojo ante la amenaza de un cuerpo extraño son también modalidades sencillas de la memoria. Esta participa en una diversidad de actos inconscientes que ejecutamos con absoluta naturalidad, como detenernos ante un semáforo en rojo, conducir un coche o montar en bicicleta. También la reacción que nos produce observar algo desagradable depende de la memoria, lo mismo que otros actos tan cotidianos como salivar al acercarnos a un restaurante, reconocer un objeto, hablar o, desde luego, recordar el rostro de seres queridos que ya no están.

Debido a esta diversidad de funciones, es una gran distancia la que separa la memoria como algo genérico de los detalles sobre su participación extensiva en nuestro comportamiento. Una multitud de preguntas se agolpa en nuestra mente: ¿es todo ello una función única? ¿O se trata de un repertorio de funciones diferenciadas que antes veíamos como una sola? ¿Existe una región del cerebro especializada? Pero si son muchas las memorias, ¿habrá distintas regiones a cargo? ¿Alberga nuestro cerebro representaciones fieles del mundo real como si fuera un museo? Además, las memorias cambian. A veces nos olvidamos de cosas. Otras, evocamos recuerdos con facilidad. A veces nos confundimos.

Estas preguntas y muchas otras se las formularon los científicos que fueron describiendo los tipos de memoria antes siquiera de que existiera un conocimiento fehaciente del funcionamiento cerebral. Con el bagaje del que disponían, crearon la doctrina del conexionismo, según la cual la memoria requería de asociaciones entre los nervios, elementos constituyentes del sistema nervioso, de manera que las nuevas memorias se consolidaban en el cerebro por la vía de establecerse conexiones más sólidas. Pero esta visión del sistema nervioso se sustentaba en la concepción de que era una maraña continua, visión que no se correspondía con la realidad, aunque casaba muy bien con el desarrollo tecnológico de la segunda mitad del siglo XIX cuando la electricidad se veía como una revolución.

Es inevitable mencionar los trabajos de Santiago Ramón y Cajal, quien en aquella época clarificó las características del sistema nervioso. Gracias a él se dilucidó la composición del tejido nervioso y se abrió la era en la que surgió un reto clave: descubrir el funcionamiento de las neuronas para producir los comportamientos que los investigadores estaban describiendo. Pero si los descubrimientos de Ramón y Cajal abrieron la puerta del cerebro, lo que esta escondía era el objeto de investigación más complejo jamás abordado por la humanidad. Desde entonces, el forcejeo para arrancar secretos al cerebro ha sido constante y muchas veces frustrante. Penetrar en una selva con miles de millones de neuronas y billones de conexiones entre ellas es una aventura para espíritus preparados. Cada incógnita desvelada ha marcado hitos más que conquistado metas, porque cada respuesta ha suscitado nuevas preguntas. Así, los progresos en la investigación han cambiado el cariz de los interrogantes: ¿hay un conjunto de células propias de la memoria? ¿Qué elementos forman la traza física de la memoria? ¿Existe un código cerebral? De ser así, ¿hay un código específico para la memoria? ¿Cómo se traduce una experiencia a ese supuesto código neuronal? ¿Cómo se materializa en términos de conducta? ¿Hay diferentes códigos y huellas cerebrales para cada tipo de memoria? El listado de preguntas es interminable, y responderlas podría ser una misión hercúlea. Afortunadamente, el desarrollo de la tecnología ha sido espectacular, permitiendo el acceso a las profundidades moleculares y el avance en la construcción de una teoría general de la memoria. No hay que olvidar que se trata de un esfuerzo propulsado por miles de investigadores. En este camino ha sido de inmensa utilidad la experimentación con animales, jugando un papel singular los experimentos con moluscos marinos. En este momento, los trabajos de investigación cubren la escala animal en la búsqueda de elementos conservados en la evolución que den pistas para la aplicación de técnicas no invasivas en humanos. El impulso ha venido determinado por el ansia de saber, pero no puede dejarse de lado la necesidad de la sociedad de contar con soluciones a problemas urgentes como las enfermedades neurodegenerativas, un azote tanto desde la perspectiva del sufrimiento humano como de los costes asociados al envejecimiento de la población.

Después de décadas de explotación de las tecnologías que actualmente denominamos convencionales y que han aportado progresos espectaculares, hoy nos adentramos en la maduración de nuevas tecnologías emergentes que recogen el avance de las técnicas de neuroimagen y de mapeo cerebral, de la combinación de las técnicas de biología molecular con los progresos ópticos (optogenética) y de la construcción de interfaces neurales. Estas nuevas tecnologías convergen según un enfoque que aúna la nanotecnología, la biotecnología, la informática y la ciencia cognitiva, lo que está propiciando un salto cualitativo en la superación de las limitaciones en la resolución temporal y espacial de las técnicas convencionales. Con ello se está abriendo el camino a la comprensión de la conexión entre la estructura (componentes) y la función (memoria) de los distintos niveles, desde el celular y el molecular hasta el conductual.

El progreso en el campo de la memoria está proporcionando un conocimiento acumulativo en el que los avances que esperamos en los años venideros siguen y seguirán refiriéndose a los modelos descritos en los albores de la era moderna del conocimiento. La observación del científico ruso Ivan Pavlov de que un perro podía aprender a salivar al escuchar el sonido de una campana condujo a comprobar el estado de las conexiones neuronales cuyo refuerzo podía dar lugar a tal conducta aprendida. Las tecnologías convergentes buscan ver, en el sentido más literal de la palabra, cómo se refuerzan estas conexiones para dar lugar a la conducta. Y también pretenden averiguar dónde se producen esos cambios, si hay distintas regiones cerebrales implicadas, los circuitos activos en ellas y su interconexión; en definitiva, el cerebro en acción durante el aprendizaje y su expresión en la forma de conducta aprendida. Se busca, pues, la visión dinámica y panorámica en las dos direcciones, transversal y vertical: transversal en el sentido de entender cómo se modifican los distintos niveles orgánicos, las moléculas, las células, los circuitos neuronales, las regiones cerebrales, el cerebro como estructura integral y la conducta; vertical, desde las moléculas al cerebro.

De esta forma se ha establecido un hilo conductor del progreso en el conocimiento sobre la memoria cuyo hilvanado ha venido de la mano del desarrollo tecnológico, siendo cada vez más dependiente del mismo. Es un tópico que el cerebro es el enigma de mayor complejidad al que se enfrenta la humanidad. No carece, pues, de lógica que la humanidad tenga que apoyarse en la palanca de la tecnología para desvelarlo, como es igualmente esperable que en momentos de convergencias disruptivas, como el que vivimos hoy, podamos esperar avances cualitativos. A lo largo de este libro analizaremos los avances de la memoria como una flecha en proceso de extrema aceleración, de la cual esperamos que nos conceda el privilegio histórico de presenciar su impacto en la diana.

La caja negra de la memoria

Escribía Marcel Proust que «los momentos del pasado no permanecen parados; retienen en nuestra memoria el movimiento que los arrojó hacia el futuro». El novelista que tanto indagó en la experiencia humana de la memoria sabía que nuestros recuerdos no son archivos fosilizados, sino que más allá de ser lo que somos, son también lo que seremos. La memoria es, pues, mucho más que la capacidad de recordar. Y aunque esta es la concepción más generalizada, esta visión elude la consideración de varias de sus vertientes no menos importantes y que se vienen poniendo de manifiesto a medida que se han materializado los progresos científicos. No menos relevante es una comprensión amplia de la memoria cuando se profundiza en sus derivaciones en procesos patológicos, donde los déficits pueden ser elementos clave en el diagnóstico y en el estudio de opciones terapéuticas para paliarlos y, si es posible, sanarlos. Adicionalmente, una línea de investigación muy relevante en la actualidad es la de la implementación de sistemas artificiales que incorporen la capacidad de aprender, sistemas que en un futuro no lejano deberían beneficiarse de la bioinspiración, en el sentido de impregnarse de las enseñanzas de la evolución que han invertido millones de años de ensayos naturales para mejorar la adaptación de los seres vivos al medio, y que dotan a los sistemas biológicos de unos niveles de eficiencia superiores a los de las máquinas actuales más dotadas.

A partir de lo anterior, puede aceptarse la concepción generalizada de que la memoria es la función cerebral que nos permite recordar eventos acontecidos. Por tanto, es el resultado de la experiencia. Y los procesos mediante los cuales se almacenan esas memorias reciben el nombre de aprendizaje, aunque con alguna frecuencia se utilizan los términos memoria y aprendizaje como sinónimos. Sin embargo, esta generalización es poco compatible con los avances científicos que se vienen desarrollando durante los dos últimos siglos y que desembocan en escenarios inimaginables años atrás, muchos aún en fase de ser comprendidos, que constituyen los actuales retos de la memoria.

La memoria no es una función en sí, sino un estado de la función cerebral que se extiende a una multiplicidad de regiones cerebrales y que penetra en prácticamente todo nuestro comportamiento, entendiendo por tal nuestra conducta observable. A partir del momento en que el sistema nervioso empieza a desarrollarse en el feto y deviene en funcional, se encuentra expuesto a la interacción con el ambiente, a la experiencia, lo que se traduce en procesos de aprendizaje. Veremos en el próximo capítulo una relación de conductas, muchas de ellas que se ejecutan irreflexivamente, que se sustentan en la memoria, aunque no nos demos cuenta. Desde la acción de beber de un vaso a la de hablar, que parecen naturales, están impregnadas de memorias, en tanto ni un vaso, ni las palabras, existen predefinidos por nuestra genética y, por tanto, requieren un aprendizaje. ¿Qué separa a la memoria del resto del funcionamiento cerebral normal? La respuesta se da por exclusión: no son parte de la memoria los circuitos cerebrales que no puedan ser modificados por el aprendizaje. Este es un aspecto importante, porque los circuitos modificables por el aprendizaje tienen la propiedad de adaptarse, algo que no ocurre en los que están determinados genéticamente a permanecer inalterables.

Pero la comprensión de la memoria irrumpe también en el debate fieramente vigente sobre los límites de la inteligencia artificial. ¿Podrán las máquinas ser autónomas y reemplazar o incluso desplazar al hombre?

Consideremos un escenario hipotético: si nuestro cerebro está constituido por moléculas (proposición que puede considerarse necesariamente aceptable) que subyacen al procesamiento de la información desde nuestros órganos sensoriales hasta la producción de respuestas, y asimismo aceptamos que nuestra conducta se modifica por la experiencia (proposición también necesariamente aceptable), podremos concluir que esa modificación (memoria) determinará nuestra conducta. Y que por tanto estará basada en el procesamiento realizado por las moléculas implicadas, que no pueden hacer otra cosa sino seguir las leyes de la física y la química. Por las mismas razones, si se pueden replicar tecnológicamente los elementos de procesamiento, chips en vez de neuronas, podría haber máquinas que no solo repliquen nuestra conducta, sino que se autoprogramen en función de la experiencia (memoria), proyectando la misma impresión de inteligencia que nosotros argumentamos tener. En múltiples ocasiones se ha planteado: ¿qué es lo que nos hace humanos? Y la respuesta está en la plasticidad neuronal para modificar nuestras conductas, que nos proporciona una ventaja adaptativa para acomodarnos al ecosistema, y una herramienta para modificarlo a nuestra medida frente a las restricciones del resto de especies, cuyo repertorio comportamental está mayoritariamente determinado por su genética. Y esa plasticidad neuronal, subyaciendo al comportamiento, es precisamente la base de la memoria.

Pero no hay cara sin cruz, y la ventaja que nos confiere la plasticidad que ha determinado la primacía del hombre en la Tierra impone vulnerabilidades. No hay evidencias de enfermedad de Alzheimer o de esquizofrenia en animales desarrollados en entornos naturales; son trastornos que parecen ser específicamente humanos. Los humanos padecemos enfermedades como la de Alzheimer, marcada por la memoria, donde desaparece la memoria declarativa —aquella en la que se almacena información de hechos que suceden o se aprenden a lo largo de la vida— y se desestructura el yo de la persona; o la esquizofrenia, marcada por las alucinaciones, donde se desestructura la percepción de la realidad y se construyen mundos desconectados de una memoria coherente. Tenemos capacidades que nos diferencian y distancian de otras especies, pero que implican vulnerabilidades, nuevos nichos para el desarrollo de enfermedades antes desconocidas.

Cuando, hace un siglo, la esperanza de vida de las personas era de cuarenta años, como sigue siéndolo en los países en desarrollo, la incidencia de la enfermedad de Alzheimer era anecdótica. Pero es una enfermedad que se asocia a la edad, y cuando la esperanza de vida supera los ochenta años pasa a tener muy alta prevalencia. En Japón, la población con mayor esperanza de vida, se estima que en 2050 la atención a la enfermedad de Alzheimer consumirá el total de los recursos del sistema de salud de ese país. Es este, por tanto, un reto urgente del estudio de la memoria que discurre paralelo al avance del conocimiento en esta área de la neurociencia.

Inevitablemente, el reto anterior nos conduce al siguiente: cuando la memoria se desestructura, lo hace la cognición de la persona; el «yo» se difumina. Un «yo» que viene determinado por nuestra experiencia acumulada, el conjunto de nuestras experiencias y vivencias, y que a su vez determina nuestro afrontamiento de la realidad presente y nuestra capacidad de anticipar el futuro, de predecir la probabilidad de que algo suceda. Con frecuencia se ignora esta faceta predictiva (hacia el futuro) de la memoria, que es al menos igual de relevante que la de recordar (hacia el pasado), y que, como veremos más adelante, tuvo su punto de partida con el descubrimiento del científico ruso Ivan Pavlov, quien puso de manifiesto cómo el aprendizaje asociativo permite el establecimiento de relaciones causa-efecto de carácter predictivo que nos permiten anticipar respuestas a sucesos probables; siendo, naturalmente, menos probable una predicción cuanto más alejada del momento se encuentre. Esta doble vertiente de la memoria explica que regiones dispares del cerebro se encuentren involucradas: aquellas que participan en la adquisición de los recuerdos y aquellas que tienen un papel mayor en la planificación estratégica.

DEL ALMA A LA NEUROCIENCIA

De los párrafos anteriores podemos intuir que la memoria es un estado del cerebro determinado por la experiencia, que radica en distintas regiones cerebrales densamente interconectadas e interaccionando dinámicamente para dar lugar a nuestro comportamiento. En la actualidad, disponemos de un cuerpo amplio de doctrina, cuyas bases neurofisiológicas se describen en las próximas páginas y que concretaremos en el tercer capítulo, pero este conocimiento es reciente; con anterioridad a disponer de la tecnología necesaria, los humanos intentaron adentrarse en su comprensión, inicialmente desarmados por prejuicios y únicamente armados con la capacidad de observar.

Suele decirse que la historia nos ayuda a comprender el presente. Es cierto a veces, pero otras nos instala prejuicios que primariamente se manifiestan en el lenguaje. De forma cotidiana manejamos el concepto memoria como se ha venido usando durante siglos. Evidentemente no se ocultaba a nuestros antecesores que el hombre podía recordar, y a eso lo llamaban memoria