Cerebro y ordenador. Índice y primeros capítulos disponibles

Los primeros capítulos de Cerebro y ordenador están disponibles gratuitamente en la página de Ediciones Tagus La Casa del Libro.
A continuación tienes el índice que de una idea bastante clara del contenido del libro.

       

ALFA
NEUROCIENCIA

          Historia de la neurociencia
                    Dualismo mente-cuerpo
                    Nature vs. nurture. Herencia y ambiente
                    Localización de las funciones cerebrales

                    La doctrina de la neurona

          Neuroimagen
                    Leer la mente
                    Técnicas de neuroimagen
          Modelos animales
          Niveles de organización
          Genética
          La neurona
                    Membrana celular, canales iónicos y potencial de acción
                    Sinapsis
                    Integración de la señal nerviosa
                    Materia gris y materia blanca
                    El lenguaje de las neuronas
          Redes
                    Las tareas del cerebro
                    Reflejo rotuliano
                    La columna neocortical
                    Principios de organización cortical
                    Redes de gran escala
                    Conectoma
          El cerebro
                    Tamaño del cerebro y neuronas excedentes
                    Estructura del sistema nervioso
          Los límites del cerebro
                    La evolución del cerebro
                    La corteza frontal es a la vez muy versátil y muy ineficiente
                    Límites físicos
          Plasticidad del cerebro
                    Desarrollo del sistema nervioso
                    Génesis y muerte neuronal
                    Ventanas de maduración
                    Las cuatro erres
                    Memoria
                    Memoria implícita
                    Memoria de trabajo (working memory)
                    Memoria explícita
                    Olvido y fabulación
          Funciones cerebrales
          Visión
                    Topografía
                    Jerarquía
                    Qué y dónde
                    Reconocimiento de caras
                    Movimientos de los ojos
          Movimiento
          Motivación, emoción y felicidad
          Lenguaje
                    Audición
                    Características del lenguaje
                    Las lenguas
                    La sordera
          Música
                    Genes o cultura
                    ¿Son tan distintas las músicas?
                    Psicología de la música
          La mente de los otros
                    Teoría de la mente
                    Las neuronas espejo
                    Apego moral y empatía
                    Juicio moral
          El cerebro coherente
                    El yo
          La enfermedad mental
          La conciencia
                    Los filósofos de la mente
                    La introspección
                    El acceso a la conciencia
                    Procesos conscientes e inconscientes
                    Espacio de trabajo global
                    Otras consideraciones

PROCESAMIENTO DE LA INFORMACIÓN

          El mayor invento de la humanidad
          Tecnología de procesadores
                    Arquitectura Von Neumann
                    Funcionamiento de un ordenador
                    Distintos niveles de memoria
                    Chips, procesadores, cores, multicores y multihebra
                    Nanómetros, gigahercios y transistores
                    Futuro de los ordenadores. Ley de Moore
                    Chip neuromórfico
          Procesamientos secuencial y paralelo. Multitarea
                    Tareas
                    Ordenadores
                    Cerebro
          Cerebro y ordenador. Semejanzas y diferencias
                    Memoria de trabajo (working memory), RAM y biblioteca
                    Procesamiento de la información
                    Los ordenadores actúan como los humanos
                    Fuerza bruta
                    El problema del sustrato
                    Diferencias como sistema
          Superordenadores
          Inteligencia artificial
                    «Imitación funcional» frente a «simulación»
          Imitación funcional
                    Deep Blue vs. Gary Kasparov
                    El ordenador Watson en el concurso de TV Jeopardy
                    Teléfonos inteligentes
          Simulación del cerebro
                    La utilidad de los modelos
                    Modelos de neurona
                    Human Brain Project (Proyecto Blue Brain)
                    Cognitive computing
                    El cerebro es un simulador
                    Robot humanoide
          Singularidad
                    ¿Cuándo se simulará el cerebro?

TEST DE TURING

          Test de Turing
          Test de Turing para tareas
          Los ordenadores superan el test de Turing en muchas tareas
          Retos de futuro

INTERFAZ CEREBRO-ORDENADOR

          BCI
          Tecnologías usadas por BCI
          Campos de aplicación
                    Miembros amputados
                    Silla de ruedas controlada por la mente
                    Activación muscular en lesiones nerviosas
                    Implante coclear y retiniano
                    Funciones mentales superiores
                    Otras aplicaciones

CEREBRO Y ORDENADOR. OTRAS IMPLICACIONES

          Economía
                    Sesgos cognitivos
                    Empleo
          Libre albedrío
                    Nos sentimos libres
                    Implicaciones difícilmente asumibles
                    La neurociencia ayuda, pero no da una respuesta
                    El libre albedrío no existe
                    Es un problema del dominio de la filosofía
          Neurociencia, leyes y tribunales
                    La memoria de los testigos
                    El escáner cerebral
                    El cerebro criminal, adolescente o adicto
                    El libre albedrío
                    Ética para robots
          Internet cambia nuestra mente
                    El recuerdo y la búsqueda
                    La multitarea y la concentración
                    Nos interesa lo novedoso
                    ¿Es esto malo o bueno?
          Ciencia ficción
          Dos gigantescos proyectos de comprensión del cerebro

OMEGA
APÉNDICE

          Breve historia de la neurociencia
          Neuroimagen
                    Implantación de electrodos intracraneales
                    Electroencefalograma (EEG) y magnetoencefalograma (MEG)
                    Resonancia magnética (MRI)
                    Resonancia funcional magnética (fMRI)
                    Diffusion tensor imaging (DTI), conectoma
                    Reconstrucción 3D de series de imágenes de microscopio
                    Lesiones cerebrales
          Genética
                    Optogenética
                    Genomas animales
          La neurona
                    La neurona en cifras
                    Estructura de la neurona
                    Membrana neuronal
                    Potencial de acción
                    Receptores sinápticos
          Redes
                    Redes de gran escala
                    Conectoma
          El cerebro
                    El cerebro en cifras
                    Estructura del sistema nervioso
          Plasticidad del cerebro
                    Desarrollo del sistema nervioso
                    Mecanismos celulares, moleculares y genéticos de la memoria implícita
          Visión
                    La visión en cifras
                    La retina
                    El córtex visual
                    Qué y dónde. Vías magnocelular y parvocelular
          Movimiento
          Cerebro y ordenador. Semejanzas y diferencias
                    Diferencias de arquitectura y funcionamiento
          Simulación del cerebro
                    Cognitive computing

Cerebro y ordenador. ¿Mundos convergentes? Ya está a la venta el libro.

Hoy 27 de septiembre se ha puesto a la venta mi libro. Se titula:

Cerebro y ordenador. 

¿Mundos convergentes?

Después de varios años publicando en este blog y en otros, decidí escribir a un libro cuyo título, Cerebro y ordenador, deja bien a las claras la intención del mismo.

Ha sido publicado en formato digital por Ediciones Tagus de la Casa del Libro perteneciente al grupo Planeta.

A continuación tienes el capítulo introductorio. En el blog Cerebro y ordenador comentaré noticias sobre el libro.

Es todo un orgullo haber recorrido este camino y ponerlo a tu disposición. Te animo a leerlo y a que disfrutes con su lectura.

El cerebro es un órgano fascinante. Encerrado en un volumen de un litro y medio se encuentra una de las realidades más complejas que conocemos. Ochenta y cinco mil millones de células nerviosas llamadas neuronas, conectadas entre sí por 450 billones de uniones conocidas como «sinapsis» son la base de la que emerge un rico conjunto de funciones mentales que denominamos con el término «conducta». Los números del cerebro son mareantes y retan a los más complejos ordenadores. No menos desafiantes son las funciones mentales, una de las cuales, la conciencia , ha centrado el debate filosófico durante siglos. A día de hoy, no sabemos siquiera cómo plantear su explicación ni su existencia.

Es un lugar común decir que no sabemos nada del cerebro. No es cierto. Conocemos mucho, y el último siglo ha sido muy fructífero. Tenemos una idea clara de su elemento constitutivo, la neurona. Sabemos mucho de las moléculas y la bioquímica que soportan los fenómenos nerviosos. El auge de la genética nos ha permitido comenzar a comprender cómo se forman y trabajan dichas moléculas y cómo intervienen en la conducta. La genética también ha dado paso a la ingeniería genética que, con técnicas semejantes a cortar y pegar, ha permitido experimentos muy controlados que han hecho que avance la neurociencia.

Conocemos mucho del cerebro y sin duda ignoramos también mucho. En los campos citados del funcionamiento de la neurona y las bases moleculares y genéticas queda mucho por hacer; y en un tema poco abordado hasta el momento: la conectividad. El cerebro es una gigantesca red. Cada neurona, cada sinapsis cuenta. Hasta la fecha teníamos una mínima idea de la anatomía del cerebro; qué áreas existen y para qué sirven. Esto es claramente insuficiente. El mapa completo de las conexiones, la descripción exacta de los circuitos, es imprescindible para conocer el cerebro. Llamamos a este mapa de conexiones «conectoma» y nuevas herramientas nos están ayudando a descubrirlo.

Los ordenadores tienen apenas medio siglo. En este tiempo han evolucionado de forma sorprendente y están cambiando nuestra vida. De gigantescos aparatos destinados a la contabilidad empresarial hemos pasado a pequeños teléfonos inteligentes conectados con superordenadores que nos traen la información actualizada del mundo a la punta de nuestros dedos. Los ordenadores son herramientas básicas para la experimentación y el manejo de los datos que proporciona el estudio del cerebro. Imitan la actividad humana y mejoran nuestro rendimiento en un número creciente de tareas. Son procesadores de información y, como tales, se asemejan al cerebro y permiten una fructífera comparación entre ambos. En último extremo, la simulación completa del cerebro en un ordenador es el propósito de varios esfuerzos científicos.

El objetivo de este libro es exponer el estado de la neurociencia y el desarrollo de los ordenadores y realizar una comparación entre ambos. No es, sin embargo, mi intención una presentación detallada de ambas áreas. Existen voluminosos manuales de neurociencia y exhaustivas guías sobre ordenadores y tecnología. De la rica variedad de funciones cerebrales he escogido solo algunas que me parecen propicias para ser comparadas con los ordenadores. 

Algún capítulo puede resultar complejo, especialmente en la sección de neurociencia. Si así te lo parece, te animo a seguir. Tras un capítulo complicado suele seguir uno sencillo. Los capítulos pueden ser leídos también individualmente. Para permitir una lectura más ágil, he situado en el apéndice final algunas explicaciones más técnicas para quien desee profundizar en la materia. 

Considero el libro como una opinión fundada. En todo momento, a veces de forma explícita y otras no, expreso mis opiniones, siempre basadas en datos.

El libro tiene cinco secciones. La primera versa sobre neurociencia y en ella se explican los principios generales del funcionamiento del cerebro, así como algunas funciones en particular. La segunda sección trata sobre el procesamiento de la información. Explica cómo funcionan los ordenadores y entra en el asunto en cuestión: el cerebro como procesador de información y su comparación con los ordenadores, la inteligencia artificial y la simulación del cerebro. En la tercera sección se enumera el conjunto de tareas en las que los ordenadores están superando el test de Turing, es decir, mejorando el rendimiento humano. La sección cuarta es una relación de las prometedoras técnicas de «interfaz cerebro-máquina» (BCI por las siglas en inglés de brain computer interface). Estas técnicas están ayudando a muchas personas con amputaciones y déficits cognitivos. La última sección aborda otros aspectos como la economía, el empleo, los tribunales o el libre albedrío.

Este libro es a la vez actual y obsoleto. Está anticuado ahora que lo lees, lo estaba cuando llegó a tus manos e incluso cuando lo escribí. La velocidad de actualización de determinadas áreas es semanal. Si bien no existen descubrimientos neurocientíficos que cambien el panorama radicalmente, en el mundo de los ordenadores las noticias son constantes. En otros aspectos como los filosóficos, los problemas existen desde hace siglos. He procurado dar una idea lo más perdurable posible, pero es inevitable que algún aspecto haya envejecido prematuramente.

Además de proporcionar información, he procurado plantear algunas preguntas fascinantes. Unas llevan siglos rondando: ¿cuál es la naturaleza de la mente y su relación con el cuerpo? Otras son modernas e igualmente apasionantes: ¿pueden pensar los ordenadores?  No tenemos respuestas definitivas, pero es legítimo hacerse las preguntas y he intentado dar mis respuestas con el deseo de ayudarte a buscar las tuyas.

Entrevista en Radio3 Fallo de sistema. Buscando la inmortalidad

Participo en Fallo de sistema, el programa de Radio3, rtve, que ha emitido su programa nº 100. Se titula Buscando la inmortalidad. Trata sobre el proyecto 2045 del billonario ruso Dmitry Itskov.

Está conducido por Santiago Bustamante e intervengo junto con Juan Lerma (Director del Instituto de Neurociencias de Alicante CSIC-UMH y presidente de la Sociedad Española de Neurociencias) y el periodista Jorge Blaschke. 

En el programa hablamos de la inmortalidad, la conciencia, la inteligencia artificial, los robots y varios otros temas.

Si te apetece escucharlo, abajo tienes dos postcast. El primero recoge el programa emitido. El segundo, titulado ¿Un cerebro en una cubeta? es la discusión posterior.

Fallo de sistema - Episodio 100: Buscando la inmortalidad: avatares - 15/09/13

• Fallo de sistema - Episodio 100: Buscando la inmortalidad: avatares - 15/09/13

Fallo de sistema - Episodio 100-1: ¿Somos un cerebro en una cubeta? - 15/09/13

• Fallo de sistema - Episodio 100-1: ¿Somos un cerebro en una cubeta? - 15/09/13

Billonario ruso busca la inmortalidad

Suena cómico, pero es cierto. Dmitry Itskov, un billonario ruso quiere que los billonarios de todo el mundo aporten fondos para lograr la inmortalidad.

La inmortalidad es un sueño tan antiguo como la misma humanidad. Muchas religiones lo han ofrecido de una u otra manera: síguenos y serás inmortal. Tu alma migrará a otro cuerpo o más sencillamente resucitarás una vez muerto, como postula la religión católica. Pero nadie había explicado cómo, más allá de la creencia y la fe. Ahora Itskov se lanza a ello.

Ha establecido un proyecto llamado la Iniciativa 2045. En su página explica cuales son los pasos y lo que podemos esperar. Más pintoresco aún es pedir la solidaridad del resto de billonarios del mundo: Billonarios del mundo, unios.

Los pasos son los siguientes. Avatar A, en el que una copia remota de un cuerpo humano es controlada por el cerebro via BCI. Avatar B: se trata de un avatar en el que se trasplantará el cerebro humano al final de su vida. Avatar C: un avatar con un cerebro artificial al que se trasplantará la personalidad humana al final de su vida. Avatar D: un holograma.

Claro que surgen algunas pequeñas dudas además de la falta completa de encaje con el estado actual de la ciencia. En el caso de la religión católica, la resurrección es en cuerpo y alma. Digamos que estamos muy pegados al cuerpo, somos nuestro cuerpo y la simple resurrección del alma era poco sugerente. De modo que debía ser completa. La religión no explicó con qué cuerpo resucitaríamos: ¿el inmediato anterior a la muerte? ¿el de una persona de 20 años? Itskov tampoco se preocupa mucho de los detalles. ¿Queremos que nuestra mente viva en un avatar sin cuerpo? ¿O que este sea un robot? ¿Un holograma?Detalles al parecer sin importancia, aunque a mí me preocuparían mucho.

No menos sorprendente es la forma de financiar la iniciativa: dirigirse a los billonarios del mundo. Esto resulta doblemente cómico por un sencillo hecho. Itskov tiene 31 años y el resto de los billonarios tiene una media de 60. Es decir, ninguno llegaría a tiempo pero sí el propio Itskov. Y hablando de hechos sorprendentes, ¿cómo puede Itskov ser billonario con 31 años? Recordemos que el muro del Berlín cayó hace 23 años, cuando él tenía 8.

La carta a los billonarios no tiene desperdicio. Dice Itskov:

Honorables empresarios y empresarias, miembros de la lista de de los más ricos de Forbes: la vida humana es única e invaluable. Es sólo cuando la dejamos cuando nos damos cuenta de lo mucho que hemos dejado sin hacer, de que no hemos tenido tiempo suficiente para hacer lo que realmente queríamos o para hacer frente a algo que hemos hecho mal. Todo lo que hemos querido y amado de repente, se convierte en inalcanzable.
Hoy tienes una oportunidad única para cambiar esta situación.

Enternecedor. Toda la vida trabajando para poder ser billonario y al final te mueres. Es profundamente injusto. Lástima que yo no sea billonario para acudir a su llamada. Pero me temo que Itskov morirá sin alcanzar la inmortalidad.

Artículo publicado originalmente en ALT1040

Mi participación en el programa de Radio3 Fallo de sistema el domingo 15-09-13 a las 12

El próximo domingo día 15 a las 12 de la mañana se emitirá en Radio3 Fallo de sistema, programa en el que participo con Juan Lerma (Director del Instituto de Neurociencias de Alicante CSIC-UMH y presidente de la Sociedad Española de Neurociencias) y el periodista Jorge Blaschke. Hablamos de inmortalidad y otros temas en el programa de Santiago Bustamante "Preparados para el cambio"

Electroencefalograma EEG para detectar imágenes del enemigo

Demasiadas imágenes para tan pocos ojos. Un projecto de DARPA (Defense Advanced Research Projects Agency) está trabajando en detectar automáticamente imágenes del enemigo a través de las ondas generadas por el electroencefalograma EEG de la persona que las observa.

DARPA es una agencia estadounidense que invierte en investigación básica para luego trasladar los resultados al campo militar. El proyecto conectoma humano está financiado por DARPA. La creación de un chip bioinspirado también. En el presente proyecto se trata de resolver un problema. Los satélites toman demasiadas imágenes. Tantas que no pueden ser procesadas a tiempo. Muchas de ellas no las ve nadie. Un ejercito de personas es necesario para encontrar señales del enemigo entre tanta información visual.

El programa se llama NIA (Neurotechnology for Intelligence Analysts). En 1995 cientos de analistas se enfrentaban a pilas de imágenes por satélite en busca de rastros humanos: líneas de comunicaciones, edificios, campamentos o señales de presencia humana. Conapenas unos pixels, los analistas podían detectar estos rastros, como los que condujeron a la detección de misiles rusos en Cuba que condujo a la crisis de los misiles y que puso en alerta al mundo entero. En 2001 un comité del Congreso emitió un comunicado de reproche por la poca eficiencia del tratamiento de las imágenes.

En los años 30, Hans Berger comenzó a usar el EEG en personas. El EEG mide la respuesta agregada de millones de neuronas. Es sencillo de usar, no es invasivo y es barato. Basta con colocar un casco con electrodos sobre la cabeza. La resolución temporal es muy buena, del orden del milisegundo. La resolución espacial es, por el contrario, bastante baja. Solo unos pocos electrodos fuera de la cabeza miden la actividad de todo el cerebro. No obstante, un buen número de ondas cerebrales han sido identificadas. Las más notables corresponden con el sueño profundo, superficial, estar despierto o muy alerta. Son las ondas alfa, beta, gamma…

Una señal muy importante es la llamada P300. Es una señal inconfundible que ocurre 300ms después de que aparece un estímulo que el sujeto estaba esperando. Un estímulo visual puede reconocerse si se presenta en menos de 50ms, pero el proceso mental que lleva a hacerlo consciente requiere un tiempo. Finalmente, después de 300ms el cerebro en conjunto se activa en lo que podemos llamar conciencia. De modo que P300 es el potencial generado en el cerebro 300ms después de presentado un estímulo al sujeto que llega a hacerse consciente. P300 es muy poco manipulable por el sujeto de modo que la respuesta es universal y fiable.

Los ordenadores realizan muchas de las funciones que antes estaban reservadas a humanos. En concreto el análisis de las ondas generadas por EEG es complejo. El estudio automatizado de dichas ondas por parte de un ordenador es vital. En el otro lado del problema, la detección de estructuras por ordenador es útil, pero queda muy por debajo de la capacidad de proceso del cerebro humano. De modo que la combinación de todo ello puede conducir a una mejora sustancial del proceso. He aquí como funciona.

Unos ordenadores hacen una selección previa de las imágenes del satélite. Estas imágenes se pasan a los analistas. Los analistas tienen un casco EEG que registra sus ondas cerebrales. Por la pantalla del ordenador pasan las imágenes seleccionadas. Los analistas no hacen nada; no aprietan un botón o dicen algo. No es necesario. Cuando detectan una estructura que pueda asemejarse a una instalación enemiga, un estímulo que estaban esperando, su cerebro emite una onda P300 recogida por el EEG y la imagen es seleccionada para un procesamiento posterior más detallado.

¿Cuántas imágenes puede procesar cada analista? Existen muchos experimentos de la Psicología de la Atención que han versado sobre ello. En el caso del que hablamos la frecuencia se estableció en 20 imágenes por minuto, 3s por imagen. Una velocidad enorme. No es posible mayor velocidad porque debajo de un umbral, cada imagen enmascara a la anterior. De modo que el analista se convierte en un mero procesador visual.

La señal P300 también ha sido usada en otros dispositivos. Uno muy conocido es la silla de ruedas controlada por la mente para personas altamente discapacitadas. Una pantalla montada sobre una silla de ruedas robotizada muestra flechas con direcciones. Cuando la aparece la flecha con la dirección a la que el sujeto quiere dirigirse, su cerebro emite un P300, el ordenador lo detecta y encamina la silla hacia ese punto.

El EEG es una técnica desarrollada hace muchos años que hoy sigue teniendo novedosas aplicaciones.

Artículo publicado originalmente en ALT1040

Un dedo es mejor señal de tráfico que una flecha

En un estudio realizado por las universidades de Exeter y Lincoln y publicado en la revista Perception queda patente que usar señales como dedos y ojos es mucho más efectivo que flechas o palabras.

El exitoso broker de bolsa, Sherman McCoy, arruina su vida en La hoguera de las vanidades, excelente novela de Tom Wolfe, cuando toma una desviación equivocada y en lugar de llegar a su lujoso apartamento neoyorquino aparece con su flamante coche en un peligroso barrio del sur del Bronx.

Las señales de tráfico son muy importantes y conducen a un enorme número de errores. Señales que aparecen y luego no se ven durante varias desviaciones, signos que se encuentran después de la desviación, enormes carteles o árboles que tapan las indicaciones o auténticas enciclopedias verticales de larguísima lectura son algunos de los innumerables obstáculos que se suman a la ya difícil tarea de conducir. Parece que el asunto haya quedado en manos de los ingenieros y los especialistas en la mente no tengan nada que decir. Pero no es así.

En el estudio mencionado se usaron técnicas clásicas de medición de la atención. Una de las muchas técnicas que se usan mezclan estímulos que deben de ser atendidos con otros que deben de ignorarse. Es el presente caso. Lo que al final se mide es el porcentaje de aciertos o el tiempo de respuesta. Cuanto más confuso el conjunto de estímulos, más se demora la respuesta.

Se pidió a los participantes que mirasen en la dirección contraria a un punto que aparecía en la pantalla. Si aparecía a la izquierda, debían de mirar hacia la derecha y viceversa. Además se les indicó que aparecerían otros estímulos como flechas, dedos, ojos o las palabras izquierda y derecha. Los participantes debían de ignorar estos estímulos y centrarse en la tarea del punto. Un dispositivo registraba la dirección de sus ojos mientras realizaban las pruebas.

El resultado fue que estímulos distractores como las flechas o las palabras izquierda y derecha no tenían ningún efecto de distracción. En cambio, los dedos apuntando o los ojos mirando distraían mucho a los sujetos.

Notablemente, fueron solo las pistas biológicas, los ojos mirando o los dedos señalando, los que que tuvieron efecto. Las señales de tráfico como las flechas y las palabras no influyeron en absoluto. Más aún, los ojos y los dedos afectaron los tiempos de reacción de los participantes aunque solo aparecieran una décima de segundo.

Mientras dure el tiempo en que los humanos realicemos la complicada tarea de conducir yno seamos sustituidos por máquinas, los ingenieros deberían de dar paso a los psicólogos a la hora de colocar las señales de circulación.

Artículo publicado originalmente en ALT1040

¿Experiencias cercanas a la muerte en ratas?

Un estudio ha investigado el comportamiento cerebral en ratas después de la muerte clínica. Ha encontrado signos de actividad durante 30 segundos. ¿Tiene esto que ver con las experiencias cercanas a la muerte que narran muchas víctimas de ataques cardíacos?

El estudio ha suscitado polémica porque las experiencias cercanas de la muerte ECM siempre van acompañadas de un gran escepticismo científico. En este caso, el estudio realizado con ratas es un estudio científicamente controlado del que se pueden sacar algunas conclusiones.

Un mamífero se considera clínicamente muerto cuando su corazón ha dejado de latir y no fluye sangre por sus venas. En 2007, científicos de la Universidad de Michigan estaban investigando la actividad cerebral en ratas que habían sufrido un ataque cardíaco. Tres de ellas murieron durante la noche y los científicos descubrieron con sorpresa que su actividad cerebral se había incrementado después de la muerte. De modo que se pusieron a investigar.

El equipo implantó electrodos en los cerebros de nueve ratas para medir las ondas cerebrales, alfa, beta, gamma... Sedaron y anestesiaron a las ratas y les suministraron una inyección letal que paró sus corazones. 

El resultado de la medición fue que, en efecto, algunas de las ondas cerebrales aumentaron su fuerza durante un breve periodo. Estas ondas llamadas gamma se sincronizan y ponen en contacto grandes y remotas zonas del cerebro. Parece que el objetivo es coordinar una respuesta global del cerebro ante determinadas situaciones. A las ondas gamma también se les atribuye una gran responsabilidad en la conciencia.

De modo que el resultado es que las ratas tuvieron una cierta actividad cerebral durante unos 30 segundos después de la muerte. A partir de aquí se abre el terreno para las elucubraciones.

Cerca de un quinto de las personas que sufren ataques cardíacos y sobreviven narran experiencias cercanas a la muerte. Los pacientes relatan estas experiencias como más reales que la realidad. Hace unos meses, un neurocirujano escribió un libro al respecto. El Dr Eben Alexander sufrió una meningitis y durante el tiempo en el que estuvo en coma vivió este tipo de experiencias. Con ello escribió un libro, Prueba del Cielo, que se ha convertido en un Best Seller durante 35 semanas y ha vendido más de dos millones de copias. El problema del Dr Eben Alexander no es que relatara su experiencia, sino que aprovechó su condición de neurocirujano para dar un apoyo científico a sus vivencias del todo subjetivas.

El estudio de las ratas sugiere algunas reflexiones. La muerte es un proceso. No es un momento, antes del cual estás vivo y después muerto. Eso sí, es bastante rápido. Pero no tan rápido para que todo suceda a la vez. Puede haber múltiples explicaciones al aumento de la actividad cerebral. Una muy lógica supone que es una respuesta del cerebro, una gran alarma que activa todos los circuitos para salvarse de la muerte mientras queda energía. Otra respuesta neurofisiológica más prosaica dice que la falta de oxígeno y glucosa estimula la actividad cerebral durante unos instantes.

Siempre habrá alguien como el Dr Eben Alexander que aproveche la ocasión para contarnos una milonga y vender millones de libros. Lo cierto es que no es ético investigar con personas para ver cómo se mueren. Por ello, investigaciones como la presente son fundamentales para comprender como nos llega la muerte.

Aplicaciones móviles para los bonobos Kanzi y Teco

El uso de los nuevos dispositivos como los teléfonos móviles o las tablets ha supuesto una revolución para el público en general. También para las personas con discapacidades. Ahora se ha revelado una herramienta fundamental en el estudio de las habilidades cognitivas de los grandes simios. Un grupo de bonobos es capaz de manejar un lenguaje de hasta 600 palabras mediante el uso de ingeniosas aplicaciones.

Miles de aplicaciones están disponibles para nuestros teléfonos. Más allá del público general, se están creando aplicaciones para personas con discapacidad como la usada para ayudar a un niño a hablar.

Los bonobos son grandes simios primos de los chimpancés. Recientemente se ha descifrado su genoma, el último que quedaba de los grandes simios tras el chimpancé, el gorila y el orangután. Apenas quedan 50.000 ejemplares en libertad, todos en la República Democrática del Congo. Los bonobos son muy sociables y establecen una buena relación con los humanos.

El estudio del lenguaje en los animales y en concreto en los monos ha sido de gran interés desde hace décadas. Pero siempre han existido importantes problemas. Uno de ellos es el llamado efecto Clever Hans, llamado así por el nombre de un caballo con sorprendentes habilidades como sumar y restar o hablar alemán. Con el tiempo se demostró que en realidad Clever Hans era muy listo, pero no sumaba o restaba, sino que atendía a las pistas inconscientes de su domador. Con los simios se produjeron problemas similares y era difícil saber si manejaban el lenguaje o respondían a pistas proporcionadas por sus cuidadores.

El otro problema fundamental para el estudio del lenguaje en los monos es que estos carecen de los órganos apropiados de fonación humanos. No pueden hablar lo que no significa que no puedan manejar el lenguaje.

Según el prestigioso lingüista Noam Chomski, el lenguaje tiene una parte innata y otra adquirida. Es innato el cableado cerebral para el lenguaje. Es adquirida la lengua concreta que hablamos. Si un niño no recibe estimulación lingüística en su infancia nunca hablará bien. Por el contrario, cualquier niño puede aprender cualquier lengua que escuche en su infancia.



Los nuevos dispositivos como las tabletas han permitido solventar los dos problemas. Por un lado proporcionan una herramienta de comunicación a los monos que les libera de la palabra hablada. Por otro permiten una medición precisa de sus auténticas habilidades más allá de subjetivas interpretaciones.

El grupo de bonobos del Bonobo Hope Great Ape Trust Sanctuary ha demostrado unas sorprendentes habilidades lingüísticas. Manejan una ingeniosa aplicación sobre tabletas que se basa en lexicogramas. El animal toca un símbolo en la pantalla y aparece una imagen a la vez que se oye su sonido en inglés. En 1971 se comenzaron a usar los lexigramas. Inicialmente se usaban 120 símbolos. Con el tiempo se aumentó la cifra hasta 384 y ahora hasta 600. Además se usa una pantalla táctil en lugar de teclado y la pantalla es inalámbrica, permitiendo una gran movilidad.

Kanzi es uno de ellos que llegó a hacerse famoso porque ha tocado el piano con Paul McCartney y Peter Gabriel. Reconoce más de 500 lexigramas que usa para pedir cosas, responder preguntas y hacer pequeñas frases. Conoce miles de palabras habladas.

Escrita en Java, la app es barata así como los dispositivos tablets sobre los que corre. Esto es un gigantesco avance sobre los dispositivos anteriores. Ahora es posible también crear lexigramas sobre la marcha para ampliar el vocabulario. Por ejemplo, un bonobo tiene dolor de muelas para lo que aún no hay lexigrama. El experimentador lo escribe y la app crea un lexigrama y lo dice en voz alta de forma que se establece un vínculo entre lo que el animal siente y el nuevo lexigrama.

Nadie enseño el lenguaje humano a Kanzi. Lo aprendió mientras escuchaba a los investigadores enseñarselo a su madre, Matata que nació salvaje. Kanzi aprendió como un niño, escuchando. De pronto los investigadores descubrieron lo que Kanzi había aprendido.

Ahora, el joven Teco, hijo de Kanzi, parece mejor que su padre ya que está inmerso en el lenguaje humano desde recién nacido. Tiene dos años. Es capaz de juntar las palabras en frases, hacer preguntas, bromas y conversar.

Están desarrollando un montón de apps para los bonobos que incluyen juegos clásicos para observar mejor su comportamiento. Incluso un pequeño robot bonobo movido a distancia por los propios animales. Al ser wireless, la observación de las habilidades de los bonobos se realiza en un ambiente completamente irrestricto.

En otro zoo están usando iPad para comunicarse con orangutanes. En el futuro pondrán pantallas interactivas sincronizadas con los iPad para que los visitantes se comuniquen con los orangutanes.


La sencillez y economía de los nuevos dispositivos y aplicaciones está abriendo una puerta al estudio del comportamiento y el lenguaje de nuestros primos, los grandes simios.

Artículo publicado originalmente en ALT1040

Un largo segundo en el cerebro

Millones de acontecimientos ocurren en el cerebro durante un solo segundo. ¿Cómo se las arregla este complejo órgano para ordenarlos y saber lo que sucede antes, después y simultáneamente?

Millones de impulsos llegan al cerebro desde distintos sentidos. Millones llegan incluso desde un sentido como la vista. El cerebro tiene múltiples áreas de procesamiento. En la vista por ejemplo se procesa en centros distintos el color, la forma o el movimiento. Cada impulso recorre un camino diferente al resto. Algunos son más largos y otros son más cortos. Por lo tanto, tardan distinto tiempo en llegar al cerebro. ¿Cómo sabe el cerebro que dos impulsos que sucedieron a la vez pero llegan en distinto momento son en realidad simultáneos?

El cerebro no es una cámara fotográfica. El cerebro construye el mundo, no toma una imagen fija. El ejemplo de la vista es claro. Vemos un auto rojo moverse. No vemos una sucesión de manchas rojas y una sucesión de formas de auto en distintas posiciones. Es lo que se llama la unión de características. El cerebro lo integra todo y vemos un auto rojo moverse.

Engañar al cerebro y crear ilusiones es muy sencillo. Hay muchos ejemplos de ilusiones visuales. También es sencillo crear ilusiones temporales. Ponte delante de un espejo. Mira a tu ojo izquierdo. Luego al derecho. Hazlo tantas veces como quieras y no verás que tus ojos se mueven. ¿Otra ilusión? Se pide a los sujetos que digan cuánto tiempo está presente un círculo en la pantalla. En general la estimación es correcta. A otros se le pide lo mismo con un círculo que se aleja. También estiman correctamente la duración. Ahora el círculo se acerca. Los sujetos interpretan que la duración es mayor. Algo que se acerca es un peligro potencial. En una situación de estrés el tiempo se detiene. Es una ilusión.

El tiempo subjetivo se debe que existen más acontecimientos en el mismo tiempo y eso hace que la duración subjetiva aumente. Es la expansión del tiempo. Con la edad tendemos a comprimir la información. Los hechos no son tan relevantes, ya los hemos vivido antes. Esto produce el hecho de que los niños alargan el tiempo subjetivo y los ancianos lo acortan. Cuando eres niño, echar la vista atrás en un verano divertido hace que parezca eterno.

El cerebro percibe estímulos súmamante breves. Una presentación visual de 5 milisegundos es suficiente para que el sujeto haya visto algo. Con 30ms reconoce sin problemas la palabra presentada. Dos estímulos presentados con una demora de 5ms parecen simultáneos, pero con 20ms de demora se puede establecer el orden de llegada.

Sin embargo, en el cine, la secuencia es de 24 fotogramas por segundo, unos 40ms por fotograma. El cerebro organiza los acontecimientos de forma que parece una secuencia continua. Cuando se introdujo el sonido se presentó el problema de la sincronía. Pronto averiguaron que una demora de 100ms, una décima de segundo, es tolerable. Más allá de ello el cerebro se niega a considerar simultáneo el vídeo y audio.

¿Cómo sabe el cerebro sincronizar los estímulos? Esperando a que llegue el último de ellos y construyendo una representación única del acontecimiento. Esto significa que vivimos en el pasado. Una décima de segundo. Aún estamos muy cerca del presente, pero el cerebro necesita esa demora para asegurarse de construir una imagen realista del mundo. El cerebro establece un compromiso entre dos situaciones malas. Vivir muy en el pasado es peligroso. No reconocer correctamente la realidad también. Un auto se aproxima hacia mí, ¿de cuánto tiempo dispongo?

El problema se da entre distintas modalidades sensoriales. Procesamos más rápido los sonidos que las imágenes. Pero también se da dentro de la misma modalidad sensorial. Si toco a la vez el dedo del pie y la nariz, ambos sucesos se perciben simultáneos. Pero el impulso del pie tarda bastante más en llegar al cerebro. Puede incluso decirse que las personas altas viven un poco más en el pasado que las bajas.

El reloj cerebral parece encontrarse en los propios actos motores. Si chasco los dedos delante de los ojos, los estímulos llegan al cerebro en distinto momento. Pero este sabe que son simultáneos y los sincroniza. Esto lo hace constantemente y nuestros propios actos ordenan el tiempo de los estímulos exteriores.

También aquí es fácil crear una ilusión. El sujeto pulsa un botón y se enciende una luz. Poco a poco, sin que el sujeto lo sepa, añadimos una demora de hasta 2 décimas de segundo en la aparición de la luz. El sujeto no lo percibe. De pronto eliminamos la demora. El sujeto tiene la ilusión de que la luz se ha encendido antes de pulsar el botón.

La sincronización temporal no es anecdótica. Parece que puede estar en fenómenos como la dislexia o la esquizofrenia. Más aún. Es la clave de la causalidad. Aprendemos que unos sucesos son la causa de otros a los que llamamos efecto porque las causas preceden a los efectos. La relación causa efecto es esencial en la vida y guía nuestra conducta y nuestro aprendizaje. Si la relación temporal se altera, no podremos establecer la relación causa efecto y estaremos perdidos en el mundo.

Nuestra percepción del tiempo es esencial. Coordinar temporalmente el flujo de millones de neuronas es una tarea colosal. En alguna medida vivimos en el pasado.

Artículo publicado originalmente en ALT1040