Introducción

Evolutivamente, se suele afirmar sin mayor justificación que las características que nos de­finen como humanos son: un cerebro grande y complejo, la bipedestación, la posibilidad que tenemos de manejar un lenguaje y nuestra ca­pacidad de fabricar y utilizar herramientas para modificar nuestro entorno. Podríamos incluir también la oposición del pulgar. Pero lo cierto es que lo único que nos defi­ne como humanos es el hecho de estar vivos y haber llegado hasta aquí y ahora, gracias a un proceso evolutivo que se inició hace 3.500 millones de años. Se sugiere que entonces éra­mos una bacteria, un pez hace 400 millones de años, un pequeño mamífero hace 100 millones de años y un chimpancé hace 5 millones de años (Margulis y Sagan, 1995). Se acepte o no lo anterior, lo que hoy por hoy nos define como humanos es, según algunas de las corrientes del pensamiento imperantes, nuestra capacidad de conocernos a nosotros mismos, es decir, la autoconsciencia. Esta consciencia de la consciencia exige, como primera medida, dilucidar qué es el fenómeno de la consciencia, ese que desde hace ya tiempo se ha tratado de explicar desde distintas pers­pectivas. Como, por ejemplo, las neurociencias (Edelman, 1989, 1992, y Tononi, 2000; Damasio, 2010; Calvin, 1996), la filosofía (Nagel, 1974, 1989; Searle, 1997; Chalmers, 1996), la psicología (Ba­ars, 1988, y Galge, 2010; Combs, 1996) y hasta de la física cuántica (Lockwood, 1989; Penrose, 1989, 1994). Lo anterior se dio a través de formu­laciones a veces de una considerable compleji­dad, pero a la postre, no pasaron de ser nada más que eso: formulaciones teóricas sin ningún respaldo empírico. La injustificada relevancia que se le ha dado a la consciencia a través del tiempo, como único representante de la actividad psíquica, se sus­tenta, por un lado, en nuestra profunda y bas­tante actual ignorancia de los mecanismos que la hacen posible (Llinás, 1993-1998). Por otro lado, en las leyes que rigen la psicología cotidia­na o del sentido común, que hacen de lo eviden­te una explicación. Es posible definir la consciencia por lo que realmente representa, o sea, la forma rudimen­taria en que nuestro medio interno se pone en contacto con su entorno, para aprender de él y utilizar una estrategia adaptativa como respues­ta. Ajustándonos a la caracterización anterior, podemos afirmar sin equivocarnos demasiado que en nuestra especie, hace dos millones de años, nacían con el Homo Habilis los primeros rasgos con características actuales, de esta en­telequia que desvela al hombre occidental des­de los Presocráticos. Se hace presente como un proceso minuciosamente discontinuo y fugaz que relaciona el cerebro con la realidad circun­dante, debido a la interconexión del tálamo con la corteza cerebral, en donde lo relevante no son las neuronas, ya que cada una en su lugar cum­ple con sus respectivas funciones (Ley de Llinás, 1988), sino sus casi infinitas interrelaciones.  Siguiendo las sugerencias de Arsuaga y Mar­tinez (2006, p. 169), podemos decir que estas interrelaciones pueden haber ido aumentando a partir del primer momento a medida que apare­cieron factores externos, como por ejemplo, los cambios en la dieta, una mejor adaptación al en­torno y un incremento en las relaciones sociales. Mediante este mecanismo epigenético se hizo posible un manejo cada vez más depurado de ese bien utilitario que es la consciencia; utilidad muy alejada de la modalidad consciente impues­ta por el sentido común y la consolidada por la educación y la opinión vigentes durante mucho tiempo; esa sensación mental única que se expli­ca a sí misma, y que a la vez nos justifica como humanos y al ser exclusivo que llevamos dentro, en alguna parte. El ser humano, como veremos en este trabajo, va más allá de un mero hecho biológico evoluti­vo y social, aunque también haya estado some­tido a un proceso filogenético. Este análisis es la única manera de comprender las manifestacio­nes ontogenéticas con las que tiene que sobre­vivir el hombre actual. El proceso filogenético del que hablábamos, en el hombre, corrió paralelo a la evolución y de­sarrollo del sistema nervioso, y por ende, de la estructura psíquica que es donde, según nuestro punto de vista, quedará alojado dicho ser. Desde allí, administrará ese cambio que, sin serlo en apa­riencia, determina el funcionamiento ontogenéti­co actual, que representa la expresión del campo operacional o contextura en donde se concretan los vínculos consigo mismo, con su madre y con los otros, con los objetos y hechos del mundo. De esta manera, se genera la estructura de su univer­so, que no es otro que el aparato psíquico. El decurso antropológico psíquico, en las eta­pas iniciales por lo menos, se superpone a la evo­lución de cualquier ser vivo y de los animales no humanos (multicelulares con sistema nervioso central [SNC]). Esta superposición está justifica­da en la base biológica que posee la psiquis, que también se hace evidente en estas instancias. La etapa evolutiva cero corresponde a un len­guaje que dicta cuál es el camino a seguir en el devenir psíquico. De índole universal, este len­guaje, que no debemos confundirlo con el len­guaje habitual, relaciona el sujeto y el objeto, los dos elementos que conforman la base de la rea­lidad subjetiva de cualquier ser vivo.  

Geometría funcional

La teoría sobre la psiquis ya elaborada (Sala­tino, 2013) tuvo como uno de sus fundamentos principales el concepto de geometría funcional. Este concepto, elaborado por Pellionisz y Llinás en 1985, trata de poner en relieve la existencia de un particular principio organizador del SNC. Las relaciones entre las neuronas, en este mode­lo, son más de índole temporal que espacial. Un mapeo solo espacial aporta limitadas posibilida­des de representación, pero si le agregamos el tiempo, éstas crecen en un número importante. Si además, tenemos en cuenta que esta super­posición espacio-temporal es controlada por el circuito oscilador tálamocortical a una frecuencia de 40 Hz, entonces, las posibilidades se hacen casi infinitas. Según Llinás -algo en lo que coin­cidimos en gran parte–, “este diálogo temporo-espacial entre el tálamo y la corteza es lo que ge­nera la subjetividad” (Llinás, 2003, p. 77). Con un alto grado de aceptación, la neurona es considerada como la unidad funcional del siste­ma nervioso. Un conjunto de ellas, organizadas formando una red, en particular en la neocorte­za, es considerado como la unidad de informa­ción. Finalmente, una disposición de estas redes en forma columnar se considera que representa los bloques fundamentales en la evolución neu­ral (Mountcastle, 1997; Buxhoeveden y Casanova, 2002; Rockland, 2010). Estas columnas neocor­ticales son unidades morfológicas y funcionales que tienen una gran capacidad para gestionar sofisticados patrones espacio-temporales de dis­paro (Hofman y Falk, 2012, p. 381). A lo largo de la evolución, han sufrido un incre­mento tanto la cantidad de unidades conectadas como de interconexiones (las primeras exponen­cialmente, mientras que las segundas en forma factorial) (Hofman, 2008). El mismo autor mues­tra, en el mismo artículo, un diagrama esquemá­tico simple que ilustra sobre el efecto del incre­mento, en número, de las unidades corticales funcionales y sus interconexiones, configurando redes que mantienen tanto los patrones de co­nectividad local como global. En lógica transcursiva (ver el apéndice 1 del anexo), también elaboramos esquemas similares para ejemplificar nuestra visión sobre la evolu­ción, pero ontogénica, de la estructura neurológi­ca que terminará soportando el aparato psíquico (Salatino, 2013, p. 115). La figura 1 del anexo mues­tra esto en detalle. En la parte alta de esta figura, observamos cómo aumenta la complejidad de un patrón de conexión básico a medida que se suman nuevas unidades, de manera muy similar a lo propuesto por Hofman. Teniendo en cuenta que el triángulo posee tres unidades y seis conexiones posibles (dos por unidad), el cuadrado cuatro unidades y 24 conexiones (seis por unidad) y que el hexá­gono (en realidad un cubo en proyección isomé­trica) tiene ocho unidades y 40.320 conexiones (5.040 por unidad), vemos que se cumple la ley de Hofman antes enunciada, sobre el crecimien­to del número de unidades y su relación factorial con la conectividad. Por otro lado, debemos des­tacar que el cubo resulta del ensamble de 12 pa­trones fundamentales. A la unión de dos de ellos (el cuadrado con cuatro unidades: tres superfi­ciales y un representante del nivel profundo), lo conoceremos a partir de aquí como PAU (patrón autónomo universal), la base del lenguaje univer­sal antes mencionado. La utilización de los colores primarios y secun­darios (opuestos y complementarios) es una for­ma simple de dejar constancia que proponemos dos niveles independientes de representación. Uno superficial (colores primarios) y uno pro­fundo (colores secundarios), los que están resu­midos, el primero, mediante el color blanco (su suma), mientras que el segundo, a través del co­lor negro (su resta). En la parte inferior de la Figura 1 (izquierda) vemos la misma progresión pero partiendo des­de una sola neurona y mostrando el crecimiento en complejidad mediante un cambio sucesivo de dimensiones (0D, 1D, 2D y 3D). Si aumentamos la complejidad de la red a cuatro dimensiones (abajo a la derecha) la red neuronal adquiere el aspecto de un teseracto (hipercubo 4D). Allí tam­bién, se pueden individualizar dos niveles de re­presentación, pero ahora complejos (sendos cu­bos). A esta hiperestructura de 16 unidades y 1013 conexiones potenciales (650.000 por unidad) (se estima que el cerebro natural completo tiene alrededor de 1011 unidades y 1013 conexiones) la denominaremos psicocito o célula psíquica (ver apéndice 2 del anexo). Esta curiosa denomina­ción se debe a que, con un poco de imaginación, podemos asimilar esta estructura a una célula nerviosa, ya que consta de un núcleo (cubo inte­rior) y un citoplasma (cubo exterior) y, además, tiene la posibilidad teórica de emular los distintos aspectos representacionales del cerebro.

Base lógico-transcursiva de los procesos electrofisiológicos

En este punto, desarrollaremos, en líneas generales, ciertos procesos de control y regu­lación que le permiten al SNC cumplir con sus funciones. Además, analizaremos determina­das características electrofisiológicas, las cuales pueden ser emuladas desde la Lógica Transcur­siva (LT) (Salatino, 2009, 2012, 2013, 2017a). Lo anterior lo haremos invocando los principios de la simetría, y comprenden: a) el fenómeno de la sinaptogénesis y plasticidad, b) el acoplamiento y la rectificación eléctrica entre neuronas, c) el proceso de bi-ritmicidad, y d) las propiedades eléctricas oscilatorias autónomas. Guiados por una geometría funcional particular, aplicare­mos los conceptos fundamentales de la LT (ver apéndice 1 del anexo) a la estructura y función del sistema nervioso. El SNC como sistema de control Desde un punto de vista muy general nuestro SNC puede ser considerado como un sistema de control de lazo cerrado (figura 2 del anexo). A grandes rasgos, un sistema de control es un conjunto de procesos que se encargan de man­tener y regular el adecuado funcionamiento de otro sistema con el fin de obtener de él un com­portamiento determinado. Un sistema de lazo cerrado o de control rea­limentado (Ogata, 2010) es aquel en donde la acción de control está en función de la señal de salida. Nuestro cuerpo constituye un conjunto muy complejo de sistemas realimentados, como lo son, por ejemplo, la regulación de la tempe­ratura corporal o de la tensión arterial que se mantienen constantes a pesar de las pertur­baciones externas, mediante realimentaciones fisiológicas que nos permiten sobrevivir en un medio cambiante. En el caso del SNC podemos definir todos los elementos que constituyen un sistema de con­trol retroalimentado (figura 2 del anexo). Un receptor (órganos de los sentidos, propiocep­ción, interorreceptores) permite la entrada de un estímulo que, por una vía sensitiva, llega a un regulador que selecciona la respuesta. Por vía motora, alcanza al efector que dará lugar, a modo de respuesta, a una acción acorde con las exigencias planteadas por el entorno. Si la salida no es exactamente la que se esperaba, el error (diferencia entre lo esperado y lo ejecutado) re­troalimenta el sistema y un proceso controlador () ajusta el regulador para corregir la salida (Llinás, 2009). Aprendizaje mediante, este tipo de control por prueba y error, que podríamos llamar preventivo, ayuda a detectar tendencias hacia un comportamiento desviado, de tal ma­nera que se puede aplicar una medida correcto­ra antes que sea demasiado tarde y se cometa un error. Según lo anterior, y ante un hecho real, nuestro SNC reacciona de la siguiente forma: 1) percibe (recibe un estímulo), 2) elabora una respuesta y 3) ejecuta la respuesta. Precisemos mejor los tres puntos anteriores. 1) Un estímulo es un desafío que el entorno le propone al sujeto, el que para seguir viviendo en él, debe poder adaptarse a la nueva situación planteada. 2) Elaborar una respuesta es haber encontra­do sentido a ese estímulo que ha modificado la relación existente entre el sujeto y su ambiente. Esto queda registrado en la memoria estructu­ral, para pasar a formar parte de su experiencia. 3) Ejecuta la respuesta acorde al sistema in­volucrado; es decir, biológico, psíquico o social, según sea el caso y esto lo hace de acuerdo al circuito de control motor asociado. Esto es, el sistema tálamocortical – ganglios basales, el sis­tema olivo-cerebelar y el sistema corticospinal, respectivamente (Postle, 2015, p. 196). En todo el proceso descrito, no participa la consciencia, ya que es de carácter volitivo y ter­mina generando una especie de conocimiento encarnado, al formar parte de la estructura psí­quica alojada en la corteza cerebral. Este pro­ceso lo podríamos caracterizar, genéricamente y de acuerdo a lo propuesto por la LT, según lo muestra la figura 3 del anexo. Se puede ver en el esquema previo que todo comienza con un estímulo, que tanto puede ve­nir desde el exterior como desde el propio ám­bito corporal e impacta en el receptor. Por una vía sensitiva, la señal viaja hasta los centros re­guladores en donde se lleva a cabo la selección del tipo de respuesta según una estrategia y una táctica determinadas. ¿En qué se basa esta selección? Pongamos como ejemplo que somos agredidos por el fuego. Ante esta situación pue­do tener dos actitudes: defenderme o atacar. La defensa puede estar dada, en lo estratégico (fin), por la huida y en lo táctico (medio), por hacerlo lo más rápido posible; mientras que el ataque se puede orientar a tratar de apagar el fuego. El proceso de regulación cumple con la función de restablecimiento, lo más rápido posi­ble del estado de equilibrio previo a la aparición de la perturbación que significa, para el sistema, un estímulo. Si el SNC fuera un sistema de control de lazo abierto, aquí se completaría el ciclo superficial (s) que opera cuantitativamente. Pero como es de lazo cerrado, las señales que se originan al ejecutar la respuesta ante el estímulo retroali­mentan el sistema para que sean comparadas con las originadas por el mecanismo regulador. Si existiera alguna diferencia (error), es enviada a los centros superiores de control, que son los encargados de realizar los ajustes cualitativos (neuromodulación), lo que puede demandar varios ciclos profundos (p). He aquí donde se inicia el aprendizaje de una tarea nueva y lo que luego dará origen a los PAF (Patrones de Ac­ción Fijos) (Llinás, 2003, p. 155), fundamento de nuestros hábitos o conductas automáticas. Electrofisiología neuronal La actividad del SNC se sustenta en su unidad funcional: la neurona, de la que hemos dado los de­talles anatómicos en un trabajo anterior (Salatino, 2013, p. 18, Figura 4 del anexo izquierda). Dentro de las capacidades de esta célula está el comuni­carse con células efectoras o con otras neuronas. Esta comunicación puede ser o bien eléctrica o a través del espacio sináptico (química). La figura 4 del anexo trata de representar las dos conexiones interneuronales más comunes: el llamado acoplamiento electrotónico (unión comunicante) y la sinapsis química (espacio sináptico). Aunque existen sinapsis mixtas, es decir, la presencia simultánea de una sinapsis química y una eléctrica, en el esquema se han imbricado ambas solo con un fin didáctico. El esquema interrelaciona los componentes fun­damentales de cualquier neurona, y los iden­tifica mediante la entrada y la salida de estí­mulos. El ciclo hacia la derecha que podríamos catalogar de superficial, pues depende de un fenómeno de membrana, identifica de alguna manera lo que tienen en común ambos tipos de conexiones neuronales. Esto es, la llegada de un estímulo a una dendrita produce un po­tencial sináptico que pasa por el soma celular en donde es acumulado, llegando al segmento inicial del axón que tiene un sensor de umbral. Si el umbral no ha sido alcanzado, cicla de la misma forma hasta lograrlo, consiguiendo así disparar un potencial de acción que genera una onda de despolarización que, en el caso de la sinapsis eléctrica, alcanza la unión comunicante, en donde a través del conexón (Salatino, 2013, p. 45) se produce un acoplamiento iónico entre las dos neuronas (pre y postsináptica). En el caso de la sinapsis química, cuando el potencial de acción generado alcanza el botón sináptico, se produce una entrada de Ca++ a la célula que abre las vesículas de los neurotrans­misores, que son volcados en el espacio sinápti­co en busca de sus receptores específicos en la neurona postsináptica. Cuando neurotransmisor y neuroreceptor se ponen en contacto, surge en la neurona postsináptica, o bien un potencial excitatorio postsináptico, o bien una hiperpola­rización (lo opuesto a una despolarización) lla­mada potencial inhibitorio postsináptico. Sinaptogénesis y plasticidad La sinapsis química, tal como la hemos consi­derado, forma un sistema bipartito en donde la señal se transmite entre las células pre y postsi­náptica. En la primera década de este siglo, se descubrió un parámetro adicional que debe ser tenido en cuenta en la función sináptica. Este componente es la astroglia (tejido formado por astrocitos, la célula glial principal y más abun­dante), participando en el control del microam­biente neuronal (hipótesis de la sinapsis triparti­ta, Pickel y Segal, 2014, p. 379). Otro aspecto que se ha puesto en evidencia recientemente, como regulador de la función y plasticidad neuronal, es el papel que cumple la matriz extracelular circundante, surgiendo la hi­pótesis de la sinapsis cuadripartita (Dityatev y Rusakov, 2011) (Figura 5 del anexo). La neurona presináptica, según el esquema an­terior, es quien libera el neurotransmisor. La ma­yoría de la información en el cerebro se procesa a través de sinapsis glutamatérgicas excitatorias. La neurona presináptica es quien libera el gluta­mato (neurotransmisor). Otra de sus actividades tiene que ver con la liberación de neurotripsina, por medio de la cual controla la matriz extracelu­lar (MEC). La neurotripsina determina la produc­ción de agrina por parte de la MEC que propicia, por un lado, el desarrollo y mantenimiento de la unión neuromuscular. Pero por otro, uno de los productos de degradación de la agrina desen­cadena la formación de filopodios dendríticos. Se acepta que la potenciación de largo plazo (LTP) se expresa a nivel de la neurona postsi­náptica (como en el hipocampo), pero puede depender de otros mecanismos que controlan y modulan la liberación de neurotransmisores. Son ejemplos de LTP independiente presinápti­ca la que se origina en las fibras paralelas cere­belares y la de los terminales córticotalámicos (Pickel y Segal, 2014, p. 72). La astroglia interviene en la regulación y ab­sorción del glutamato liberado por la neurona presináptica. Además, libera un coagonista (D-serina) de los receptores de glutamato (NMDA), que permite regular, remotamente, la activación de estos receptores, lo que induce LTP. La matriz extracelular (MEC) interviene en la inducción de plasticidad neuronal, dependien­te de los receptores NMDA. La escisión de la agrina no solo requiere la liberación de neuro­tripsina, como hemos visto, sino también la ac­tivación de la neurona postsináptica (ver figura 5 del anexo). Esto constituye otro mecanismo detector de simultaneidad, que este caso des­encadena la plasticidad estructural, según los principios elaborados por Hebb (Dityatev y Ru­sakov, 2011). La MEC también controla mediante las integri­nas el tráfico de NMDA. Por otro lado, interconec­ta los complejos proteicos pre y postsinápticos, estabilizando la interacción de ambas células. La neurona postsináptica libera neurotrofina, que estimula la supervivencia y el crecimiento neuronal y promueve la sinaptogénesis. Tam­bién puede producir LTP, como ya hemos men­cionado. Acoplamiento y rectificación En la comprensión del funcionamiento de una red neuronal es tan importante conocer las características propias de cada tipo neuronal interviniente (ley de Llinás, 1988), como la mo­dalidad sináptica que las relaciona. El acoplamiento eléctrico, la conductancia ió­nica responsable de la excitabilidad y las propie­dades eléctricas oscilatorias autónomas le dan a la neurona la capacidad de actuar, ya sea como un oscilador (marcapasos) o como un resona­dor, que respondiendo a determinadas frecuen­cias o variaciones de fase, puede cumplir con las tareas de un modulador (neuromodulación). El marcapaseo y la neuromodulación tienen diversas implicancias en el SNC: 1) determinan sus estados funcionales (vigilia, sueño o nivel de atención), 2) manejan tanto el tiempo psíquico (cuña temporal – quantum cognitivo – ver apén­dice 2 del anexo), como el neurológico de la coordinación motora, y 3) especifican el grado de conectividad entre las neuronas. En 1984, Marder demostró el rol que cumple el acoplamiento eléctrico en circuitos neurales. Utilizando una técnica fotoquímica de supresión neuronal pudo determinar, no solo cómo se co­nectan las distintas neuronas, sino también la función de una determinada neurona. El acoplamiento eléctrico ya era conocido desde los trabajos de Bennett (1972), pero lo que Marder aporta está relacionado con el he­cho de demostrar que las neuronas están eléc­tricamente acopladas. La investigadora propo­ne que el acoplamiento eléctrico entre neuronas cumple dos funciones principales, a) aumentar la velocidad con que se transmite un impulso nervioso entre neuronas, y b) sincronizar su actividad, es decir, hacerlas disparar en fase, confirmando una tarea de modulación. Sugiere además que, teóricamente, es posible que neu­ronas eléctricamente acopladas que liberen en distintas circunstancias, distintos neurotransmi­sores con acción sináptica opuesta (excitatoria/inhibitoria), puedan actuar como un interruptor que cambia el signo (+/-) de la acción. Marder, en 1998, demuestra que, más allá de mejorar la velocidad de conducción y cumplir funciones moduladoras, las sinapsis eléctricas muestran un fenómeno de rectificación, o sea, permiten el pasaje de la corriente en un solo sentido. Este mecanismo sirve para explicar la capacidad que tienen algunas neuronas de de­tectar coincidencias de estimulación, según lo demostraron Edwards et al. (1998), y confirmar la plausibilidad del modelo de la neurona pira­midal de la corteza propuesto por Llinás et al. (1994) para explicar la actividad cognitiva. Ade­más, es un mecanismo muy importante en el aprendizaje hebbiano, la localización biaural y la atención visual. En 2009, Marder, aporta nue­va evidencia sobre la rectificación presente en algunas sinapsis eléctricas y confirma que es el resultado del aporte diferenciado que hace cada hemicanal de la unión gap junction (Salatino, 2013, p. 45) típica en este tipo de sinapsis. Invocando todas las investigaciones anterio­res podemos hacer un perfecto paralelo entre la electrofisiología de las sinapsis eléctricas y lo propuesto por la LT.  La Figura 6 del anexo pretende, de una ma­nera alegórica, representar, por ejemplo, la dis­posición neuronal descrita por Khosrovani et al. (2007) en la oliva inferior. Así, la neurona N1 (01) tiene una entrada química (0) y una salida eléctrica (1), lo que le permite oscilar espontá­neamente a 1,8 Hz. La neurona N2 (10) tiene una entrada eléctrica (1) y una salida química (0), lo que le permite oscilar como consecuencia del estímulo eléctrico recibido, a 7 Hz. La neurona N3 (11) tiene una entrada eléctrica (1) y una salida eléctrica (1), la cual oscila a 7 Hz, pero además, puede inducir oscilaciones espontáneas en otra neurona. Finalmente, la neurona N0 (00) no pre­senta oscilaciones de ningún tipo, lo cual es pro­bable que se deba a que se comporta, tanto en su entrada (0) como en su salida (0), como una sinapsis química ordinaria, y que como también muestran estos autores, representa el 15 % de todas las neuronas de la oliva inferior. Las neuronas N1 y N2 están acopladas eléctri­camente, lo cual da lugar a una serie de fenóme­nos importantes. En primer término, se produce un fenómeno de rectificación que asegura el sentido unidireccional del estímulo (N1 N2). En segundo término, permite que entre en efecto el desacople inducido por el GABA procedente de los núcleos cerebelosos profundos, por lo que se comporta como un interruptor que invierte el nivel: pasa del nivel superficial (e) predomi­nantemente eléctrico o que responde a un es­tímulo, al nivel profundo (q) de índole químico, o sea, dependiente de iones como el Ca++ que permiten la oscilación espontánea. En tercer lu­gar, posibilita una suerte de sincronización por diferencia de fase, según lo propone el mode­lo elaborado por Jacobson (2009), con lo cual se da algo similar a una simultaneidad absoluta entre lo espacial y lo temporal, asegurando así la generación de precisos patrones temporales que regulan la actividad motora (PAF). Por últi­mo, el reseteo de fase de un grupo de neuronas por un estímulo, tal que la nueva fase sea cohe­rente e independiente de la fase original (Llinás, 2014). Tal como destaca Llinás en este último trabajo, el sistema olivo-cerebelar es la clave para comprender el significado de las propieda­des oscilatorias intrínsecas del cerebro. Bi-ritmicidad Llinás (1988) demostró que una neurona en los mamíferos no es solo esa célula ideal que ayudaron a desentrañar Bernstein (1868), Hod­gkin y Huxley (1952) o Coombs, Eccles y Fatt (1955), sino que además, representa un elemen­to dinámico que posee una amplia gama de propiedades electrofisiológicas que le permiten manejar diferentes conductacias iónicas, ya sea dependientes de un nivel de voltaje o de alguna molécula que las active. Entre las propiedades electrofisiológicas de las neuronas del SNC, Llinás destaca su activi­dad espontánea, la cual está estrechamente li­gada a las conductacias iónicas activadas por voltaje, en particular, la conocida como de bajo umbral de Ca++ identificada inicialmente en las células de la oliva inferior (OI). La actividad espontánea mencionada tiene una particularidad y es que se inactiva duran­te el potencial de reposo, y se vuelve a activar durante la hiperpolarización de la membrana. Esto último es un comportamiento que parece paradójico, pues contradice el dogma neuro­biológico que establece que la despolarización de la membrana desde el potencial de reposo incrementa la excitabilidad, mientras que la hi­perpolarización la disminuye. Obviamente, lo dogmático es una sobre simplificación, ya que en la OI, una despolarización subumbral puede producir un potencial de acción superpuesto a despolarizaciones o hiperpolarizaciones. Este fenómeno autoriza a considerar a las neuronas del SNC como verdaderos osciladores o resona­dores unicelulares. La conductancia del Ca++ como la de otros iones se organiza de tal manera que le per­miten la autoritmicidad a una célula nerviosa. Además, como la dinámica de estas conduc­tancias, en algunas células, responde a cierta(s) frecuencia(s), pueden ser consideradas como resonadores. El mejor ejemplo de esto lo cons­tituyen, nuevamente, las células de la OI, que tienden a responder a frecuencias que son di­rectamente moduladas por sus propiedades eléctricas intrínsecas. Llinás (1988) invocó la bi-ritmicidad (Decroly y Goldbeter, 1982) como justificación de los dos modos distintos de comportamiento oscilatorio que muestran las neuronas talámicas, e inclusi­ve, las neuronas de la OI. Para esto se basó en el modelo publicado por Morán y Goldbeter en 1984 (Figura 7 del anexo), que si bien está sus­tentado en el análisis de la particular propiedad que tienen algunos sistemas químicos o bioló­gicos de evidenciar un comportamiento oscila­torio sostenido, sus hallazgos, tal como lo de­mostró Llinás en varios trabajos y los mismos autores del modelo (Goldbeter y Morán, 1988), son equiparables a las explicaciones cualitativas del comportamiento oscilatorio neuronal. Este modelo se justifica en la coexistencia de dos ciclos-límite estables, puestos en evidencia mediante la relación establecida entre dos va­riables (sustrato y producto) regulada por dos isoenzimas alostéricas (ver apéndice 2 del ane­xo) (Goldbeter, 1996, p. 116). El fenómeno de la bi-ritmicidad es un patrón de auto-organización temporal que surge por el acoplamiento de dos regímenes oscilatorios, de los cuales uno opera alrededor de un desequili­brio estable controlado y regulado por una re­troalimentación negativa (reciclado del produc­to P sobre el sustrato S, en el modelo), con lo que se convalida un estado ordenado; mientras que el otro surge como consecuencia de una perturbación brusca e intensa que bien puede ser o una variación en el aporte de S, que en el régimen anterior permanecía estable, o bien, una alteración inducida y mantenida por una va­riación (bifurcación) en el comportamiento del sistema que se produce por haber sido alejado más allá de un límite crítico del punto de des­equilibrio estable en que se encontraba. Esto último genera una retroalimentación positiva que obliga al sistema a resolver, mediante algo similar a una estructura disipativa (Prigogine, 1977) (ver apéndice 2 del anexo), para encon­trar de nuevo un nivel, aunque más complejo, de desequilibrio estable que le permita seguir funcionando. Esta dinámica es la que anima el lenguaje universal que propone la LT. Todo sistema vivo tiene un comportamiento similar al descrito (el gran aporte de Prigogi­ne) y las fluctuaciones escriben su historia evo­lutiva, su devenir. Las células nerviosas, como todo tejido vivo, se ven afectadas también por este comportamiento, el cual permite explicar los hallazgos de Llinás con respecto a su régi­men oscilatorio y el análisis que hace de él la LT, como se puede ver en la figura 7 del anexo. Allí quedan establecidos dos circuitos oscilatorios, uno superficial (s) que está dado por la tasa de unión del sustrato con la enzima alostérica (E1). Esta última se desdobla, por una parte, un sec­tor activo que da origen al producto y cuyo ré­gimen oscila cercano al equilibrio y representa la apariencia de la LT o el contenido propuesto por Llinás, que en el sistema tálamo-cortical, por ejemplo, es manejado por los núcleos específi­cos. Por otra parte, un circuito oscilador profun­do (p) que se sustenta en la tasa de recupera­ción del sustrato, catalizado por la otra mitad de la enzima (E2), para inyectarlo nuevamente en el circuito oscilando lejos del equilibrio y represen­ta el continente de la LT o el contexto de Llinás, que en el sistema tálamo-cortical está maneja­do por los núcleos inespecíficos. Hay una bifur­cación (el desdoblamiento de la enzima en dos mitades isomorfas al unirse al efector) que pro­duce el pasaje del ciclo superficial al profundo. Además, una estructura disipativa que resuelve la vuelta del sistema a un punto más evoluciona­do cercano al equilibrio, con la reintegración del sustrato dejando al sistema en condiciones para comenzar, nuevamente, todo el proceso. El comportamiento oscilatorio es la clave para tratar de explicar cómo funciona el SNC. Hace unos años se propuso que las funciones básicas del SNC son controladas, reguladas y producidas por un marcapasos neurológico y un marcapasos psíquico (Salatino, 2013). Hoy se ha demostrado que esto es una realidad que puede ser analiza­da mediante un Tomograma Funcional, el nuevo método diagnóstico propuesto por Llinás que basado en el análisis magnetoencefalográfico permite localizar las zonas de actividad espontá­nea del cerebro (Llinás et al., 2015). Por otro lado, se ha comprobado que existen circuitos neuro­nales en donde una sola neurona puede modular (controlar) toda una red haciéndole adoptar dis­tintos regímenes oscilatorios, y que esta selec­ción de patrones de comportamiento tienen que ver con variaciones de la frecuencia (Gutierrez y Marder, 2014) o de la fase de la oscilación (Llinás, 2014). Neuromodulación Lo que acabamos de describir se llama neu­romodulación y es, precisamente, lo encontra­do por Gutierrez y Marder (2014), demostrando que la modulación de una única neurona tiene influencia en las acciones estado-dependiente en la dinámica de un circuito neural. Analicemos esto con mayor detalle. En la figura 8 del anexo vemos dos circuitos neuronales, uno lento formado por las neuronas L1 y L2, y un circuito rápido integrado por R1 y R2, que se encuentran ligados por una neurona que actúa como conmutador (C). Esta neurona conmutadora es quien a través de sus conduc­tancias intrínsecas moldea, de alguna forma, el comportamiento de ambos circuitos, haciendo que un circuito o el otro varíe sus respuestas oscilatorias. Según lo demostraron estas inves­tigadoras, cuando las neuronas oscilantes se acoplan con otras neuronas con distintas pro­piedades intrínsecas, el acoplamiento eléctrico (), que ya hemos visto, puede incrementar o producir un decremento en la frecuencia de la oscilación. Han observado, además, que la oscilación en la inhibición mutua de un par de neuronas puede ser estabilizada por acopla­miento eléctrico, el cual a su vez, puede inducir una conmutación biestable entre los patrones de disparo (Gutierrez et al., 2013, p. 852). Se ha probado, por otra parte, la importancia de la neuromodulación, ya que puede alterar com­pletamente la actuación de toda una red cuan­do se encuentra en un estado determinado (por ejemplo, variando la frecuencia de la entrada de control – entrada externa), y sin embargo, no la afecta cuando está en otro estado o la afecta en otro sentido (por ejemplo, cuando varía la fase de la oscilación – variación local) (Gutierrez y Marder, 2014).

Conclusión

Hemos comprobado que es posible abstraer los elementos fundamentales que determinan, mediante sus relaciones, un fenómeno cualquie­ra, individualizándolos mediante características concretas. En otros trabajos se ha logrado ha­cer extensiva esta caracterización a casi todos los fenómenos conocidos que van desde la físi­ca cuántica hasta el código genético (Salatino, 2017a). En este trabajo, el método propuesto por la LT (Salatino, 2017b) nos ha sido útil para confirmar que también es aplicable para explicar de una manera sencilla las peculiaridades gene­rales del funcionamiento del SNC, tales como: a) neurogénesis y plasticidad, b) la disposición de las neuronas en un circuito, c) la posibilidad de analizar el SNC como un sistema controlado y regulado en forma autónoma, d) en la carac­terización de los fenómenos de rectificación y acoplamiento eléctricos, e) en la adecuación del fenómeno de bi-ritmicidad que puede explicar la detección de simultaneidad de funcionamien­to de distintas redes neuronales, y f) la neuro­modulación y la conmutación (biestabilidad) de toda una red influyendo, simplemente, sobre una neurona. Los fenómenos de acoplamiento y rectifi­cación demostraron que en una red neuronal se pueden definir dos niveles, uno superficial (eléctrico) y otro profundo (químico), coinci­diendo con lo propuesto por la LT. Mientras, el fenómeno de bi-ritmicidad apoya la tesis de la LT sobre la existencia de un régimen temporal específico para cada uno de estos niveles. Se completa la evidencia con la posibilidad de modificar el comportamiento de toda una red con solo modular una única neurona del siste­ma, lo que coincide con la dinámica biestable de patrones temporales ofrecidos por la LT. La presencia activa de estos dos oscilado­res permite, por ejemplo, que una neurona se transforme en un marcapasos, como ocurre con las neuronas de la oliva inferior que oscilan a 10 Hz regulando así toda la actividad moto­ra (temblor fisiológico); o se convierta en un modulador (resonador) como lo son las mis­mas células olivares cuando conforman dis­tintos patrones temporales que controlan los movimientos finos, haciendo que las cèl·lules de Purkinje cerebelosas oscilen a distintas fre­cuencias. O bien, se constituyan las neuronas en detectores de simultaneidad, como ocurre con las neuronas talámicas que se relacionan con las células piramidales corticales para interrelacio­nar contenido y contexto o continente, dando lugar de esta manera a la actividad cognitiva de Llinás (2003) o psíquica de Salatino (2009).

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Anexos

Apéndice 1: lógica transcursiva En el planteo científico, un hecho se refiere, generalmente, a las relaciones mantenidas por objetos reales que ocupan un espacio y un tiempo, es decir, que pueden ser evaluados mediante la observa­ción y la experimentación. En lógica transcursiva (LT), en cambio, los hechos tienen que ver con las relaciones establecidas entre sujetos y objetos que nos dan la pauta de sus aspectos cualitativos. No obstante, desde esta perspectiva se acepta el enfoque empírico de la ciencia que llama experiencia al conjunto de las percepciones, y fenómeno a la realidad objetiva en tanto que cambio observable que se muestra a los sentidos. En otras palabras, la ciencia estudia la realidad observada, percibida, cuantitativa; mientras que la LT se encarga de la realidad cualitativa que subyace en el observador y sus relaciones con la realidad aparente a la cual determina. Según el enfoque de la física, la realidad objetiva obedece a una serie de principios que implican una conexión fundamental entre la simetría y ciertas leyes de conservación de algunas magnitudes (Noether, 1918). La simetría tiene que ver con la invariancia de las magnitudes físicas entre distintos sistemas de coordenadas a lo largo de la evolución temporal que un sistema presenta frente a una transformación generalizada, conservando también su estructura dentro de un marco de referencia determinado. Tal vez el ejemplo paradigmático de esto lo constituya la teoría general de la relatividad, en donde se pudo demostrar, tomando como guía los principios de la simetría, que por un lado, la ace­leración y la gravedad son en realidad dos aspectos del mismo fenómeno; y por otro y generalizando dicho concepto, que la gravedad solo refleja la geometría del espacio-tiempo. La LT, que nació para analizar exclusivamente, los fenómenos subjetivos, o sea, aquellos que depen­den del sujeto como observador, en su evolución permitió hacer extensivos los principios básicos del teorema de Noether a lo biológico, a lo psíquico y a lo social. Así pudimos mostrar la existencia de un grupo de simetrías o invariantes que permiten elaborar una posible explicación de un sinnúmero de fenómenos (Salatino, 2017) entre los que se encuentra el funcionamiento de nuestro SNC de cara a las exigencias que le plantea el entorno y todas las tareas que debe cumplir para sobrevivir en él. Es decir, la LT posibilita entre otros, el abordaje de todos los aspectos que hacen a la vida, el comportamiento y la conducta de un ser humano. Para comprender los principios estructurales y funcionales en que se basa este particular enfoque, diremos que la realidad objetiva, es decir, la realidad aparente que constituye nuestro entorno circun­dante y está sometida a observación, es isótropa. Esto es, igual que el espacio físico, sus característi­cas objetivas no varían según la dimensión desde donde se las observa. Dado lo anterior, no existe elemento distintivo que le permita al aparato psíquico residente, en parte, en la corteza cerebral, lograr alguna forma de representación de dicha realidad con fines operativos. Desde el mismo enfoque, la realidad subjetiva, o sea, aquella que se construye desde el observador, es anisotrópica con respecto al tiempo. Es decir, los hechos reales en tanto fenómenos o cambios que afectan a los objetos reales que pueden ser observados, no tienen el mismo sentido según la dimen­sión temporal desde la cual se los aborde.  Siguiendo la línea de pensamiento de Van Fraassen (1989) podemos plantear que todo hecho real representa un problema a resolver. Ante esta situación, lo primero que debería hacer la psiquis es tratar de aislar los rasgos esenciales de la situación problema; o sea, los aspectos relevantes para su solución. Una premisa importante es considerar este problema que representa un hecho real con la mayor generalidad posible para poder alcanzar un resultado acorde al conjunto de circunstancias que rodean o condicionan un hecho. Aislar la estructura esencial o relevante de un fenómeno es equivalente a definir un grupo de trans­formaciones que, una vez aplicadas, dejan el problema, esencialmente, en la misma situación desde donde se partió (invariancia). El conjunto de esas transformaciones son las simetrías del problema. En LT, con los aspectos esenciales se conforma un grupo (una disposición lógico-estructural) al que llamamos PAU (Patrón Autónomo Universal) (ver Figura 1), y la solución consiste en una regla (una función) que depende solo de esos parámetros básicos. En esta figura, vemos dos aspectos esenciales de un fenómeno cualquiera (A y B) y las relaciones que guardan entre sí mediante dos transformaciones: una superficial o aparente (T) y otra oculta o profunda (T’). La manera que tenemos para identificar cada uno de estos elementos es mediante la individualización de alguna característica que le sea propia a cada aspecto esencial (x e y). Según los códigos binarios resultantes, tenemos que A se identifica por tener la característica y, pero no la x. Por el contrario, B se identifica por poseer la característica x, pero no la y; esto nos está diciendo que A y B son opuestos con respecto a las características x e y, que son excluyentes. Las transformaciones se distinguen porque, la superficial (T) posee ambas características (x e y) de los aspectos que relaciona (A y B). Es lo que denominamos co-presencia u organización, que es lo que se evidencia en cualquier fenómeno que está siendo observado. La transformación profunda (T’), por su parte, muestra una ausencia total de las características que identifican a los aspectos que relaciona (co-ausencia o desorganización). Como vemos, tal como ocu­rre con los aspectos esenciales (A y B), aquí las transformaciones T y T’ son opuestas. Pero además, ambos pares son complementarios, ya que sumados dan la unidad aparente (11), que no es otra cosa que la transformación evidente o superficial (la organización). Queda así conformada una oposición mediada por otra oposición. En el esquema de la figura se observa que entre A y B existe, además de la relación indirecta, mediada por una transformación que hemos descrito, una relación directa entre ellos que es com­partida por los dos ciclos emergentes. Estos ciclos quedan conformados: uno superficial (s) de giro dextrógiro (en el sentido horario) que representa las simetrías de rotación del sistema, y uno profun­do (p) de giro levógiro (en el sentido antihorario), que es una evidencia de las simetrías de reflexión de nuestro patrón universal. Los giros opuestos constituyen otro modo de complementariedad que asegura la simultaneidad en la operación de ambos ciclos en la realidad subjetiva, en donde tanto los aspectos cuantitativos como los cualitativos de cualquier hecho real deben estar presentes al mismo tiempo. Finalmente, para que todo el sistema no sea solo una estructura inerte, debe existir una regla o función que lo ponga en movimiento. Esta regla () produce un desplazamiento superficial hacia la derecha (transformación cuantitativa o aparente), haciendo uso de las características que ayudan a identificar cada elemento del sistema, cada uno de esos elementos. Esto le permite a cada aspecto considerado ocupar el lugar de su sucesor en la secuencia, sin perder por eso su propia identidad (si­metría de rotación), hasta que el sistema vuelva al comienzo desde donde partió. Con esto se supone que se debe haber alcanzado la solución del problema planteado por los aspectos observables de un hecho real. A nivel profundo, y como no podría ser de otra manera, la regla o función utilizada es la opuesta a la de superficie (≡), la cual permite desplazar hacia la izquierda los elementos del sistema. Aquí, cuando el sistema vuelve a la disposición original, luego de las sucesivas transformaciones cua­litativas, obtenemos la completa solución al problema (simetría de reflexión), ya que en definitiva, es este nivel el de los aspectos que caracterizan un fenómeno y determinante de lo que se observa en un hecho aparente o superficial.

Apéndice 2.

Glosario

Célula psíquica o Psicocito Denominada así como homenaje a Santiago Ramón y Cajal, quien en 1892 bautizara con este ape­lativo a las células piramidales que él descubrió en la corteza prefrontal (Ramón y Cajal, 1894, p. 75). También las llamó las mariposas del alma y las consideró como el sustrato idóneo de las funciones psíquicas superiores (pensamiento, percepción, memoria). Cuña temporal La cuña temporal es la brecha temporal que permite explicar por qué un mismo hecho real se ve dis­tinto desde lo objetivo que desde lo subjetivo. Es el tiempo externo no consciente que transcurre entre un ahora y otro en el mundo de la objetividad, en donde la simultaneidad es relativa, es decir, en donde no hay un ahora eterno, sino una sucesión de ellos. Esta pluralidad temporal no es percibida, dado que permanecemos sumidos en la inconsciencia mientras discurre la cuña, que dura 12,5 mseg. Luego la sensación es de consciencia permanente y de un fluir continuo del tiempo externo. Durante la cuña tem­poral, en el tiempo interno, se producen fenómenos subjetivos importantes, como son la actualización de la memoria transitoria y la posibilidad de predicción que muestra nuestro cerebro, y todo esto mien­tras en la superficie, aparentemente, nada cambia. Además, y muy importante, durante este periodo de tiempo psicológico es donde tiene lugar la elaboración de los pensamientos (nota del autor). Estructura disipativa Hay tres aspectos que siempre están ligados en una estructura disipativa: la función (que puede estar representada, p. e., por las reacciones químicas), la estructura espaciotemporal que resulta de las ines­tabilidades, y las fluctuaciones que disparan las inestabilidades. La interrelación de estos tres aspectos puede explicar los fenómenos que generalmente permanecen fuera del alcance del observador, como lo es por ejemplo, el lograr orden a través de fluctuaciones.  El esquema anterior nos dice del establecimiento de dos ciclos: uno externo, que oscila alrededor de un punto de desequilibrio estable (cercano al equilibrio) producto de un movimiento de aproximación asintótica (retroalimentación negativa) que nos muestra un orden determinado; el otro, interno, ocul­to, es producto de un movimiento de dispersión exponencial, que oscila lejos del punto de equilibrio (retroalimentación positiva), provocado por una perturbación brusca que puede producir un estado caótico en el sistema. Esta situación se puede resolver de dos maneras: o bien se adapta a la perturba­ción provocada generando una estructura disipativa que permita tramitar el desorden y lograr emer­ger hacia un estado de orden más complejo aproximándose a un nuevo punto de desequilibrio estable. O bien, el sistema muere (se detiene) por haber encontrado el equilibrio estático absoluto, dejando de oscilar o fluctuar, dando cumplimiento al segundo principio de la termodinámica. Isoenzima alostérica Las isoenzimas alostéricas son el producto de una enzima que se desdobla en dos enzimas isomor­fas, pero con estructuras distintas, producto de su unión con el efector (alostéricas), y que catalizan una misma reacción. En el modelo sirven para representar cada uno de los ciclos de Goldbeter-Morán, el contenido/contexto de la propuesta de Llinás, y los niveles superficial/profundo de la lógica trans­cursiva (nota del autor). PAF El PAF es un concepto elaborado por Llinás (2003, p.155), quien lo define como un módulo auto­mático de función motora discreta que opera como un reflejo algo más elaborado y cuyo origen son redes neuronales que especifican movimientos estereotipados que a menudo son rítmicos y relativa­mente fijos; fijeza que se da no solo a nivel individual, sino en toda una especie. Asientan en los gan­glios basales. Aquí, este magnífico concepto se hace extensivo al de hábito, lo cual, lo mismo que en su definición original, requiere de un sistema nervioso desarrollado. El PAF puro se refiere a que tomamos solo el marco conductual exclusivamente, sin tener en cuenta el sustrato. Quantum cognitivo Según nuestra propuesta, tanto los estados de consciencia como los de ensoñación son disconti­nuos. Duran lo que Kristofferson (1984) estableció como el quantum cognitivo, o sea, 12,5 mseg apro­ximadamente, que representan como lo demostraron Llinás y Ribary (1993), una especie de sistema de rastreo rostrocaudal que recorre toda la corteza cerebral durante ese tiempo.

Encontrarán las tablas correspondientes de este artículo en el PDF adjunto.