Mente y cerebro

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Introducción a las neurociencias
Dualismo cerebro / mente
El origen de la neurociencia moderna:
Thomas Willis
• Padre de la anatomía comparada
• 1664: Tratado sobre la anatomía cerebral, Cerebri 
Anatome
• Fundador de la neuroanatomía, de la neurofisiología y 
de la neurología experimental
• Primer científico 
que intentó asignar 
determinadas 
funciones mentales 
a áreas concretas 
del cerebro
El caso de Phineas Cage (1823-1861)
• Lesión en los lóbulos frontales
• Se recuperó completamente, al menos en 
apariencia. No tenía dificultades para hablar o para 
moverse, sin embargo, la persona responsable de 
antaño se fue convirtiendo en un ser inestable, 
incapaz de tomar decisiones adecuada
• Cambio físico del cerebro --> modificación no sólo 
de capacidades cognitivas, sino aspectos de la 
psicología que tradicionalmente se han asociado al 
"alma", es decir, a la manera de ser y la esencia de 
los seres humanos.
El caso de Phineas Cage vino reforzar la hipótesis de que diferentes áreas 
del cerebro se ocupan de diferentes aspectos de la conducta
Los grandes avances del siglo XX
• Santigo Ramon y Cajal y Camilo Golgi (Premio Nobel): La técnica de 
Golgi fue un poderoso método, que Cajal utilizó con finura para abordar 
un detallado análisis neuromorfológico del sistema nervioso
• Sir Charles Sherrington (Premio Nobel): Análisis de la comunicación 
entre las células nerviosas (1897: introduce la palabra sinápsis) y 
localización de las funciones del córtex cerebral
• Henri Laborit / Jean Delay / Pierre Deniker: descubrimiento de la 
psicofarmacología (Clorpromacina como tratamiento antipsicótico)
• Paul Lauterbur y Peter Mansfield (Premio Nobel): Resonancia 
Magnética
Con los novedosos métodos de la Neurociencia Moderna, el problema de 
la relación mente / cerebro dejó de ser el monopolio de la Filosofía
Relación Mente/Cerebro
= centro biológico que recibe los estímulos del medio interno y externo al 
individuo, los integra entre sí y da lugar a la respuesta o las respuestas 
correspondientes dentro o fuera del organismo
= conjunto de actividades y procesos psíquicos conscientes e 
inconscientes, especialmente de carácter cognitivo o afectivo
Por un lado poseemos experiencias subjetivas y por otro somos capaces de 
examinar científicamente los órganos materiales implicados en ellas, sin 
que la unidad de ambas perspectivas sea fácil de encontrar
MENTE
CEREBRO
EL “PROBLEMA” MENTE / CEREBRO
Muchas preguntas...
¿Son las actividades mentales distintas o idénticas a los procesos 
cerebrales?
¿Cómo los procesos cerebrales producen los procesos mentales?
El problema “fácil”: distinguir en el campo de las funciones biológicas y de 
los procesos mentales entre aquellos que son inconscientes y los que 
podemos calificar como conscientes / identificar las estructuras nerviosas 
implicadas en su realización
El problema “duro o difícil”: explicar cómo se produce en nosotros la 
experiencia de nuestra propia identidad, la sensación de «darnos cuenta» 
y de que somos, de alguna manera, «dueños» de nosotros mismos y de 
nuestra actividad; en otras palabras, la autoconciencia en general.
David Chalmers: El problema de la conciencia
Estudio neurobiológico de la conciencia
4 teorías:
• el conductismo
• el monismo reduccionista que incluiría el materialismo 
eliminativo
• el dualismo neurofisiológico
• el fisicalismo no reduccionista.
El conductismo
• El objeto del estudio neurobiológico de la conciencia es la conducta
• Teoría dominante durante gran parte del siglo pasado
• John B. Watson (1878-1958) es el fundador del conductismo
• Se trata de una psicología que deja de lado la conciencia y la 
introspección
• Ciencia que presuponía que:
• El organismo es una maquina regulada por las mismas leyes que regulan 
la actividad de los demás organismos.
• El organismo se ajusta al medio.
• Las respuestas están determinadas por los estímulos.
• Objetivo de conductismo:
• Analizar la conducta en términos de estimulo-respuesta
• Estudiar los vínculos entre estímulos y respuesta en contextos 
determinados
Conceptos básicos del conductismo
Estímulo
Cualquier señal, información o evento que produce una reacción 
(respuesta) de un organismo.
Respuesta
Cualquier conducta de un organismo que surge como reacción a un 
estímulo.
Condicionamiento
El condicionamiento es un tipo de aprendizaje derivado de la 
asociación entre estímulos y respuestas.
Refuerzo
Un refuerzo es cualquier consecuencia de una conducta que aumenta 
la probabilidad de que ésta vuelva a darse.
Castigo
Opuesto al refuerzo: consecuencia de una conducta que disminuye la 
probabilidad de que vuelva a darse.
Pavlov (1849-1936): Condicionamiento clásico
● Para Pavlov no era necesario el concepto de mente; 
Conceptualizó las respuestas como reflejos que se dan 
después de la aparición de estímulos externos
El experimento del pequeño Albert de John B Watson y Rosalie 
Rayner es otro ejemplo de condicionamiento clásico.
Skinner (1904-1990): El condicionamiento operante
● Skinner introdujo los conceptos de refuerzo positivo y negativo
– Refuerzo positivo: premiar una conducta
– Refuerzo negativo: retirar algo o evitar un evento desagradable
● En ambos casos, la intención es la de aumentar la frecuencia e 
intensidad de aparición de una conducta determinada.
Skinner defendía el conductismo radical, que mantiene que todo el 
comportamiento es resultado de asociaciones aprendidas entre estímulos y 
respuestas
El monismo reduccionista
(materialismo eliminativo)
● Este tipo de monismo reduce todos los niveles de la realidad al 
nivel físico. Toda la realidad, incluido el ser humano, sería 
explicable en términos físico-químicos
● Niega que la mente sea realmente distinta del cerebro
● Trata de explicar los fenómenos mentales y, en concreto, la 
conciencia - también la autoconciencia - en términos físicos o 
biológicos
● Postura aceptada por muchos neurocientíficos en la actualidad
El monismo reduccionista
(materialismo eliminativo)
● Los estados mentales - creencias, deseos, sentimientos, 
intenciones - no existen realmente y deben ser sustituidos por una 
estricta concepción biologicista, que parta de la idea de que las 
actividades cognitivas son en última instancia actividades del 
sistema nervioso
● Aproximación de abajo arriba: empezar por comprender el 
comportamiento físico, químico, eléctrico o filogenético de las 
neuronas, y después, tratar de comprender desde esa 
aproximación científica lo que sabemos intuitivamente sobre 
nuestras actividades cognitivas y afectivas.
● Numerosos neurocientíficos han tenido o tienen esta visión: 
Francis Crick, Christof Koch, Susan Greenfield, Antonio Damasio, 
Michael Gazzaniga y Stuart Hameroff
El monismo reduccionista
(materialismo eliminativo)
• Francis Crick (1916-2004) ha dedicado 
la última etapa de su vida científica al 
estudio de la conciencia junto con su 
colaborador Christof Koch
• Estos autores han buscado los correlatos neuronales mínimos necesarios 
para dar lugar a un aspecto específico de la conciencia
• “ Todas nuestras alegrías y sufrimientos, nuestras ambiciones y memorias, 
el sentido de nuestra identidad y de nuestro libre albedrío, no son más 
que el funcionamiento de amplias redes neuronales y de las moléculas 
asociadas a estas conexiones neurales” (The Astonishing Hypothesis: The 
Scientific Search for the Soul)
• Incluso ha llegado a proponer el núcleo reticular del tálamo como un 
centro nodal para la conciencia del individuo
El monismo reduccionista
(materialismo eliminativo)
● Susan Greenfield: la conciencia es una realidad 
continuamente variable, que existe en diversos 
grados y en cuya estructuración son muy 
importantes las redes neuronales que se 
extienden sobre amplias zonas de nuestro 
cerebro, y los marcadores bioquímicos, que 
actuarían como neuromoduladores para que 
estas asociaciones de células puedan actuar de 
forma unitaria en muy poco tiempo.
● Estos neuromodulares estarían en la basede 
nuestro estado de ánimo, sentimientos y 
emociones. Y las emociones son para esta 
neurocientífica la forma más básica de 
conciencia.
El monismo reduccionista
(materialismo eliminativo)
● António Damásio: la explicación de la conciencia 
debe buscarse en los trabajos de la biología evolutiva 
y de la psicología. Los mapas genéticos de nuestro 
sistema nervioso son la base sobre la que se crean 
posteriormente los mapas sensoriales y motores
● Nuestra existencia es una larga marcha desde los 
genes hacia la cultura a través de nuestro sistema 
nervioso, que está diseñado y preparado para ello
● En su libro “El error de Descartes, sostiene que el
error de RD fue la separación dualista entre la mente 
y el cuerpo, racionalidad y emoción
El monismo reduccionista
(materialismo eliminativo)
● Michael Gazzaniga: La conciencia es una propiedad emergente de 
nuestro sistema nervioso y no una entidad por si misma; respuesta 
al concierto de muchas redes neuronales que se forman en centros 
corticales y subcorticales
● Stuart Hameroff (asociado al físico Roger Penrose): La conciencia 
es un cuanto computacional en el cerebro, un «colapso» 
infinitesimal de información cuántica dentro de la información 
clásica que corresponde a las células del sistema nervioso.
● Hameroff ha sugerido que un posible lugar para que se lleve a cabo 
ese «colapso» a nivel microscópico serían los microtúbulos 
celulares, que representarían unas proteínas computacionales 
ubicadas dentro de las dendritas de cada neurona. Sería como una 
visión sofisticada de un computador biológico perfectamente 
asociado a nuestro cuerpo.
Dualismo neurofisiológico
● John Eccles (1903-1997) desarrolló esa teoría
● Para Eccles, el cerebro no es una estructura lo suficientemente 
compleja para dar cuenta de los fenómenos relacionados con la 
conciencia, por lo que hay que admitir la existencia autónoma de una 
mente autoconsciente distinta del cerebro, como una realidad no 
material ni orgánica que ejerce una función superior de 
interpretación y control de los procesos neuronales.
● Eccles encuentra el fundamento de su hipótesis dualista en la teoría 
de los tres mundos del filósofo Karl Popper, según la cual todo lo que 
existe y nuestra experiencia está contenida en uno de estos mundos:
– Realidad física (objetos naturales tanto inanimados como biológicos y 
objetos artificiales) CEREBRO
– Fenómenos mentales (percepciones, sentimientos, intenciones, 
recuerdos, estados de conciencia, etc.)
– Productos culturales (ideas, mitos, herramientas, teorías y problemas 
científicos, instituciones sociales, obras de arte, etc.)
Fisicalismo no reduccionista
● Teoría propuesta por Malcom Jeeves y Warren Brown.
● El alma o la mente están fisiológicamente expresadas o encarnadas 
en nuestra persona, pero no cabe una explicación exhaustiva de 
esta en virtud de un análisis exclusivamente biologicista
● Su propuesta se encamina a reconciliar nuestros puntos de vista 
sobre cuerpo y alma —mente y cerebro— considerándolos en el 
conjunto de la persona.
● «Nosotros somos almas, no tenemos almas».
Introducción a las neurociencias
Doctrinas, paradigmas, leyes y dogmas
Teoría reticular
• Teoría defendida por Camilo Golgi
• El sistema nervioso estaba conformado por una red de células 
fusionadas a través de los axones a manera de un sincitio
• El sistema nervioso estaba formado 
por fibras nerviosas en forma de una 
compleja red (rete nervosa diffusa) 
en la que el impulso nervioso se 
propagaba sin interrupción
Doctrina de la neurona / Teoría neuronal
● Las neuronas son la formación básica y funcional del sistema 
nervioso
● Teoría desarrollada por Santiago Ramón y Cajal y Charles
Sherrington
● Postulaba que las neuronas son células 
discretas (no conectadas para formar 
un tejido), entidades genética y 
metabólicamente distintas, que tienen 
cuerpo celular y expansiones (axón y 
dendritas)
● Postulaba también que la transmisión 
neuronal es siempre hacia la derecha 
(desde las dendritas al soma, y luego a 
las arborizaciones del axón).
Teoría de Hebb
● Introducida por Donald Hebb, en 1949
● La teoría Hebbiana describe un mecanismo 
básico de plasticidad sináptica en el que el 
valor de una conexión sináptica se 
incrementa si las neuronas de ambos lados 
de dicha sinapsis se activan repetidas veces 
de forma simultánea. 
● Es también llamada regla de Hebb, postulado 
de aprendizaje de Hebb o Teoría de la 
Asamblea Celular
● "las células que se disparan juntas, permanecerán 
conectadas”
● “El aprendizaje es una nueva relación que se crea entre 
neuronas y recordar es mantener esa relación socialmente 
activa”
Dogma 1: El cerebro humano adulto no es plástico
● Hasta hace relativamente poco tiempo se creía que el cerebro 
humano adulto no era maleable
● Pero los trabajos de Michael Merzenich y sus colegas a fines de 
1970 y principios de los 80 han mostrado que eso no es cierto. Ahora 
sabemos que el cerebro es capaz de reorganizarse ampliamente, 
particularmente en respuesta a ciertas experiencias y lesiones.
● Actualmente se considera que el aprendizaje ocurre como resultado 
directo de la modificación de conexiones sinápticas en el cerebro; se 
cree que la reorganización del “cableado” cerebral tiene lugar luego 
de ocurrida la lesión, y subyace en fenómenos tales como los del 
síndrome de miembro fantasma en amputados.
Dogma 2: El cerebro humano adulto no puede 
regenerarse
● Ha sido un dogma central de las neurociencias el considerar que el 
cerebro adulto no puede generar nuevas células nerviosas. Pero 
ahora se ha establecido que el cerebro humano adulto contiene 
“células madres”, las cuales son capaces de dividirse para generar 
nuevas neuronas a lo largo de la época adulta.
● La función de estas nuevas células es todavía poco clara, y los 
investigadores hasta ahora han tenido escaso éxito en provocar su 
división in vivo
Dogma 2: El cerebro humano adulto no puede 
regenerarse
Portillo et al., 2019 Encyclopedia of animal behavior
Dogma 3: Las neuronas son los elementos 
funcionales del sistema nervioso
● En el siglo 19 el descubrimiento de las neuronas fue rápidamente 
seguido por el de que el sistema nervioso contiene otro tipo de 
célula: la célula glial.
● Las células gliales fueron relegadas al rol secundario de proveer a 
las neuronas soporte estructural y nutricional.
● Ahora se sabe que las células gliales regulan la comunicación entre 
neuronas y controlan el flujo sanguíneo a través de los capilares del 
cerebro. También comunican las neuronas entre sí y con los vasos 
sanguíneos
● Las células gliales pueden generar potenciales de acción
Más que meros soportes, las células gliales pueden resultar de 
fundamental importancia en las funciones cerebrales.
Douglas Fields, 2008 Neuroscientist
Dogma 3: Las neuronas son los elementos 
funcionales del sistema nervioso
development [48]. Indeed, the authors intriguingly showed that,
unlike the GnRH neurons in the medial septum, GnRH neurons in
the preoptic region, which in females are specifically involved in
the generation of the GnRH surge at proestrus [39,197,244], exhib-
ited a relatively expansive and branched dendritic tree during the
infantile period (between P0 and P10) that subsequently under-
went dramatic pruning before the peripubertal period (P35) to pro-
duce the relatively simple phenotype previously described for
mature unipolar or bipolar GnRH neurons [218]. Could astrocytes
be involved in these maturational events? This intriguing possibil-
ity derives from the conspicuous temporal correlation between
GnRH neuronal maturation and astrocyte development in the
rodent central nervous system [75,90] and the increasing body of
evidence suggesting that glial cells play a major role in synapto-
genesis [13,169] and dendritic growth and branching [75,90]. Re-
cent bromodeoxyuridine (BrdU) injection experiments revealed
that a significant fraction of GnRH neurons are indeed able to re-
cruit and retain newly generatedcells that develop during the
infantile period [4]. Remarkably, these newly generated cells dif-
ferentiate into astrocytes and they remain morphologically associ-
ated with GnRH neurons throughout sexual development and in
sexually mature animals. Because preventing local cell prolifera-
tion around GnRH neurons during the second postnatal week by
stereotaxic injection of beads that release paclitaxel (a mitotic
inhibitor) causes delayed puberty and an impaired adult ovarian
cycle [4], these findings raise the exciting possibility that the birth
Fig. 2. Astrocytes and tanycytes may be central to neurovascular signaling in the GnRH system. (a) Micrograph showing a GnRH cell body (green) abundantly apposed by glial
cell processes immunoreactive for GFAP (red) in the tuberal region of the human hypothalamus. Note that single astrocytes (arrow) morphologically associated with GnRH
neurons (little arrows) can also contact brain blood barrier (BBB) capillaries (arrow-heads). Scale bar, 20 lm. (b) Agents released by neural activity, such as neurotransmitters,
could diffuse through the astrocyte to reach local arterioles. Alternatively these agents could engage receptors on astrocytes and initiate signaling leading to the production of
vasoactive mediators in these cells. (c) Confocal microscopy image showing the localization of DARPP-32 immunoreactivity (green; arrows) in tanycytes. These specialized
radial ependymoglial cells of the median eminence send processes toward the vascular wall of the pituitary portal blood system. Vascular endothelial cells are labeled with
TRITC-conjugated Bandeiraea simplicifolia Lectin (red; arrowheads). In the external zone of the median eminence, GnRH nerve terminals (blue) are in close proximity to
DARPP-32-immunoreactive tanycytic end-feet that segregate most of the terminals from the portal capillaries. 3 V, Third ventricle. Scale bar, 40 lm. (d) Schematic
representation of the different cell types (tanycytes, astrocytes and endothelial cells) and neuronal elements (neuroendocrine terminals) that compose the median eminence.
The median eminence is the brain structure forming the floor of the third ventricle in the tuberal region of the hypothalamus. The median eminence, where reside fenestrated
capillaries, is a circumventricular organ capable of conveying information from the brain to the periphery via the release of neurohormones into the pituitary portal blood
and, conversely sensing information reaching the brain via the bloodstream. Adapted from [10,52] with permission.
V. Prevot et al. / Frontiers in Neuroendocrinology 31 (2010) 241–258 243
Dogma 4: Los neurotransmisores son liberados en 
las terminales nerviosas
● Según la visión tradicional, las neuronas reciben información de 
otras células nerviosas en sus dendritas, asimilan estas señales en 
su cuerpo celular y generan un potencial de acción que es 
propagado a lo largo del axón. Cuando el potencial de acción 
alcanza la terminal nerviosa, provoca una liberación de 
neurotransmisores, los cuales se difunden a través de la hendidura 
sináptica y obtienen una respuesta en la membrana postsináptica.
● Sin embargo, diversos estudios muestran que los 
neurotransmisores también pueden ser liberados desde los axones 
en la sustancia blanca del cuerpo calloso.
Dogma 4: Los neurotransmisores son liberados en 
las terminales nerviosas
Dogma 5: Las neuronas son conmutadores 
[“switchers”] binarios
● El potencial de acción ha sido considerado como una respuesta de 
tipo “todo o nada”. Esto significa que se requiere una mínima 
cantidad de estimulación para que una neurona produzca un 
impulso nervioso, y un estímulo por debajo del umbral no 
producirá una respuesta.
● Desde hace tiempo se sabe que las células del sistema nervioso de 
los invertebrados producen potenciales de diferentes grados, en 
los que la cantidad de transmisores liberados es proporcional a la 
intensidad del estímulo.
● Ahora tenemos evidencia que las neuronas de los mamíferos 
pueden también generar potenciales de distinto grado
Las neuronas no son simples interruptores “on/off”, y el potencial 
de acción no es a todo o nada.
Dogma 6: Las neuronas se comunican entre ellas 
por la propagación de potenciales de acción
● Las neuronas evolucionaron para comunicarse entre sí, y lo hacen 
generando impulsos nerviosos que son propagados a lo largo de las 
fibras nerviosas. Pero dado que esta actividad eléctrica no puede 
atravesar la sinapsis, es convertida en una señal química que 
transmite la señal de una célula a la siguiente.
● Algunas de ellas pueden transportar las señales mediante la 
propagación de mensajes secundarios en cascada. Estas cascadas 
bioquímicas de señales pueden viajar a lo largo de la fibra nerviosa, 
y pueden provocar la liberación de neurotransmisores desde la 
terminal nerviosa en ausencia de actividad eléctrica.