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• Gabriel Rocha

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EL CEREBRO EN ACCION. A.R. LURIA Primer parte: ORGANIZAICION FUNCIONAL Y ACTIVIDAD MENTAL I. Lesiones locales del cerebro y localización de funciones. Primeras soluciones: ya en la edad media, filósofos y naturalistas consideraban que las facultades mentales podían estar localizadas en los tres ventrículos cerebrales. En el s. XIX el anatomista Gall quien describió por primera vez la diferencia entre sustancia blanca y sustancia gris del cerebro, sostuvo con convicción que las facultades humanas están situadas en áreas particulares y estrictamente localizadas en el cerebro. Los mapas frenológicos de Gall fueron intentos para proyectar, sin basarse en hechos, la “psicología de las facultades” muy en boga por aquella época. A estos estudios siguieron intentos para distinguir zonas funcionales del córtex cerebral. El verdadero nacimiento de la investigación científica de las alteraciones de procesos mentales puede situarse con toda justicia en el año 1861 cuando Paul Broca describió el cerebro de un paciente que durante años había sido observado con una importante alteración del lenguaje motor (expresivo) y mostro que el tercio posterior del giro frontal (inferior) del cerebro del paciente estaba destruido. Así Borca postuló que el tercio del giro frotak inferior izquierdo es el “centro de la imágenes motoras de las palabras” y que una lesión de esta región lleva a un tipo característico de perdida de lenguaje expresivo que él llamó afasia. El descubrimiento de Broca fue importante por dos razones. Por un lado, por primera vez había sido localiza una función mental compleja en una parte precisa del córtex y esta “localización” descansaba sobre una base de hechos clínicos. Por otro lado, este descubrimiento mostró por primera vez la radical diferencia entre las funciones de los hemisferios cerebrales derecho e izquierdo. En 1873 el pisquiatra Carl Wernicke describió casos en que una lesión de otra parte del cerebro, el tercio posterior del giro temporal superior izquierdo, ocasionó un cuadro igualmente claro pero ahora de carácter opuesto, perdida de la habilidad para comprender el lenguaje audible, mientras que el lenguaje expresivo (motorico) permanecía relativamente inalterado. Wernicke expresó la creencia de que el tercio posterior del giro temporal superior izquierdo es el “centro delas imagines sensoriales de las palabras”. El psiquiatra alemán Kleist (1934) analizó una larga lista de casos de heridas en el cerebro producidas por tiro de fusil ocurridas durante la Primera Guerra Mundial y localizó en partes específicas del córtex funciones tales como “el esquema corporal”, “la comprensión de frases”, “las acciones constructivas, el humor” e incluso “el ego personal y social”. La hipótesis de Jakson de la organización cerebral de los procesos, mentales complejos debe abordarse desde el punto de vista del nivel de su construcción, más que de su localización en áreas particulares del cerebro. Esta hipótesis no fue considerada y desarrollada hasta 50 años más tarde, cuando emergió de nuevo en los escritos de eminentes neurólogos de la primera mitad del s. XX. Estos ivestigadores expresaron dudas validas sobre la aplicabilidad de este principio del “localizacionismo esctricto” a los mecanismos cerebrales.

Monakow y Goldstein postularon que los complejos fenómenos de “semántica” o conducta categorial son el resultado de la actividad de todo el cerebro, más que el producto de trabajo de áreas del cortex cerebral.

Concepto de Función Los investigadores que han examinado el problema de la “localización” cortical de las funciones elementales mediante la estimulación o exclusión de áreas locales cerebrales, han entendido el término “función” queriendo significar la función de un tejido particular. Sin embargo esta definición no cubre todas las aceptaciones o usos del término de “función”. Cuando hablamos de la función “digestiva” o de la función “respiratoria” está claro que no puede entenderse como una función de un tejido en particular. Es obvio que este proceso completo se lleva a cabo no como una simple “función”, sino como un sistema funcional completo que abarca muchos componentes pertenecientes a diferentes niveles de los aparatos secretor, motor y nervioso. Tal sistema funcional difiere no solo en la complejidad de su estructura, sino también en la movilidad de sus partes componentes. La tarea (restablecimiento de la homeostasis alterada) y el resultado final (transporte de elementos nutritivos a las paredes del intestino o de oxígeno a los alveolos de los pulmones, seguidos de su absorción en el torrente sanguíneo). Aunque esta estructura sistémica es característica de actos conductuales relativamente simples, es mucho más característica de formas más complejas de actividad mental. Todos los procesos mentales tales como percepción y memorización, gnosis y praxis, lenguaje y pensamiento, estructura, lectura y aritmética, no pueden ser considerados como “facultades” aisladas ni tampoco indivisibles, que se pueden suponer “función” directa de limitados grupos de células o estar “localizadas” en áreas particulares del cerebro.

Concepto de localización Nuestro examen de la estructura de los sistemas funcionales y de las funciones psicológicas superiores nos han llevado a contemplar de forma completamente nueva las clásicas ideas de localización de la función mental en el cortex humano. El problema se hace mucho más complejo si se trata de la localización de formas superiores de actividad mental; las formas superiores de los procesos mentales poseen una estructura particularmente compleja; se establecen a lo largo de la ontogenia. Inicialmente consisten en una serie completa y extensa de movimientos manipulativos que gradualmente se han condensado y han adquirido el carácter de “acciones mentales” internas. 1. mientras que las formas elevadas de actividad consciente están basadas en ciertos mecanismos externos (una combinación de letras que escribimos para no olvidar una idea, o una tabla de multiplicar que usamos para operaciones aritméticas), queda perfectamente claro que estos dispositivos externos o artificiales formados históricamente

son elementos esenciales en el establecimiento de conexiones funcionales entre partes individuales del cerebro, y que gracias a su ayuda, áreas del cerebro que antes eran independientes se vuelven componentes de un sistema funcional único. Este principio de construcción de sistemas funcionales en el cerebro humano es lo que Vygotsky llamó el principio de “la organización extracortical de las funciones mentales complejas” 2. la segunda característica propia de la “localización” de los procesos superiores del córtex humano es que nunca permanece constante o estática, sino que cambia esencialmente durante el desarrollo del niño y en los subsiguientes periodos de aprendizaje. El desarrollo de cualquier tipo de actividad consciente compleja al principio se va extendiendo y requiere un cierto número de dispositivos externos para ello y hasta más tarde ni se va condensando gradualmente y se convierte en una habilidad motora automática. En el curso de este desarrollo no es solo estructura funcional del proceso la que cambia, sino que también lo hace, como es natural, su “organización” cerebral. Y la actividad empezara a depender de un sistema diferente de zonas de trabajo concertado. El desarrollo de las funciones mentales superiores en la ontogenia tiene aún otra característica de decisiva importancia para su organización funcional en el córtex cerebral. Como demostró Vygotsky durante la ontogenia no solo cambia la estructura de los procesos mentales superiores, sino también sus relaciones entre sí, su “organización interfuncional”. Por ejemplo, el niño piensa en términos de formas visuales de percepción y memoria, o, en otras palabras, piensa por recopilación. En posteriores etapas de la adolescencia o en la vida adulta, el pensamiento abstracto con la ayuda de las funciones de abstracción y generalización está tan altamente desarrollado que incluso procesos relativamente simples, tales como la percepción y la memoria, son convertidos en formas complejas de análisis lógico y síntesis, y la persona en este punto comienza a percibir o recopilar mediante la reflexión. Este cambio de la relación entre los procesos psicológicos fundamentales está destinado a guiar los cambios de la relación entre los sistemas fundamentales del córtex, sobre cuya base estos procesos se llevan a cabo. Consecuentemente, en el niño, una lesión de una zona cortical responsable de una forma relativamente elemental de actividad mental (por ejemplo, el córtex visual) invariablemente da lugar, como efecto secundario o “sistémico”, al desarrollo imperfecto de las estructuras superiores superpuestas a dicha zona; en el adulto, en quien estos complejos sistemas no solo se han formado sino que han llegado a ejercer una influencia decisiva sobre la organización de formas simples de actividad, una lesión de las áreas “inferiores” no es ya tan importante como lo podía ser en las primeras etapas del desarrollo. Nuestra misión no es “localizar” los procesos psicológicos superiores del hombre en áreas limitadas del córtex, sino averiguar, mediante un cuidado análisis, qué grupos de zonas de trabajo concertado del cerebro son responsables de la ejecución de la actividad mental compleja; que contribución aporta cada una, y como cambia la relación entre estas partes en las distintas etapas del desarrollo.

Concepto de síntoma (perdida de una función dada) Las investigaciones clásicas acerca de la localización de las funciones mentales en el córtex, utilizando las observaciones sobre cambios de comportamiento tras lesiones locales en el cerebro, partieron de la suposición simplista de que una alteración de una función mental particular (lectura, escritura, lenguaje) originada como el resultado de la destrucción de una parte cerebral, es la prueba directa de que esta función está localizada en esta parte de cerebro. En tales casos identificar el síntoma significa obtener información concreta para el diagnóstico típica de la lesión y a partir de aquí para la localización de la función del SN. El síntoma de una alteración de la praxis (apraxia) es señal de una lesión local del cerebro; sin embargo, este síntoma por si mismo no nos dice nada respecto a la localización especifica del foco que causa su aparición. La inmediata labor del investigador es estudiar la estructura de los defectos observados y cualificar los síntomas. Solo entonces, mediante averiguaciones que conduzcan a la identificación del factor básico que yace tras el síntoma observado, será posible extraer conclusiones referentes a la localización del foco que yace en la base del defecto. El concepto de localización de un foco, por tanto, no coincide con el de localización de una función.

II. Las tres principales unidades funcionales. Los procesos mentales humanos tienen lugar a través de la participación de grupos de estructuras cerebrales que trabajan concretamente, cada una de las cuales efectúa su particular aportación a la organización de este sistema funcional. La primera tarea esencial debe ser descubrir las unidades funcionales básicas que componen el cerebro humano, y el papel ejecutado por cada una de ellas en las formas complejas de actividad mental. Existen sólidos fundamentos para distinguir tres unidades funcionales del cerebro cuya participación es necesaria para todo tipo de actividad mental -unidad I: para regular el tono de la vigilia -unidad II: para obtener, procesar y almacenar la información que llega del mundo exterior -unidad III: para programar, regular y verificar la actividad mental. Cada una de ellas en si misma es de estructura jerárquica y consiste, por lo menos, en tres zonas corticales una sobre la otra: el área primaria (de proyección) que recibe impulsos de, o los manda, a la periferia; la secundaria (de proyección - asociación) donde la información que recibe es procesada; y la terciaria (zona de superposición), los últimos sistemas en desarrollarse en los hemisferios cerebrales, y responsables en el hombre de las más complejas formas de actividad mental que requieren la participación concertada de michas áreas corticales. La unidad para regular tono y vigilia, y estados mentales Solo bajo condiciones óptimas de vigilia es posible que el hombre reciba y analice información. Sabemos que esta precisa regulación de los procesos mentales es imposible durante el sueño. Pavlov fue quien señalo la necesidad de un tal estado óptimo del córtex para que ocurra cualquier forma de actividad organizada y también estableció las leyes neurodinamicas fundamentales que caracterizan este estado óptimo del cortex, afirmando hipotéticamente que si fuera posible ver el sistema de excitación que se extiende por todo el cortex de un animal despierto observaríamos “un punto de luz” concentrado, moviéndose por todo el cortex al cambiar de una actividad a otra, y reflejando un punto de excitación optima. Con el subsiguiente desarrollo de los métodos electrofisiologicos se hizo posible visualizar este “punto de excitación optima”. Los porcesos de excitación que tienen lugar en el cortex despierto obedecen a una ley de la fuerza, según la cual todo estimulo fuerte (o biológicamente significativo) evoca una fuerte respuesta, mientras todo estimulo débil evoca una respuesta débil. Estas características fundamentales desaparecen cuando el tono cortical disminuye. En estos estados de inhibición, o “fasicos”, la ley de fuerza se rompe, y los estímulos fuertes pueden evocar respuestas tan fuertes, o más fuertes, como los estímulos fuertes. La estructuras que mantienen regular el tono cortical no yacen en el mismo cortex, sino debajo de él, en el subcortex, influyendo en el tono de éste y al mismo tiempo experimentando ellas mismas su influencia reguladora.

En el año 1949 Magoun y Maruzzi mostraron que hay una formación nerviosa especial en el tallo cerebral que ejerce el papel de un mecanismo que regula el estado del córtex cerebral, cambiando su tono y manteniendo su estado de vigilia. Esta formación tiene la estructura de una red nerviosa, en la cual se intercalan los cuerpos de las células nerviosas conectadas entre si mediante cortos procesos. La excitación se extiende sobre la red de esta estructura nerviosa (conocida como formación reticular), no como impulsos simples y en desacuerdo con la ley del “todo o nada”, sino gradualmente, modulando así el estado total del sistema nervioso. Algunas fibras de esta formación reticular suben para terminar en estructuras nerviosas superiores, tales como el tálamo, el núcleo caudado, el archicortex y, finalmente, las estructuras del neocortex. El sistema reticular ascendente juega un papel decisivo en la activación del córtex y la regulación del estado de su actividad. Otras fibras de la formación reticular corren en dirección opuesta: sistema reticular descendente, que subordinan estas estructuras inferiores al control de programas que parecen en el córtex y que requieren la modificación y modulación del estado de vigilia para su ejecución. Estas dos secciones de la formación reticular constituyen así un sistema funcional dispuesto verticalmente, un único aparato autorregulador construido sobre el principio del “del arco reflejo” capaz de cambiar el tono del córtex. Con el descubrimiento de la formación reticular se introdujo un nuevo principio: organización vertical de todas las estructuras del cerebro. Con la descripción de la formación reticular se descubrió la primera unidad funcional del cerebro, un aparato que mantiene el tono cortical y el estado de vigilia y que regula estos estados de acuerdo con las demandas que en ese momento confronta el organismo. La función de la formación reticular es regular el tono del córtex y modular su estado Unos autores demostraron que la formación reticular también tiene porciones inhibidoras. Así, mientras la estimulación de ciertos núcleos de la formación reticular invariablemente conducía a una activación del animal, la estimulación de sus restantes núcleos condujo a cambios característicos de sueño en la actividad eléctrica del córtex y al desarrollo del propio sueño (este hecho se aplica al cerebro de animales y hombres). Se considera que la formación reticular (parte más importante de la 1era unidad funcional) realiza la acción activadora e inhibidora que afecta a todas las funciones sensoriales o motoras del cuerpo por un igual y que su función es meramente la de regular los estados de sueño y de vigilia. Observaciones posteriores han mostrado que el sistema reticular del cerebro tiene ciertos rasgos de diferenciación o especificidad en cuanto a sus características anatómicas y también en cuanto a sus fuentes y manifestaciones. El S.N muestra siempre un cierto tono de actividad, y el mantenimiento de este tono es una característica esencial de toda actividad biológica. Existen situaciones en que este tono ordinario es insuficiente y debe ser elevado. Estas situaciones son las fuentes primarias de activación. Pueden distinguirse tres fuentes principales de esta activación. La primera de estas fuentes es los procesos metabólicos del organismo o “economía interna”.

Otras formas más complejas de este tipo de activación están relacionadas con los procesos metabólicos organizados de ciertos sistemas conductuales innatos; conocidas como sistemas de conducta instintiva (o reflejo) sexual y de alimentación. Los procesos metabólicos (y humorales) que tienen lugar en el cuerpo son en estos casos la fuente de activación. Su diferencia yace en la distinta complejidad de su nivel de organización y en que mientras el primer grupo de procesos evocan solo repuestas primitivas, automáticas, los segundos están organizados en sistemas conductuales complejos, como resultado de cuya acción se satisfacen las necesidades apropiadas. La segunda fuente de activación está conectada con la llegada de estímulos del mundo exterior, y conduce a formas de activación, manifestadas como un reflejo de orientación. El hombre vive en un mundo facilitador de información y la necesidad de esta información es a veces tan grande como la necesidad del metabolismo orgánico. Una persona normal tolera con gran dificultad el contacto restringido con el mundo exterior, y, como observo Hebb (1955), si se sitúa a un numero de sujetos bajo condiciones de severa limitación de flujo de información, su estado se hace intolerable y se producen alucinaciones que, hasta un cierto grado, pueden compensar este flujo limitado de información. Los constantes cambios que se producen en el medio a veces no son esperados por el individuo, requieren un nivel de alerta un tanto incrementado. Esta alerta incrementada debe acompañar a todo cambio de las condiciones ambientales, a toda aparición de un cambio imprevisto, debe tomar la forma de movilización del organismo para encontrarse con posibles sorpresas, y, a este respecto a los que Pavlov llamo reflejo de orientación. Uno de los descubrimientos mas importantes de los últimos tiempos ha sido la demostración de que el nexo entre el tipo de reflejo de orientación o activación y la forma de trabajo de la formación reticular y sistema límbico del cerebro no es siempre idéntico, ni se analiza de la misma forma. Estas formas de reacción de activación están ligadas con diferentes estructuras de la formación reticular: las formas tónicas y generalizadas con sus regiones inferiores, y las formas fásicas y locales con las regiones superiores del tallo cerebral. Los núcleos no específicos del tálamo y del núcleo caudado y del hipocampo están estrechamente vinculados de manera funcional con el sistema del reflejo orientador. Este es el único tipo de mecanismo que puede permitir procesos de “habituación” de forma que algunos estímulos repetidamente presentados pierden su novedad, y la movilización especial del organismo cuando aparecen no es necesariamente de larga duración; es por esto que el mecanismo del reflejo orientador está estrechamente unido a los mecanismos de la memoria. La tercera fuente de activación. Los procesos metabólicos o un flujo de información que evoquen un reflejo orientador no son las únicas fuentes de actividad humana. Una gran parte de la actividad humana se evoca por intenciones y planes, por proyectos y programas que se forman durante la vida consiente del hombre y se efectúan con la íntima participación, inicialmente externa, y mas adelante interna, del lenguaje. Cada intención formulada en el lenguaje define una cierta meta y evoca un programa de acción conducente a la consecución de la meta. Cada vez que la meta es alcanzada, la act se detiene, pero cada vez que no es alcanzada, conduce a una mayor movilización de los esfuerzos.

Sería erróneo considerar la aparición de estas intenciones y las formulaciones de estas metas como un acto puramente intelectual. El cumplimiento de un plan o la consecución de un fin requieren una cierta cantidad de energía, y solo son posibles si se mantiene un cierto nivel de actividad. Las observaciones a alas que me refiero han conducido a desechar la antigua hipótesis de que la fuente de esta actividad debe ser buscada enteramente a nivel cortical. En la búsqueda de los mecanismos de estas formas superiores de organización de actividad debe conservarse el mismo principio vertical de construcción de sistemas funcionales del cerebro y deben considerarse las conexiones que existen entre los niveles superiores del córtex. También existen conexiones descendentes entre el córtex y las formaciones inferiores; son estas conexiones las que transmiten la influencia reguladora del córtex sobre las estructuras inferiores del tallo cerebral y que constituyen el mecanismo mediante el cual los patrones funcionales de excitación que se originan en el córtex reclutan los sistemas de la formación reticular del cerebro “antiguo” y reciben de ellos su carga de energía.