- NeoFronteras - http://neofronteras.com -

¿Gusanos y libre albedrío?

La respuesta nerviosa de los nematodos a un estímulo no depende completamente de este.

Foto

¿Tenemos libre albedrío? Los filósofos y los teólogos han debatido profusamente sobre el tema. Pero esta cuestión también depende de lo que se entienda por libre albedrío.
Los seres humanos estamos condicionados. No cabe duda. Parece que nuestras acciones son predecibles. Algunas de las decisiones que tomamos ya son decididas por el inconsciente antes de que creamos haberlas asumido. Estas acciones o decisiones pueden ser predichas gracias a los modernos sistemas de resonancia magnética nuclear funcional en pruebas de laboratorio. Entonces, ¿Es nuestro cerebro una máquina determinista? ¿Dados unos estímulos determinados se obtiene siempre la misma respuesta? Al parecer no siempre, al menos en el caso de los nematodos Caenorhabditis elegans.
Si está presente el olor de una comida, estos gusanos normalmente paran de vagar por el medio e investigan su fuente. Pero algunas veces no lo hacen. Unos científicos de Rockefeller University publican en Cell un artículo en el que dan un explicación neurológica a esta variabilidad de la reacción estímulo-respuesta basándose en una red neuronal de sólo tres células que hay en el cerebro de este gusano.
Torsten N. Wiesel dice que han encontrado que el estado colectivo de estas tres neuronas cuando llega el olor determina la probabilidad de que el gusano se mueva hacía la fuente del olor. “Así que, en esencia, lo que el gusano esté pensando en ese momento determina cómo responde”, añade.
Por tanto, el sistema nervioso no está esperando pasivamente a una señal del exterior, sino que tiene un patrón interno de actividad que es tan importante como la señal exterior a la hora de generar comportamiento.
Para averiguar la dinámica de la red neuronal los investigadores cambiaron la actividad de las neuronas tanto de forma colectiva como individual. La idea era saber el papel de cada neurona en la generación de variabilidad, tanto en la actividad cerebral como en el comportamiento asociado.
Este modelo animal es mucho más fácil de estudiar a este nivel que el cerebro humano, pues en nuestro caso contamos con 100 billones de sinapsis o conexiones neuronales. Por otro lado, el cerebro de C. elegans cuenta solamente con 302 neuronas y unas 7000 sinapsis (resaltado en la foto de cabecera). Obviamente no se puede reproducir la complejidad del cerebro humano con estos gusanos, pero esta sencillez permite estudiar fácilmente cuestiones neurológicas básicas.
Un gusano de este tipo pasa la mayor parte del tiempo vagando por el medio hasta que detecta un olor, por ejemplo el del alcohol isoamilo. Entonces el gusano cambia de dirección y se dirige a la fuente de olor, presumiblemente comida. Una neurona sensorial es la que recibe el olor y entonces envía la información hacia la red de tres neuronas estudiada, que rebajan su nivel de actividad para que así el gusano se dirija a la fuente. Pero esta actividad puede continuar alta y que el gusano ignore la fuente de olor, por lo que seguirá vagando.
Descubrieron que había tres posibles estados de este conjunto de tres neuronas: todas apagadas, todas encendidas y la neurona denominada AIB encendida y las otras apagada.
En el primer caso, al llegar la señal del olor, las neuronas seguían apagadas. En el segundo caso, al llegar la señal, se apagaban, pero no siempre. Por último, en el tercer caso, al llegar la señal, todas las neuronas se apagaban siempre, al apagarse la única activa.
La clave está en la neurona AIB, que es la primera neurona de esta red, pues se apaga dependiendo del contexto, de cómo estén las otras neuronas al llegar la señal. Su actividad es difícil que decaiga cuando las otras dos neuronas, AVA y RIM, están encendidas. Son precisamente estas otras dos neuronas las que envían la señal al resto del sistema para que se activen los músculos. Cuando los investigadores apagaban RIM o AVA, tanto juntas como por separado, la respuesta de AIB al olor mejoraba. Todo esto sugiere que el input de estas dos neuronas compite con la señal sensorial que entra en la red.
Especulando lo que puede pasar en el cerebro humano según esta idea, uno de los autores propone un ejemplo en el que un humano en estado hambriento puede cruzar la calle hacia la pastelería de enfrente al percibir el olor que emana de ella, pero que la aversión al tráfico o al esfuerzo a realizar compita con el estímulo y que al final no se cruce la calle.
La competición entre neuronas, por tanto, puede influir en el estado de las redes neuronales humanas. Hay pruebas de que el estado de las redes tiene u impacto similar en animales con cerebros complejos (incluidos nosotros) que el que se da en C. elegans.
Cori Bargmann, uno de los autores, dice: “En el sistema nervioso de los mamíferos millones de neuronas están activadas al mismo tiempo. Tradicionalmente pensábamos que actúan individualmente, pero hablan entre ellas. Nuestra comprensión ha evolucionado hacia poder ver funciones importantes en términos de estados de actividad colectiva dentro del cerebro.”
¿Es este resultado un apoyo hacia la idea del libre albedrío? No mucho, pese a lo que se venda en la nota prensa. El estado de las redes puede estar determinado por la historia pasada, por lo que la determinación exacta de dicho estado podría permitir predecir la respuesta frente a un determinado estímulo. Además, que un sistema sea impredecible no significa que tenga libre albedrío, pues para ello tendría que haber un “yo” que controlara a voluntad esos estados. Ni siquiera la presencia de aleatoriedad es garantía de libre albedrío.

Copyleft: atribuir con enlace a http://neofronteras.com/?p=4634 [1]

Fuentes y referencias:
Artículo original [2]
Foto: Rockefeller University.