Conciencia y Cerebro: La hipótesis del "Núcleo Dinámico"

[G] erald M. Edelman y Giulio Tononi han desarrollado una propuesta acerca de las bases neuronales de la conciencia que busca explicar dos propiedades fundamentales de la experiencia conciente, las cuales ellos denominan “integración” y “diferenciación” (Edelman and Tononi, 2000; Tononi and Edelman, 1998). La integración se refiere al carácter unitario de la experiencia conciente, dado que la multiplicidad de aspectos, tales como color, sabor, audición, tacto, etc., convergen en una única experiencia coherente. La diferenciación es la capacidad de experienciar alguna de entre un basto número de estados concientes posibles. Esta capacidad está íntimamente ligada a lo que Edelman y Tononi denominan la capacidad informativa de la experiencia conciente, donde cada estado conciente sería altamente informativo, dada la reducción de incerteza que se acompaña de la selección de uno entre un número potencialmente infinito de posibles estados.

Edelman y Tononi recalcan que la conciencia no es una cosa, sino un proceso, y por tanto debería ser explicada en términos de procesos neuronales e interacciones, y no en términos de áreas cerebrales específicas o actividades locales. Más específicamente, ellos postulan que para entender la conciencia es necesario determinar aquellos procesos neuronales que son en si integrados, aunque altamente diferenciados. La respuesta a su problema es lo que denominan “la hipótesis del Núcleo Dinámico” (Edelman and Tononi, 200; Tononi and Edelman, 1998). En sus palabras: “1) un grupo de neuronas puede contribuir directamente a la experiencia conciente sólo si es parte de un cluster funcional distribuido que logre alta integración en cientos de milisegundos. 2) Para sostener la experiencia conciente, es esencial que este cluster funcional sea altamente diferenciado, lo que se indica por altos niveles de complejidad. Llamamos "núcleo dinámico" a dicho cluster de grupos neuronales que interactúan fuertemente entre si y que poseen distintas fronteras funcionales con el resto del cerebro en la escala de tiempo de fracciones de segundo, para enfatizar tanto la integración como su composición variable constante. Un núcleo dinámico es por tanto un proceso, no una cosa o un lugar, y está definido en término de interacciones neurales, más que en términos de ubicaciones neuronales específicas, conectividad o actividad” (Edelman and Tononi, 2000, p. 144). En adición: “El núcleo dinámico es un cluster funcional: sus grupos neuronales participantes están interactuando mucho más entre si que con el resto del cerebro. El núcleo dinámico debe también poseer alta complejidad: sus patrones de actividad global deben ser seleccionados dentro de menos de un segundo se entre un amplio repertorio” (Tononi and Edelman, 1998, p. 1849). Ellos hipotetizan que el núcleo dinámico logra integración sobre la base de interacciones de reentrada entre grupos neuronales distribuidos, presumiblemente a través del sistema tálamo-cortical. Específicamente, para que la conciencia primaria surja, se requieren interacciones entre cortezas sensoriales en diferentes modalidades y sistemas de memoria en áreas frontales, temporales y parietales.

Edelman and Tononi sostienen que el núcleo dinámico provee un “espacio de referencia neural para la experiencia conciente” (Edelman and Tononi, 2000, p. 164). Ellos dibujan este espacio como un espacio neural n-dimensional, donde el número de dimensiones está dado por el número de grupos neuronales que son parte del núcleo dinámico en ese momento. Tales grupos neuronales deberían ser segregados en dominios neuronales especializados para varias funciones, tales como forma, color o discriminación de orientación, entradas propioceptivas o somatosensoriales, entre otras, y deberían ser agrupadas a través de interacciones de reentrada. Las actividades locales de estos grupos deberían por tanto necesitan ser entendidas en relación al proceso unificado constituido por el cluster funcional, esto es, el núcleo dinámico completo: “La sensación pura del rojo es un estado neuronal particular identificado por un punto en el espacio neural N-dimensional definido por la actividad integrada de todos los grupos de neuronas que constituyen el núcleo dinámico…La discriminación conciente corresponde al quale de ver el rojo y adquiere su significado completo sólo cuando es considerado en su más extenso y apropiado espacio de referencia neural” (Edelman and Tononi, 2000, p. 167).

REFERENCIAS:

• Tononi, G., & Edelman, G. M. (1998). Consciousness and complexity. Science, 282(5395), 1846-1851.
  

• Edelman, G. M., & Tononi, G. (2000). A Universe of Consciousness: how matter becomes imagination. New York: Basic Books.