Conciencia (biología)



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Conciencia, tal como es concebido en el XVII °  siglo. Robert Fludd , Utriusque cosmi maioris scilicet et minoris […] historia, tomus II (1619), tractatus I, sectio I, liber X, De triplici animae in corpore visione.

En biología , la conciencia reúne la sensación de despertar, el autoconocimiento y la percepción del entorno.

El estudio de este fenómeno ha sido descuidado durante mucho tiempo a nivel científico por falta de herramientas conceptuales y experimentales, mientras que fue objeto de un intenso debate en los campos de la filosofía , la metafísica y la religión . Al principio del XXI °  siglo , aunque no existe una explicación completa de la conciencia, las neurociencias están empezando a descifrar el soporte biológico del fenómeno de la mente , especialmente con Antonio Damasio , que aparece en su libro error de Descartes , que la mente y el cuerpo trabaja de forma inseparable.

En la década de 1980, los estudios sobre el fenómeno de la conciencia se centraron principalmente en la atención . Actualmente, la investigación científica sobre la conciencia se basa en análisis estadísticos de la actividad cerebral, imágenes cerebrales y el estudio de casos específicos donde los estados de conciencia se alteran debido a daño cerebral, epilepsia , lesión o intervenciones quirúrgicas .

Los resultados de estos estudios sugieren que la conciencia es un fenómeno complejo, que surge de la interacción entre varias regiones y procesos cerebrales. Sería el resultado de procesos cognitivos de alto nivel. Su función estaría relacionada con el control de las actividades cerebrales más complejas. Aparece gradualmente durante el desarrollo , siguiendo la maduración de las redes neuronales del neocórtex . Estas estructuras neurales, cuya organización específica estaría en el origen del fenómeno de la conciencia, serían una o más redes de circuitos especializados, filogenéticamente recientes, ubicados en las áreas frontales y en las áreas corticales asociativas posteriores (precuneus y cingulado posterior). gyrus ) del ' hemisferio o lengua dominante .

Definición de conciencia

Al comparar datos experimentales de animales, personas sanas y pacientes con problemas de conciencia, es posible caracterizar diferentes estados de conciencia y niveles de conciencia.

Estados de conciencia

Entre los estados de conciencia, podemos distinguir estados normales, estados alterados (por enfermedades, traumas ...) y estados modificados (por psicofármacos ...). Los estados normales de conciencia existen durante la vigilia y cesan durante el sueño. En el estado normal, hay varios niveles de conciencia. Los principales niveles son:

  • conciencia primaria;
  • conciencia reflexiva;
  • Conciencia de sí mismo.

Se caracterizan por un funcionamiento normal del metabolismo cerebral y por la integridad de las estructuras implicadas en la conciencia.

Los estados alterados de conciencia son el resultado de un trauma , lesión o enfermedad que ha dañado la estructura cerebral. Los principales estados alterados son:

  • desmayos o síncope  ;
  • conciencia mínima, o estado mínimo de conciencia  : fluctuación o disminución brusca del estado de conciencia;
  • el estado vegetativo, o síndrome de excitación sin respuesta  : existencia de un estado de excitación, pero sin percepción. El metabolismo cerebral a veces se reduce al 70% del nivel normal;
  • el coma  : falta de conciencia, alerta, sensibilidad y motilidad, con relativa preservación de reflejos y funciones vegetativas).

Los estados de conciencia modificados son generalmente transitorios, y provienen del consumo de sustancias psicotrópicas , o de actividades específicas ( hipnosis , trance , meditación ...). Durante estos estados, las sensaciones , percepciones , emociones y psique se alteran.

Niveles de conciencia

Al comparar en particular las capacidades cognitivas de diferentes especies animales, surgen diferentes niveles de conciencia:

  • Conciencia primaria , en sentido general, que sería el estado más primario y básico del fenómeno de la conciencia ( representación consciente del entorno y del cuerpo del sujeto). La mayoría de los animales se limitarían a este nivel de conciencia;
  • Conciencia introspectiva o reflexiva, que corresponde a una representación de representaciones conscientes (ser consciente de ser consciente);
  • Autoconciencia ( autoconciencia ), que sería un estado superior de conciencia donde la mente accede a un conocimiento claro e inmediato, no solo de su oficio, sino además de su identidad propia y extraña, y como autor de su propia actividad. (la capacidad del sujeto para percibirse a sí mismo como el autor de sus pensamientos). Solo los homínidos y algunos animales como los cetáceos tendrían acceso a este nivel de conciencia. La autoconciencia debe distinguirse del autorreconocimiento , la capacidad cognitiva de un organismo para reconocerse a sí mismo sobre la base de información sensorial olfativa, auditiva, visual, etc.

Al comparar la actividad cerebral de voluntarios humanos sanos y pacientes que padecen trastornos de la conciencia de diversa gravedad, TF Varley TF & al en 2010 concluyó que la cantidad y la calidad de la experiencia consciente depende en particular de la complejidad de la actividad en el cerebro. Según ellos, la conciencia emerge en un área crítica entre estados de baja y alta entropía, donde las redes de conectividad funcional cortical exhiben una dimensión fractal que aumenta con el estado de conciencia y disminuye en pacientes con alteración de la conciencia (hasta el estado vegetativo), cualquiera que sea el mecanismo. de la lesión.

Fenómenos de conciencia

A nivel subjetivo, la conciencia se manifiesta a través de diferentes fenómenos:

Estos fenómenos se pueden estudiar por separado, pero son solo componentes. La conciencia del sujeto pensante es lo que se apoya y unifica estos fenómenos. Pero al mismo tiempo, este funcionamiento es alimentado y alterado por todo procesamiento cognitivo inconsciente, y por los fenómenos del inconsciente , que por definición no forman parte del campo consciente pero que hay que tener en cuenta para caracterizar su funcionamiento.

Procesos conscientes e inconscientes

El estudio de la conciencia pone de relieve un hecho notable: la mayoría de los procesos del sistema nervioso son inconscientes (en el sentido cognitivo). Este es el caso de todos los procesos llevados a cabo por la médula espinal y el tronco encefálico, incluidos:

Pero este sería también el caso de muchos procesos cerebrales llevados a cabo por las estructuras más complejas del prosencéfalo , en particular el neocórtex, incluyendo ciertos procesos denominados “automáticos” (lectura, conducción de un vehículo, etc.);

Sin embargo, los cerebros de los pacientes con hemnegligencia procesan la información visual presentada en el campo "descuidado". Después de un daño en la corteza visual, el cerebro sigue siendo capaz de localizar inconscientemente objetos en el campo visual (fenómeno de "  visión ciega  "). En la condición llamada prosopagnosia , el reconocimiento consciente de un rostro es imposible, pero las reacciones fisiológicas indican que el rostro visto se reconoce inconscientemente. Existe alguna evidencia de que aparentemente el procesamiento del estímulo percibido sigue el mismo camino, ya sea que la percepción sea "consciente" o "inconsciente".

Las experiencias más interesantes se refieren a la toma de decisiones. En un experimento en el que las personas tuvieron que presionar un botón tan pronto como sintieron un estímulo táctil, los investigadores observaron que “si bien se necesitan 500 ms para responder conscientemente a un estímulo táctil de intensidad cercana al umbral, son suficientes 100 ms para dar un respuesta motora (presionando un botón) al mismo estímulo. Sin embargo, el sujeto sentirá que ha presionado el botón después de sentir el estímulo, refiriendo así su movimiento a una experiencia consciente posterior. "

Todos estos datos, de personas normales y casos clínicos, muestran que la conciencia no es necesaria para la mayoría de los procesos cerebrales. Así, la conciencia no puede ser considerada como una etapa necesaria para la realización de ciertas operaciones, ni como el atributo sistemático de ciertos sectores del funcionamiento mental.

Estos datos muestran la existencia de una disociación entre los procesos cerebrales y la conciencia. El fenómeno de la "conciencia" no intervendría en el funcionamiento de los procesos cerebrales sino que tendría una función cognitiva superior de controlar la acción en curso. Según Libet B .:

“El proceso de acción 'consciente', consecuencia secundaria del proceso 'inconsciente' inicial, podría tener la función, según sea autorizar la continuación, o por el contrario suspender la acción en preparación. "

Neurobiología de la conciencia

Al analizar datos experimentales ( EEG , etc.) y clínicos ( coma , etc.), las siguientes regiones del cerebro estarían involucradas en el estado de "conciencia":

También se cree que las conexiones funcionales entre las siguientes regiones del cerebro están involucradas en la "conciencia":

  • Entre la corteza prefrontal izquierda y el precuneus;
  • Entre los núcleos talámicos intralaminares y el precuneus.

Teniendo en cuenta el conocimiento actual sobre las funciones respectivas de estas diferentes regiones, parece posible agrupar estas estructuras neurales en dos tipos principales: 1) las estructuras que tendrían la función de activar la corteza cerebral, y 2) las estructuras directamente involucradas .en la génesis del fenómeno de la "conciencia". Las estructuras que se dice que tienen una función activadora de la corteza cerebral, a saber, la formación reticulada pontina y los núcleos intralaminares del tálamo , pertenecen a un sistema relativamente bien conocido, el sistema activador ascendente. Estas estructuras no estarían directamente involucradas en el proceso de "conciencia", sino que tendrían un papel indirecto, por la activación generalizada de la neocorteza. Un alto nivel de actividad de la corteza sería una condición necesaria pero no suficiente para el surgimiento del estado de "conciencia". Todas las estructuras directamente implicadas en la génesis del fenómeno de la "conciencia" parecen ser estructuras corticales asociativas, organizadas en redes.

Los datos del estudio de los cerebros divididos después de la división del cuerpo calloso (cerebro dividido) indican que las regiones corticales más cruciales para el estado de "conciencia" se encuentran en el hemisferio dominante o del lenguaje.

Estos datos, junto con los obtenidos de pacientes en estado de coma y que muestran la importancia de las conexiones funcionales entre el precuneus y la corteza prefrontal izquierda y la importancia del precuneus y la circunvolución cingulada posterior, parecen indicar que las estructuras clave de El estado de “conciencia” sería una o más redes de circuitos especializados ubicados en las regiones corticales asociativas prefrontal y posterior del hemisferio dominante o del lenguaje.

Finalmente, los datos experimentales obtenidos en sujetos en estado de reposo indican que algunas de las regiones del cerebro involucradas en la "conciencia" son filogenéticamente recientes.

Todos estos datos permiten suponer, con buena probabilidad de exactitud, que el fenómeno de la "conciencia" dependería de redes específicas que asocian las regiones cerebrales más recientes y complejas, es decir, las áreas corticales asociativas polimodales, en la dominante. hemisferio .

En conclusión, la conciencia solo existiría en primates con un sistema nervioso muy desarrollado y aparecería progresivamente en la infancia, siguiendo el desarrollo de redes neuronales que conectan las regiones más complejas del cerebro (áreas asociativas polimodales). Sin prejuicios, la función de la conciencia sería el control superior de las actividades cerebrales más complejas.

Parecería, a partir de los datos actualmente disponibles, que las estructuras neuronales cuya organización específica está en el origen del fenómeno de la conciencia serían una o más redes de circuitos especializados, filogenéticamente recientes, ubicados en las regiones frontales ( corteza frontal ) y en las regiones corticales asociativas posteriores (precuneus y circunvolución cingulada posterior) del hemisferio dominante o del lenguaje (el hemisferio izquierdo en el 95% de las personas).

Carrion crow comiendo pan de sándwich después de remojarlo. ¿Tienen los córvidos las bases neurales para la conciencia sensorial

A nivel funcional, para que exista conciencia de un objeto específico, sería necesario, al mismo tiempo, que el módulo cerebral que se ocupa de este objeto esté activo de forma intensa y duradera (duración superior a 250 ms), y, además, que las redes de circuitos especializados localizados en las regiones corticales asociativas frontal y posterior del hemisferio dominante o del lenguaje están también y simultáneamente activas. Por poner un ejemplo, la visión consciente de un objeto implicaría una actividad intensa y superior a 250 ms en la corteza occipital (que es la corteza visual ) y también en la red implicada en la conciencia (la corteza frontal, así como el precuneus y el precuneus). la circunvolución cingulada posterior del hemisferio dominante).

Sin embargo, en 2020, dos estudios argumentan que la relación entre la conciencia y la corteza cerebral estándar puede no ser única. Stacho et al. menciona que aunque aves como las palomas, las lechuzas, los cuervos negros y otros córvidos no tienen una corteza cerebral como muchos mamíferos inteligentes, incluidos los humanos, sí poseen palio , que se considera "análogo, por lo demás homólogo" a la corteza cerebral . Específicamente, los Cuervos Negros muestran una respuesta neuronal en el extremo paliativo del cerebro cuando realizan una tarea que se correlaciona con su percepción de un estímulo. Tal actividad podría ser un marcador general de conciencia. Los resultados del estudio sugieren que las bases neurales que permiten la conciencia sensorial surgieron antes de la aparición de los mamíferos o de forma independiente en al menos el linaje aviar y no requieren necesariamente una corteza cerebral.

Epistemología de la conciencia

Frente a lo desconocido, la epistemología de la conciencia muestra que existen varios enfoques para intentar comprender la conciencia.

Uno, resultado del materialismo , no postula un proyecto divino o de otro tipo en la conciencia . Este enfoque está bien representado por Richard Dawkins . Los neurólogos Francis Crick y Jean-Pierre Changeux, entre otros, afirman en la década de 1980 que la conciencia se puede estudiar científicamente.

Otro enfoque admite, en diferentes variantes, la existencia de un posible mundo intangible, o de un "mundo de ideas". Es el de Denys Turner , Sir John Eccles , Roland Omnès o Alain Connes .

Un tercero es el de Daniel Dennett .

Para ser completo, también debemos citar el de Roger Penrose , por la originalidad de sus puntos de vista que difieren de los tres anteriores (admite la existencia de un mundo de ideas, al tiempo que lo lleva a un marco físico / matemático, por lo tanto, en última instancia, materialista) .

Los enfoques, además del materialismo, siguen siendo considerados marginales en la comunidad científica . En la sociedad, surge una controversia entre dualistas y materialistas en paralelo con el desarrollo de la neurociencia .

Contexto materialista

La suposición de que todo lo que se observa en el universo puede explicarse sin necesidad de una intervención divina o espiritual se llama materialismo . En esta concepción, todo lo que existe está hecho de materia . La ciencia opera dentro de un marco materialista. Según el darwinismo , el ser humano es producto de un proceso de evolución por variación y selección natural . Por lo tanto, podemos asumir que la conciencia es un rasgo que se ha adquirido (una emergencia) porque trajo una ventaja selectiva. Durante la evolución, habría sido necesario asegurar la supervivencia en un entorno hostil.

El científico, en su intento de explicar la conciencia, la define como una función del cerebro . Entonces hay dos posibilidades:

La conciencia como software

Esta posibilidad es muy utilizada en películas de ciencia ficción donde, por ejemplo, se presentan ordenadores que absorben durante un tiempo el conocimiento de determinadas personas cuyo cuerpo permanece inanimado durante el tiempo de la transferencia (ejemplo Avatar ).

Investigadores como Ray Kurzweil imaginaron la posibilidad de la supervivencia humana transfiriendo todo su contenido mental a redes neuronales artificiales con la expectativa de que la conciencia siguiera esta transferencia. En tales escenarios, la conciencia se ve como un software que tendría la capacidad de dejar el cuerpo para ser transferido a otro medio, computadora o cuerpo artificial.

Esta hipótesis lleva a una pregunta: el software se puede copiar. ¿Qué pasaría si el software de la conciencia se duplicara en múltiples medios en múltiples copias Si la conciencia es software, es posible crear computadoras conscientes (por ejemplo, la novela: Destino vacío ). Si un programador pudiera crear una computadora tan poderosa que se diera cuenta de ella, ¿qué sería capaz de hacer Un programa de computadora es una serie de instrucciones. ¿La secuencia de instrucciones creará en la computadora que sea consciente de su propia existencia   ¿O solo podrá imitar la conciencia

Este enfoque plantea una serie de problemas fundamentales, planteados en particular por Roger Penrose .
Así como un sistema formal está fundamentalmente limitado en las proposiciones que puede demostrar (ver Teorema de Gödel ), una máquina de Turing (en la que se ejecuta el software) también está fundamentalmente limitada: un conjunto importante de problemas o propuestas será inaccesible para un software dado. Sin embargo, el espíritu humano se distingue precisamente por su capacidad para superar constantemente sus límites.

También podemos notar los fallos recurrentes de la inteligencia artificial para emular una conciencia, incluso elemental, a pesar de que los poderes informáticos siguen creciendo exponencialmente.

La conciencia como propiedad de la materia

Partiendo del supuesto de que la conciencia no es un software sino que permanece en la perspectiva materialista, queda el supuesto de que hay propiedades de la materia que los científicos aún no han descubierto. Estas propiedades permitirían a la materia, en una determinada configuración, generar el fenómeno de la conciencia. La mecánica cuántica parece ser en la actualidad la teoría más favorable al nacimiento de una hipótesis que podría explicar cómo la materia puede generar el fenómeno de la conciencia como:

  • Los fenómenos cuánticos permiten considerar la implementación de "algoritmos" que no serían implementables en las máquinas de Turing , que tienen las limitaciones subrayadas en el párrafo anterior (ver también computadora cuántica ).
  • El aspecto aún no entendido de la decoherencia cuántica permite imaginar que podría estar influenciado por parámetros ocultos , que podrían ser una fuente de conciencia (el estado de las neuronas estaría influenciado por estos parámetros ocultos).

Johnjoe Mac Fadden cree que la conciencia es una propiedad de los campos electromagnéticos generados por el cerebro humano.

Roger Penrose está explorando la posibilidad de que la conciencia pueda generarse mediante superposiciones cuánticas a gran escala, ubicadas notablemente en los microtúbulos que forman el citoesqueleto de las neuronas.


André Maurois , en Los silencios del coronel Bramble , compara el funcionamiento de la conciencia con un ministerio: cada tarde sus empleados lo dejan para irse a dormir, vuelven por la mañana, se renuevan por completo cada cuarenta años por el juego de las jubilaciones, y sin embargo de hecho, es el mismo ministerio sin que haya ningún alma inmaterial del ministerio.

Contexto espiritualista

La dificultad para explicar la conciencia en un contexto materialista lleva a la hipótesis de que la conciencia es, quizás, el sello de algo que no es material. Esta nueva concepción evita algunas de las dificultades encontradas en el contexto materialista, pero plantea otros problemas teóricos porque implica que hay una parte de lo existencial que aún no ha sido abordada por la física . La ventaja de tal concepción es decir que si la conciencia no pertenece al cuerpo físico, puede sobrevivir a la renovación material mencionada anteriormente. Y si la conciencia sobrevive a la renovación material del cuerpo, existe la posibilidad de que sobreviva a la destrucción final del cuerpo, que es la muerte física. También podemos suponer que la conciencia después de la muerte regresa a otro cuerpo, ya que algunos hipnotizadores afirman haber hecho que algunas personas recuerden sus vidas anteriores bajo hipnosis .

Uno de los problemas que plantea una concepción espiritual de la conciencia es cómo se comunica con el cuerpo físico. ¿Cómo puede actuar la voluntad sobre el cuerpo induciendo impulsos nerviosos en los nervios Sir John Eccles , Premio Nobel de Fisiología en 1963 , invoca la mecánica cuántica postulando la hipótesis según la cual la mente interviene modificando la probabilidad de emisión del transmisor químico. El campo de probabilidad en la física cuántica por la indeterminación que genera a nivel físico permitiría al mundo espiritual controlar el mundo físico.

Conciencia y percepción del tiempo

La percepción del tiempo parece estar íntimamente ligada a las emociones. En una experiencia desagradable, el tiempo parece fluir más lentamente, mientras que en una experiencia agradable, el tiempo parece fluir más rápido. Este hallazgo conduce a una pregunta fundamental. Dado que el flujo del tiempo nos parece tan diferente en diferentes momentos, ¿qué pasa con el flujo real del tiempo independientemente de nosotros

Tenemos la sensación del fluir del tiempo, pero al ser este sentimiento diferente en diferentes momentos, podemos pensar que el fluir del tiempo que creemos que es real es quizás solo una ilusión , una sensación programada en nuestro cerebro . ¿Qué tan rápido puede pasar el tiempo si nosotros mismos tenemos una percepción tan variable de su fluir

Frank Tipler introduce una noción de tiempo subjetivo que se distingue del tiempo físico . Según Tipler, una unidad de tiempo subjetiva corresponde a la información procesada (la mente se considera un sistema de procesamiento ). La sensación del paso del tiempo sería, por tanto, diferente en función de la cantidad de información que la mente humana sea capaz de procesar y por tanto dependería de la etapa de su evolución.

Las consideraciones en la teoría de cuerdas nos llevan a creer que el tiempo físico no transcurre. La conciencia viajaría a través del tiempo que está congelado, un poco como un automóvil viaja por una carretera.

La situación se complica cuando uno se sitúa en el marco de la teoría de Everett . En este contexto, la evolución del mundo no es lineal sino arbórea. En cada momento, la evolución toma prestadas simultáneamente todas las posibilidades previstas por la mecánica cuántica, y entonces podemos legítimamente preguntarnos qué sucede con la conciencia individual. ¿ Nuestra conciencia también se divide para coexistir simultáneamente en mundos paralelos Paul Jorion responde negativamente a esta pregunta. Según él, la conciencia tomaría el camino de la evolución que le sea más favorable.

Conciencia en animales no humanos

El 7 de julio de 2012, eminentes científicos de diferentes ramas de la neurociencia se reunieron en la Universidad de Cambridge para la "Francis Crick Memorial Conference", en torno al tema de la conciencia en humanos y animales no humanos. Tras las conferencias, firmaron, en presencia de Stephen Hawking , la Declaración de Cambridge sobre la Conciencia , que resume los hallazgos más importantes de la encuesta:

"La evidencia convergente indica que los animales no humanos [...], incluidos todos los mamíferos y aves, y muchas otras criaturas [...] poseen los sustratos neurológicos necesarios para el estado de conciencia y la capacidad de exhibir un comportamiento intencional. " .

Historia del estudio de la conciencia.

Descartes ubicó la conciencia en la glándula pineal .

Sigmund Freud ubicó la conciencia en la capa externa del cerebro. La capa interna, según él, correspondía al inconsciente .

Más recientemente, el premio Nobel Roger Sperry , después de haber cortado el cuerpo calloso y la comisura anterior que conecta los dos hemisferios del cerebro con el objetivo de aliviar a las personas con epilepsia , observó una forma de duplicación de la conciencia. Una de las dos conciencias era verbal y analítica y parecía corresponder al hemisferio izquierdo del cerebro. La otra conciencia, más subjetiva, parecía corresponder al hemisferio derecho del cerebro. Roger Sperry dedujo que la conciencia no se encuentra en un lugar particular del cerebro. Según él, es como si todas las partes del cerebro estuvieran contribuyendo juntas.

En la década de 1980, Francis Crick argumentó que la conciencia se puede estudiar científicamente. Otros neurólogos, incluido Jean-Pierre Changeux del Institut Pasteur, siguieron su ejemplo. Una controversia entre dualistas y materialistas surge en paralelo con el desarrollo de la neurociencia .

Notas y referencias

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Bibliografía

Apéndices

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enlaces externos

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