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Estación 6: El mundo de los sentidos Palabras claves: Sensores, percepción, cerebro, neurocognición
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Estación 6: El mundo de los sentidos
Palabras claves:
Sensores, percepción, cerebro, neurocognición
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Tabla de contenidos Introducción 1. Sensores para el mundo 2. La evolución del lenguaje humano 3. No tenemos descendientes comunes 4. ¿Cómo percibimos? 5. La evolución de la audición 6. Descifrando el secreto del olor y su relación con el gen inmune 7. El gen del habla 8. Imágenes apiladas de los “cables” del cerebro 9. Microscopía del cerebro vivo 10. Semejante al estallido de una estrella 11. El desarrollo del cerebro 12. Neurocognición: procesos cognitivos y funciones cerebrales humanas 13. Desarrollo mental humano durante el curso de la vida: personalidad y
competencia para la toma de decisiones Información adicional
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Preguntas motivadoras
¿Qué es la conciencia? ¿Cuáles son las diferencias individuales
que nos hacen únicos? ¿Cómo se originan la vista y el oído, los
sentimientos y los recuerdos? ¿Cuáles son nuestros orígenes? ¿Cómo aparecieron el lenguaje y la
cultura?
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Introducción
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Ver
Oler
Sentir Tocar
Gustar
Cuando uno de estos procesos,
extremadamente complejos, se ponen en funcionamiento, nuestro
cerebro requiere la interacción de muchas neuronas en diferentes
áreas.
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¿Qué procesos
materiales van de la mano
con los procesos mentales?
Gracias a nuevos métodos de captura de imágenes, es posible observar el cerebro cuando produce resultados cognitivos y rastrear cuáles áreas del mismo se activan y en qué momento. Pero, ¿de qué manera el cerebro utiliza los diferentes datos para producir una imagen del mundo?
Revisemos
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1. Sensores para el mundo
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Basta que aproximadamente 10 fotones impacten en la retina para crear una impresión duradera de un punto de luz.
Nuestro oído reacciona ante las fluctuaciones de la presión del aire que se registra como una
señal de sonido. En condiciones óptimas podemos percibir oscilaciones del tímpano de una centésima de nanómetro, es decir, menos
que el diámetro de un átomo de hidrógeno.
La evolución nos ha equipado con sentidos sumamente sensibles.
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Sensores para el mundo
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El sensor más sensible de los seres humanos es el sentido del olfato. En la nariz existen aproximadamente 20 a 30 millones de células olfativas, cada una de las cuales está cubierta por 20 minúsculos vellos sensoriales. Podemos distinguir aproximadamente 10 000 olores diferentes. Tan solo el aroma del café comprende más de 600 señales.
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2. La evolución del lenguaje humano
Según los últimos estudios del cráneo de un homo erectus niño, el hombre primitivo no tenía capacidad de habla.
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Después del nacimiento, el cerebro no tuvo tiempo suficiente para crecer y madurar con el fin de desarrollar habilidades cognitivas, complejas, como el habla.
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3. No tenemos descendientes comunes
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El hombre de Neanderthal y el hombre moderno temprano vivieron aproximadamente la misma época, durante mucho tiempo se pensó que podrían haber procreado para producir descendencia común.
Sin embargo, los últimos estudios del ADN revelan que no hubo intercambio genético.
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4. ¿Cómo percibimos?
Los científicos del Instituto Max Planck para la Human Cognitive and Brain Sciences han demostrado que este proceso involucra la actividad de redes cerebrales muy diferentes, aunque veamos las mismas cosas en ambos casos.
¿Qué sucede en el cerebro cuando miramos un dibujo y nos preguntamos si nos parece bello? ¿Qué sucede si preguntamos si este dibujo es simétrico?
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5. La evolución de la audición
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Las formas tempranas de vida no tenían la capacidad de oír. El sentido de la audición se desarrolló indirectamente y, a lo largo de más de 400 millones de años, ha sufrido muchos cambios funcionales. Los científicos están buscando la interrelación del desarrollo y el cambio en la función de rastreo.
Una célula capilar en la superficie de una larva de pez cebra
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6. Descifrando el secreto del olor y su relación con el gen inmune
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Las ratas y el pez espinoso reconocen el gen inmune de una posible pareja, solo mediante el olor. Un pez espinoso hembra prefiere al macho cuyo gen inmune se combine con el de ella para producir retoños con un sistema inmune de defensa capaz de resistir una mayor cantidad de enfermedades en conjunto.
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7. El gen del habla
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En los seres humanos, las mutaciones del gen denominado FOXP2 crean problemas específicos del habla como la articulación y comprensión. Obviamente, este gen tiene una función central en el desarrollo de la habilidad para hablar.
Numerosas especies de aves adquieren sus patrones de canto de la misma manera que los seres humanos aprenden a hablar.
Los estudios han revelado que las aves denominadas pinzones cebra tienen una versión casi idéntica de este gen.
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8. Imágenes apiladas de los “cables” del cerebro
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La microscopía en serie de frentes de bloques
mediante barrido de electrones (Serial
Blockface Scanning Electron Microscopy,
SBFSEM) es el complicado nombre de una nueva
tecnología desarrollada por el Instituto Max Planck de
Investigación Médica.
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Imágenes apiladas de los “cables” del cerebro
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Con esta tecnología, los científicos pueden mostrar hasta las más pequeñas rutas de los axones, cuyo diámetro es a menudo inferior a una milésima de milímetro.
Los científicos utilizan un microscopio de electrones junto con un aparato de corte, para cortar discos de aproximadamente 50 nanómetros de espesor y se toma una fotografía de cada uno de estos discos.
El resultado es una pila de imágenes digitales que produce una imagen espacial del tejido cerebral bajo estudio.
Tecnología SBFSEM
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9. Microscopía del cerebro vivo
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La microscopía fluorescente de doble fotón se ha convertido en uno de los métodos más importantes para el estudio de tejidos vivos.
Por primera vez, se puede utilizar este método para realizar mediciones ópticas de un cerebro intacto.
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Aplicando pulsos ultracortos amplificados ópticamente, los investigadores de Max Planck han logrado afinar el método y examinar la corteza cerebral a mayor profundidad
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10. Semejante al estallido de una estrella
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El innovador método de microscopía multi-cuántica que opera utilizando luz infrarroja, se emplea para visualizar procesos de una retina viva sensible a la luz con alta resolución.
Ahora es posible mostrar que ciertos estímulos del movimiento son evaluados por células especiales de la retina del ojo denominadas células de "explosión de estrellas“.
Las células consisten en dendritas extremadamente finas cuya actividad difícilmente podría ser detectada con los métodos empleados
hasta la fecha.
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11. El desarrollo del cerebro
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El cerebro humano, con sus miles de millones de células nerviosas conectadas por innumerables caminos, circuitos y sinapsis, se desarrolla a partir de un solo óvulo fertilizado.
Las células nerviosas del cerebro se forman en zonas específicas de crecimiento, a partir de las cuales transitan hacia su región objetivo.
Allí, se asientan en áreas específicas y estratos del cerebro y se diferencian en varias clases de neuronas.
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Las protrusiones de las células nerviosas, las llamadas dendritas y axones, crecen y forman conexiones precisas entre diferentes áreas del cerebro y neuronas.
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Por último, se forman sinapsis entre las células nerviosas en redes. Sin embargo, el cerebro todavía no ha madurado. No llega a su plena capacidad de desempeño hasta que interactúa con el medio a través de la experiencia.
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12. Neurocognición: procesos cognitivos y funciones cerebrales humanas
En los últimos años el desarrollo de nuevos métodos ha permitido estudiar las actividades cognitivas humanas y los procesos cerebrales subyacentes con una correlación cada vez más estrecha.
Procesos cognitivos
Percepción Comprensión
Recuerdo Pensamiento
Toma de decisiones
Han sido analizados utilizando métodos
de investigación psicológica, que se basan en el análisis
de experimentos sobre el
comportamiento y la experiencia.
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a. Descomponer complejas actividades cognitivas en sub-procesos individuales.
b. Caracterizarlos en términos de tiempo y función.
c. Sacar conclusiones acerca de los mecanismos en que se basan.
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Los métodos de investigación psicológica han sido refinados al grado que los investigadores pueden:
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13. Desarrollo mental humano durante el curso de la vida: personalidad y toma de decisiones
Se entretejen los sistemas biológicos y socio-culturales.
Se requiere la interacción del entorno social para el desarrollo de competencias tempranas y conductuales para que el cerebro madure.
Gracias al potencial biológico disponible en el cerebro es posible obtener grandes cantidades de conocimiento cultural.
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En el desarrollo humano…
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En la adultez avanzada, las capacidades que se basan en los factores biológicos disminuyen, mientras que las que se fundamentan en el
conocimiento adquirido permanecen estables e incluso mejoran con la edad.
Los científicos están estudiando la interacción de los sistemas biológicos y culturales desde la embriogénesis hasta la vejez, con el objetivo de investigar los principios de la personalidad y los requisitos previos para la toma de decisiones.
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Interrogantes sin respuesta aún…
¿Qué procesos materiales van de la mano
con los procesos mentales?
¿Cuál es el rol de la tecnología en una sociedad que envejece?
Las investigaciones continúan…
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Información adicional
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