El cerebro ha contribuido de forma específica a la construcción de la inteligencia operativa. Este órgano y su estructura son producto de la evolución biológica, etológica y tecnológica del género Homo. Los elementos que contribuyen al aumento de la complejidad de nuestro tejido cerebral, son ..
la evolución biológica, la sociabilidad de genero, que tenemos como familia de los homínidos, además de nuestra capacidad de adaptación extrasomática a través de las herramientas que concebimos y producimos con nuestras extremidades superiores.
La retroalimentación neuromecánica que se produce en el transcurso de los tres últimos millones de años entre cerebro y extremidades superiores es la responsable de la morfología y estructura de nuestro cerebro. La coevolución cerebro-herramientas, y la posterior conversión de la capacidad técnica en tecnología, han configurado un ser con capacidades que no disponen otros animales mamíferos.
Junto a la producción de herramientas, el lenguaje constituye una capacidad adaptativa que no se da de manera tan consistente en otros grupos de primates. Es desde la perspectiva de la asociación de propiedades que debemos entender cómo ha sido seleccionado el cerebro humano. La contribución específica de la neuromecánica, la habilidad y el lenguaje, constituyen elementos fundamentales para una interpretación del cerebro social de nuestro linaje.
Por primera vez en la historia evolutiva de nuestro género, la lógica y el conocimiento pueden sustituir al azar en los procesos adaptativos de los primates humanos. La hominización y la humanización son procesos interrelacionados en el que el último de ellos ha tomado la delantera en sociedades bien estructuradas.
Los primeros indicios de inteligencia “humana” aparecen en nuestro antepasado el Homo heidelbergensis. Con un cerebro de proporciones parecidas al actual, unos 1.125 centímetros cúbicos, según uno de los cráneos fósiles hallado en la sierra de Atapuerca, este homínido era ya capaz de organizar espacialmente sus campamentos, de pescar, cazar y transportar materias primas desde lugares distantes, así como de fabricar ornamentos y elaborar tumbas. Tales habilidades reflejan la posesión de una mente sofisticada cuya evolución culminará en el Homo sapiens sapiens.
En éste, lo que hasta entonces había sido una mente desapercibida y automática se torna mente consciente y reflexiva, un mundo interior sin límites aparentes. La consciencia se define como un estado de la mente que nos permite conocer el resultado final del análisis y procesamiento de información que tiene lugar continuamente en nuestro cerebro.
El fenómeno de la consciencia constituye una experiencia muy útil, pues confiere a los organismos una gran flexibilidad para interpretar el mundo y regular su propio comportamiento.
Cuando los seres inteligentes son capaces de reflexionar acerca de sus propios pensamientos y los de los demás, aparece la facultad de autoconsciencia. Con ella, el hombre es capaz de atribuir a los otros una mente como la propia, que reflexiona y toma decisiones a partir de sus experiencias, creencias, sentimientos, expectativas e intenciones. A ello hay que añadir la capacidad de experimentar en uno mismo los sentimientos ajenos, es decir, la empatía, completando un cúmulo de facultades mentales que potenciaron sobremanera la inteligencia y organización sociales del hombre actual.
El cerebro humano en la evolución
La complejidad del cerebro humano le permite realizar una serie de funciones que ninguna otra especie animal es capaz de hacer. Esta complejidad a lo largo de la evolución es lo que ha determinado el “salto cualitativo” que nos hace humanos. Los estudios en biología comparada nos ofrecen un escenario en el que múltiples mecanismos moleculares, celulares y sistémicos aparecen conservados en gran medida.
Con todo, la distancia evolutiva entre organismos refleja diferencias en todos los niveles de organización, desde el genoma hasta el comportamiento. Para estudiar la evolución del cerebro normalmente no se recurre al registro fósil, ya que se asume que los cerebros no fosilizan, lo cual no es cierto en su totalidad, pues en ciertas condiciones los sedimentos pueden penetrar en el interior del cráneo y generar un relleno fósil que se denomina endocasto. Esto hace que queden huellas sobre su tamaño y sobre la estructura general del cerebro del animal, aunque la información que se puede recoger de estos endocastos es escasa y parcialmente veraz, puesto que no siempre el cerebro ocupa todo el interior del cráneo. Nuestro conocimiento sobre los cerebros de especies vivas es mucho mayor, y por tanto hay mucha información respecto a estudios comparados del cerebro.
Los reptiles, disponen de un bulbo en el extremo cefálico de la médula que ordena la supervivencia sin interacción emocional ni capacidad para la consciencia. En cambio, los primitivos mamíferos ya superponen un cerebro límbico y estructuras que sustentan la capacidad emocional con el hipotálamo. Este cambio anatómico sustenta cambios en el repertorio comportamental que incluyen entre otras el apego por las crías o la tendencia a vincularse con los congéneres. Las diferencias con otras especies podrían explicar pues, las causas de las diferentes cualidades de sus cerebros.
El cerebro humano es único entre los de los primates en términos de tamaño relativo y también la proporción entre la neocorteza y el bulbo raquídeo es aproximadamente el doble en nuestro cerebro comparado con el de un chimpancé, lo que podría explicar al menos parcialmente la destreza en el control motor de manos, ojos o boca, o el tamaño de la corteza prefrontal que también es desproporcionadamente mayor en el cerebro humano, y que puede ser asociado con unas funciones mentales superiores.
Las similitudes intentan explicar la estructura del cerebro sobre la base de un plan organizativo común que se va diferenciando poco a poco como producto de la especialización o adaptación de cada especie animal.
El marco en el que se movían los estudios de neurobiología comparada era el de la estructura histológica fina del sistema nervioso, con estudios sobre moléculas, neurotransmisores, y combinaciones de ellas que caracterizan a las células nerviosas, de la distribución de estas células en las distintas subdivisiones del cerebro y de las conexiones entre distintas regiones del cerebro.
Uno de los aspectos que separan claramente diferentes especies de mamíferos es la girificación, que varía entre especies de mamíferos con cerebros de diferente tamaño de forma que el índice de girificación aumenta a medida que aumenta el tamaño del cerebro. Cada orden posee un patrón alométrico específico que difiere significativamente de los demás de forma que por ejemplo los ungulados son los mamíferos con los mayores índices de girificación. Los ungulados son un antiguo grupo de mamíferos placentarios que se apoyan y caminan con el extremo de los dedos, o desciende de un animal que lo hacía, que están revestidos de una pezuña. Dado que el coste biológico de mantener este tejido cerebral es muy elevado, y que rasgos que no proporcionan un beneficio adaptativo no se mantienen, se han propuesto diversas explicaciones adaptativas para explicar la evolución de cerebros de mayor tamaño. Las hipótesis funcionales que se han propuesto giran alrededor de dos conceptos fundamentales: la competencia ecológica y la hipótesis del cerebro social.
La hipótesis de la competencia ecológica predice que el incremento de capacidades cognitivas que permite a los individuos resolver problemas ecológicos o procesar información espacial y temporal acerca de la disponibilidad de recursos, dará lugar a un incremento de tamaño cerebral. Una variación de la hipótesis se refiere a lo que se denomina la flexibilidad comportamental, que se podría definir como la capacidad de un individuo de responder adecuadamente a situaciones novedosas. Ello supondría una ventaja selectiva para el individuo que la posee ya que potencialmente puede utilizar una variedad de recursos mucho más amplia.
La hipótesis del cerebro social argumenta que la capacidad de un individuo para gestionar información relacional compleja depende de su capacidad cognitiva y por tanto en cierta medida del tamaño de su cerebro. De esta forma, la demanda cognitiva, función del tamaño del grupo social, es dependiente del número de relaciones sociales que potencialmente puede establecer.
La evolución de la neocorteza, la estructura más extensa y funcionalmente significativa del cerebro humano es la corteza cerebral, que se extiende por toda la superficie de los hemisferios cerebrales.
En el ser humano, la mayor parte de la superficie telencefálica representa la corteza más evolucionada con seis capas de células, también conocida como isocórtex, que está rodeado por áreas de corteza modificadas, llamadas alocórtex, con menos capas: en la parte más cercana a la línea media está la formación hipocámpica, muy importante para la memoria, y en la parte más lateral está la corteza olfatoria. En un milímetro cúbico de sustancia gris cortical hay unas 50.000 neuronas y 3 kilómetros de axones, mientras que en un milímetro cúbico de sustancia blanca cortical hay unos 9 metros de axones.
Desde un punto de vista evolutivo, la aparición de la estructura isocortical superficial en el telencéfalo es una característica relativamente tardía. El esbozo de isocórtex se manifiesta en una forma incompleta en los reptiles, que esencialmente sólo tienen alocórtex.
Los mamíferos más primitivos ya poseen un isocórtex de seis capas, aunque con escasa extensión en superficie, dominado a ambos lados por el mayor desarrollo relativo del alocórtex.
El desarrollo evolutivo del isocórtex es el principal factor que modifica la masa encefálica de los primates y los homínidos, de forma desproporcionada a su peso corporal, por lo que se propone que les confiere un mayor poder de representación y análisis del mundo, una mayor capacidad de memoria y de predicción y planificación de su conducta. En los homínidos este desarrollo alcanza su máximo en el cerebro humano, con la emergencia de nuevas y significativas propiedades funcionales. Así pues, el aumento de tamaño del cerebro afecta particularmente a la corteza cerebral, relacionada con las funciones mentales superiores.
La corteza cerebral es mayor en los primates, lo que refleja un periodo más prolongado de formación y proliferación neuronal en el periodo prenatal, de forma que cada célula progenitora neural presenta unas 11 divisiones en el ratón, al menos 28 en los macacos y posiblemente más aún en humanos. Este incremento en proliferación no solamente establece una diferencia cuantitativa, sino que modifica el diagrama de circuitos corticales en primates en comparación con otros mamíferos.
Así las capas corticales más superficiales, que son las últimas en formarse se encuentran sobrerrepresentadas en la corteza cerebral de primates, especialmente humanos. A ello se une un claro incremento de la diversidad neuronal. El isocórtex está organizado funcionalmente y estructuralmente en columnas cilíndricas radiales a través de las seis capas, llamadas columnas corticales. Se considera que las columnas son módulos unitarios que poseen el número y variedad de neuronas suficientes para resolver un problema de computación.
El número disponible de estos módulos columnares crece al aumentar la superficie cortical durante la evolución, incrementando así la capacidad global de computación. Sin embargo, las dimensiones medias de estas columnas son relativamente constantes en los diferentes mamíferos, 200-500 micras de diámetro, y varían en determinadas enfermedades que cursan con retraso mental, como el autismo o el síndrome de Down. La neocorteza, por tanto, es una estructura del cerebro adulto de mamíferos que podemos considerar nueva, que ha aparecido una única vez en la evolución y que por eso es homóloga entre todos los mamíferos y que tiene origen en alguna zona del palio dorsal, que también existe en otros vertebrados derivando en estructuras laminadas llamadas también corteza cerebral.
En los últimos años se han revisado las zonas de origen palial en aves y se considera que una gran parte del telencéfalo de las aves tiene origen palial, al igual que ocurre en los mamíferos.
Corteza prefrontal y funciones mentales. Dentro del isocórtex, la corteza prefrontal es la de más reciente crecimiento evolutivo, y representa la corteza asociativa del lóbulo frontal. Se trata de un centro de especial relevancia en el control de la actividad mental, desarrollando las funciones ejecutivas superiores de la mente mediante sus múltiples conexiones con otras áreas corticales y con centros subcorticales los contenidos momentáneos de la mente y los planes de acción a largo, medio y corto plazo. El concepto de corteza prefrontal es esencialmente topográfico y funcional, como corteza asociativa ejecutiva superpuesta jerárquicamente a las cortezas premotora y motora, así como a las demás cortezas asociativas y a la corteza límbica, que analiza los fenómenos emocionales y de memoria. Se piensa que las áreas cercanas a la base del hemisferio tienen funciones íntimamente vinculadas a las motivaciones, las emociones, las pulsiones y las represiones; mientras que las áreas de la convexidad se asocian a la memoria a corto plazo y la programación de la conducta, en parte mediante la creación de un modelo abstracto del yo y de su interacción con el entorno físico y social, en el fenómeno de la consciencia.
El volumen de la corteza prefrontal humana representa el 29% del total de la corteza, mientras que el chimpancé tiene un 17%, el perro un 7%, y el gato un 3,5% .
