Neurociencia para la psicología y otras áreas: Una introducción

Por Marc L. Zeise

Neurociencia para la psicología y otras áreas. Una introducción, publicado originalmente en inglés por Springer Nature, constituye una oportunidad para que el público lector no experto pueda adentrarse en la neurociencia desde una perspectiva general, aunque contundente, de la disciplina. Asimismo, se trata de un libro de gran interés para quienes están ligados a la biomédica o las ciencias sociales, especialmente para los psicólogos, pues se abordan temáticas como la neurofarmacología clínica, la plasticidad neuronal en humanos, la experiencia subjetiva y su base neuronal, entre otras.
También se presentan algunas bases elementales sobre la física, química, biología e informática, y se describe la señalización eléctrica en el sistema nervioso explicitando sus mecanismos y funciones.
El lector se encuentra, de este modo, frente a un texto que estimulará su pensamiento investigativo y despertará su interés por el enorme desafío que tiene por delante la neurociencia.

• Idioma: Español
• Editorial: Ediciones UC
• Fecha de lanzamiento: 22 oct 2024
• ISBN: 9789561432840

Vista previa del libro

EDICIONES UNIVERSIDAD CATÓLICA DE CHILE

Vicerrectoría de Comunicaciones y Extensión Cultural

Av. Libertador Bernardo O’Higgins 390, Santiago, Chile

[e-mail]

lea.uc.cl

Neurociencia para la psicología y otras áreas

UNA INTRODUCCIÓN

Marc Leander Zeise, editor

Publicado originalmente en inglés bajo el título Neuroscience for Psychologists; An Introduction, editado por Marc L. Zeise, edición: 1

Copyright © Springer Nature Switzerland AG, 2021

Esta edición ha sido traducida y publicada bajo licencia de Springer Nature Switzerland AG.

Springer Nature Switzerland AG no asume ninguna responsabilidad por imprecisiones de la traducción.

© Inscripción Nº 2023-A-12314

Derechos reservados

Junio 2024

ISBN Nº 978-956-14-3283-3

ISBN digital Nº 978-956-14-3284-0

Diseño: Francisca Galilea R.

CIP-Pontificia Universidad Católica de Chile

Zeise, Marc Leander, autor.

Neurociencia para la psicología y otras áreas / Marc Zeise.

Incluye referencias bibliográficas.

1. Neurociencias.

I. t.

2024 612.8 + DDC23 RDA

La reproducción total o parcial de esta obra está prohibida por ley. Gracias por comprar una edición autorizada de este libro y respetar el derecho de autor.

Diagramación digital: ebooks Patagonia

www.ebookspatagonia.com

[e-mail]

Este libro está dedicado a mi madre, Dra. Erika Zeise

PREFACIO DE LA EDICIÓN INTERNACIONAL EN IDIOMA INGLÉS

¿SABES QUE LA

naturaleza ha inventado la digitalización?, ¿para qué crees que sirve? ¿Qué significa la palabra droga? Similares preguntas hago en clase para estimular el interés por la neurociencia. Por lo general, funciona con la segunda pregunta, pero solo a veces con la primera. Despertar la motivación es, sin duda, un ingrediente crucial para el éxito del docente en un proceso de aprendizaje y los textos utilizados para enseñar también deben ser motivadores y coincidir, en lo posible, con el interés particular de los estudiantes. Cuando comencé a dar clases sobre los fundamentos de la neurociencia en la Escuela de Psicología de la Universidad de Santiago de Chile, hace casi quince años, descubrí que los libros de texto que introducen el campo no fueron muy motivadores para mis alumnos. Esto se produce a pesar de que existen excelentes textos escritos por destacados científicos que brindan estudios de pregrado y posgrado a los estudiantes con una gran cantidad de información actualizada sobre el sistema nervioso. Son textos bien escritos y bien presentados, sistemáticos y bastante completos, pero destinados y escritos por gente de las ciencias biomédicas.

Los estudiantes de psicología no se convencen fácilmente de que tienen que aprender acerca de mecanismos de transducción o enzimas implicadas en la síntesis de sustancias neuroactivas. Por otra parte, cuestiones como las anteriores sobre la digitalización y el concepto de la droga deben ser discutidas cuando los estudiantes de psicología van a aprender sobre neurociencia de forma que les sirva en su actividad profesional. Necesitan comprender conceptos de neurociencia relevantes para su futuro, pero no tanto detalles de mecanismos biológicos. Por ejemplo, tradicionalmente, los estudiantes de psicología aprenderían sobre los receptores GABA, a veces, sin tener una noción clara de lo que es un receptor, es decir, confundiendo a menudo receptores celulares y moleculares. La situación se puede describir por el dicho alemán ver los árboles, pero no el bosque.

Empecé a escribir notas para enseñar en mis clases, principalmente, sobre señales eléctricas y químicas en el sistema nervioso. Luego añadí textos breves sobre transmisores y neurofarmacología clínica. Hablando con varias personas de Ciencias Sociales y Humanidades, pero también de Informática y colegas de Física, me di cuenta de que existía la necesidad de una introducción a la Neurociencia para psicólogos y otros ignorantes; ignorantes en el sentido de la multitud que no está familiarizada con términos y hechos biomédicos. La última frase de ese título provisorio, por supuesto, tuvo que ser abandonada, mientras que la idea detrás se mantuvo.

Recibí apoyo como proyecto intramural para un texto sobre neurofisiología y neurofarmacología de la vicerrectoría académica de mi universidad, la Universidad de Santiago de Chile. El texto resultante, aunque útil, estaba muy incompleto. Afortunadamente, mi colega Jaime Barrientos me dio una sugerencia y me puso en contacto con Bruno Fiuza, representante de Springer International para Sudamérica, quien, después de consultar con sus colegas, recomendó escribir un libro de texto, Neurociencia para psicólogos − una introducción, cuyo objetivo fuera cubrir todos los campos de interés para los psicólogos.

Esto, por supuesto, fue un gran desafío. Sabía que tenía que buscar ayuda de colegas. Indagué en la literatura y me puse en contacto con mi propio círculo muy limitado de colegas que podría estar dispuesto a contribuir con el proyecto. Tuve la suerte de recibir la colaboración de dos científicos jóvenes y muy activos: Ryan Smith, que ahora trabaja en The Laureate Institute for Brain Research, Tulsa, EE. UU., y Tim Rohe del Departamento de Psicología de la Universidad de Erlangen, Alemania. Junto con los científicos chilenos pertenecientes a esta categoría que se sumaron al proyecto: Patricio Orio, profesor del Centro Interdisciplinario de Neurociencias de la Universidad de Valparaíso en Chile, y Pablo Fredes, un físico de mi universidad con unas ideas muy originales y una investigación orientada a la aplicación, que cuenta, además, con experiencia en la explicación de métodos de imágenes cerebrales a los profesionales médicos. También tuve el privilegio de encontrar a dos colaboradores que son de mi generación, Hubert Dinse, director y fundador del Laboratorio de Plasticidad Neural, Departamento de Neuroinformática, en la Universidad Ruhr de Bochum, Alemania, y Ulrich Raff del Departamento de Física de la Universidad de Santiago de Chile. Por último, pero no menos importante, Bernardo Morales, colega del Departamento de Biología de mi universidad, me brindó una ayuda crucial en la redacción del capítulo 4 Los Transmisores. La contribución de todos estos colegas fue esencial para realizar el presente trabajo.

La idea de este proyecto es reunir en un solo libro varias características, tales como ser legible para las personas sin conocimiento en ciencias naturales y tratar de explicar o, incluso, definir todos los conceptos no evidentes. Además, este libro intenta centrarse en temas que son de especial interés para los psicólogos, pero también evita tratar en detalle temas que están cubiertos en cursos regulares para estudiantes de psicología. En este contexto, la neurociencia cognitiva no está cubierta en absoluto, y, en el capítulo sobre métodos, las pruebas de comportamiento quedaron excluidas. Finalmente, como meta más difícil, el presente texto intenta catalizar pensamiento investigativo y fomentar una postura crítica que aprecie el increíble trabajo hecho, pero también es consciente del enorme desafío y los grandes problemas que tiene por delante la neurociencia.

Empecé el capítulo 2 con las cuatro interacciones de la física, los hechos más elementales de la química, y un recorrido extremadamente corto a través de la biología antes de describir y tratar de explicar la señalización eléctrica en el sistema nervioso. Hay dos capítulos para comprender la neurofarmacología, uno sobre los conceptos básicos de la neurofarmacología y otro sobre transmisores. Así, los capítulos 2, 3 y 4 forman la primera parte de este libro sentando las bases para el capítulo 5, Neurofarmacología clínica, que también es importante para toda la segunda parte. El capítulo 6 trata de las entradas y salidas del sistema nervioso y está enfocado en un campo que no es tratado habitualmente en los textos de neurociencia, es decir, la percepción multisensorial. Los capítulos 7 y 9 abordan la plasticidad y los correlatos neurales de la experiencia subjetiva siendo de particular interés para los psicólogos. El capítulo 8 cubre el modelamiento matemático usado para revelar redes neurales en distintos niveles lo que pueda servir como un puente hacia la neurociencia computacional.

Finalmente, en el capítulo 10 se intentan explicar técnicas utilizadas en neurociencia, principalmente, la electrofisiología e imágenes cerebrales.

Espero que el presente texto haga que la neurociencia no solo sea más conocida, sino que resulte más atractiva tanto para psicólogos como para estudiantes y profesionales de otros campos no biomédicos y que constituya una contribución para vincular mejor la neurociencia con la psicología y los problemas sociales de hoy.

Marc L. Zeise; marzo de 2020

Santiago, Chile

PREFACIO PARA LA EDICIÓN EN ESPAÑOL

PARA MÍ ES

una alegría que este libro, originalmente pensado para los alumnos y alumnas de la Escuela de Psicología de la Universidad de Santiago de Chile, se publique, finalmente, en el idioma de mi segunda patria, Chile. Con esto espero que pueda alcanzar el mundo hispanohablante. Esta es una traducción de la edición internacional que apareció el año 2020 en la editorial Springer Nature. Sin embargo, se han corregido algunos textos y se agregaron algunas referencias.

Mientras que en Europa los estudiantes de las universidades generalmente no tienen problemas para leer en inglés, en Latinoamérica es menos común manejar este idioma. Desde muchas décadas, las grandes editoriales norteamericanas publican los textos importantes para la docencia en idioma español. Y, en general, los profesores y profesionales prefieren su idioma nativo.

En muchos programas de psicología la neurociencia no se enseña de manera adecuada. Como explicaba en el prefacio de 2020, el presente libro intenta enseñar lo básico de la neurociencia que resulta de interés para la psicología y otras áreas académicas fuera del mundo biomédico. No se han incluido temas que, normalmente, se enseñan en los planes de estudio de la psicología. Por ejemplo, no se trata el comportamiento humano ni el animal. Neuroanatomía y desarrollo del Sistema Nervioso tampoco se han incluido, porque hay libros y, también, material accesible en internet que explica estos temas de forma más detallada que un texto introductorio como este. Por otro lado, el presente texto intenta definir los conceptos importantes que no son del todo evidentes, tales como información, el enlace químico, el neurotransmisor o el receptor molecular, entre otros.

El énfasis de la primera parte de este libro es explicar las bases de la señalización en el sistema nervioso y las de la neurofarmacología. Luego se presenta la neurofarmacología clínica (capítulo 5) siguiendo un sistema novedoso de trastornos psiquiátricos, mientras que el capítulo 6 aborda los sistemas sensoriales y motoras con énfasis en la percepción multisensorial. Los capítulos 7 y 8 se dedican a la neuroplasticidad humana y a la neurociencia de la experiencia subjetiva. El capítulo 9 presenta el modelamiento matemático/computacional. Finalmente, el capítulo 10 se enfoca en los métodos de la neurociencia que son de interés para psicólogos, principalmente la electrofisiología y las imágenes cerebrales.

Espero que este libro constituya un aporte para la comprensión de la neurociencia y, a su vez, despierte el interés en esa área tan importante para la psicología y otros campos académicos como la informática, la sociología y varios otros.

Santiago, octubre de 2023.

Marc L. Zeise

Contenido

1.

Introducción

1.1 ¿Qué es la psicología?

1.2 Ciencia y psicología

1.2.1 Definiciones y caracterizaciones

1.2.2 Verdad y realidad

1.2.3 El proceso científico

1.2.4 La psicología como una ciencia y profesión

1.3 Neurociencia y psicología

1.3.1 Consideraciones teóricas

1.3.2 Consideraciones prácticas

Bibliografía

2.

Señales eléctricas en el sistema nervioso

2.1 Desde la física a las señales: conceptos básicos para el estudio del sistema nervioso

2.1.1 Las cuatro interacciones y el átomo

2.1.2 Sistemas vivos

2.1.3 Función

2.1.4 Información y señales

2.1.5 Un pequeño desvío: ¿qué significa significado?

2.1.6 Las señales eléctricas son útiles

2.2 ¿Cómo se generan las señales eléctricas en las células biológicas?

2.2.1 Los parámetros básicos de la electricidad: carga eléctrica, corriente, voltaje y resistencia

2.2.2 La difusión y la segunda ley de la termodinámica

2.2.3 Los iones y la membrana biológica

2.2.4 Canales iónicos: propiedades y clasificación

2.2.5 Flujo pasivo frente a transporte activo

2.2.6 La generación de señales eléctricas por las células

2.2.7 Las señales eléctricas se generan al abrir o cerrar los canales iónicos

2.2.8 Un desvío: capacitancia, ¿por qué las señales eléctricas biológicas son tan lentas en comparación con aquellas de los dispositivos computacionales?

2.3 Neuronas y otras células del sistema nervioso

2.4 Las neuronas y la sinapsis

2.5 Las señales eléctricas en las neuronas

2.5.1 Señales postsinápticas y de acción: los dos tipos principales de señales neuronales

2.5.2 La propagación pasiva de señales eléctricas en las prolongaciones de las neuronas

2.5.3 Las señales de acción: umbral, explosión y retroalimentación

2.5.4 Inactivación de los canales de sodio y el período refractario de las señales de acción

2.5.5 ¿Cómo se propagan las señales de acción por el axón?

2.5.6 Las señales de acción: el medio de transporte de información que recorre largas distancias en el sistema nervioso

2.5.7 Sinapsis química: la transducción de señales de acción a señales postsinápticas

2.5.8 La integración de señales postsinápticas en las neuronas

2.6 Pensar requiere un consumo de energía: los transportadores de iones en el SNC

Bibliografía

3.

Bases de la neurofarmacología

3.1 Los enlaces químicos

3.1.1 Los enlaces asimétricos hacen una alta solubilidad en el agua; los enlaces simétricos tienden a ser solubles en los lípidos

3.2 Ácidos y bases

3.3 Aminoácidos

3.4 Macromoléculas biológicas

3.4.1 Proteínas y péptidos

3.4.2 ADN y otras macromoléculas biológicas

3.5 El receptor molecular

3.5.1 Unión y especificidad

3.5.2 Interacciones farmacológicas no específicas

3.5.3 Especificidad

3.5.4 Receptor y sitios de receptores

3.5.5 Unión del ligando y el concepto de la afinidad

3.5.6 Ensayos de unión a receptores

3.5.7 Agonismo, antagonismo, agonismo parcial y agonismo inverso

3.5.8 Eficacia y potencia

3.6 Modulación farmacológica de la transmisión sináptica

Bibliografía

4.

Los transmisores

4.1 ¿Qué es un (neuro)transmisor?

4.1.1 Dos tipos de contacto

4.1.2 Importancia de los neurotransmisores

4.2 Clasificación de los neurotransmisores

4.3 Transmisores principales o clásicos

4.3.1 Glutamato: el activador

4.3.2 Un desvío: glutamato, plasticidad sináptica, aprendizaje y memoria

4.3.3 El glutamato como verdugo

4.3.4 Recaptación de glutamato

4.3.5 El GABA y la glicina: frenar la actividad y relajarse

4.3.6 Los transmisores monoaminas: los moduladores

4.3.7 Acetilcolina: mediando el comportamiento, regulando los órganos y modulando funciones en el cerebro

4.4 Cotransmisores

4.4.1 Neuropéptidos: de la digestión a la felicidad

4.4.2 Factores neurotróficos

4.4.3 Transmisores del tipo nucleótidos

4.5 Los mensajeros retrógrados

4.5.1 Cannabinoides endógenos

4.5.2 Gases

Bibliografía

5.

Neurofarmacología clínica

5.1 Clasificación de los trastornos originados principalmente en el Sistema Nervioso

5.2 Causas orgánicas pueden generar síntomas psicológicos/psiquiátricos

5.3 Farmacodinámica y farmacocinética

5.4 Categorizar y dar nombres a medicamentos psiquiátricos

5.5 Problemas en el tratamiento farmacológico de los trastornos mentales

5.6 Trastornos mentales/psiquiátricos importantes y sus tratamientos farmacológicos

5.6.1 Trastornos del estado de ánimo

5.6.2 Trastornos del espectro de la esquizofrenia

5.6.3 Trastornos obsesivo−compulsivos y relacionados

5.7 Trastornos del neurodesarrollo

5.7.1 Trastorno por Déficit de Atención/Hiperactividad

5.7.2 Espectro autista y otros trastornos del neurodesarrollo

5.8 Trastornos adquiridos

5.8.1 Trastorno de estrés postraumático

5.8.2 Adicciones

5.9 Enfermedades neurodegenerativas

5.9.1 Enfermedad de Alzheimer

5.9.2 Enfermedad de Parkinson

5.9.3 Otras enfermedades neurodegenerativas

5.10. Enfermedades neurológicas no degenerativas

5.10.1 Miastenia grave

5.10.2 Epilepsia

Bibliografía

6.

Entradas, salidas y procesamiento multisensorial

6.1 ¿Entrada y salida de información?

6.2 Del estímulo a las representaciones

6.3 Jerarquía en el SN

6.3.1 Entradas del mundo externo

6.4 Escuchar y ver

6.4.1 La regla de complejidad creciente en las vías visuales y auditivas y la célula abuela

6.4.2 La regulación de arriba hacia abajo se encuentra en la mayoría de las estaciones de vías sensoriales

6.5 Otros sentidos exteroceptivos

6.5.1 Sabor y olfato

6.5.2 Mecanosensibilidad externa

6.5.3 Sentido de la temperatura

6.6 Detección de gravedad y sentido del equilibrio

6.7 Nocicepción/dolor

6.8 Interocepción

6.9 Movimiento de los músculos estriados y propiocepción

6.9.1 Varias vías que regulan el control motor

6.9.2 Sistema sensorio−motor

6.9.3 Las entradas y salidas de los sistemas sensoriomotores están estrechamente relacionadas

6.10 Percepción multisensorial de un mundo multimodal

6.10.1 Ventajas y problemas de la percepción multisensorial

6.10.2 Ilusiones multisensoriales

6.10.3 Principios de la percepción multisensorial

6.10.4 Los correlatos neurales de la percepción multisensorial

6.10.5 Unir los niveles de análisis psicofísico y neural

6.10.6 Percepción multisensorial en los trastornos mentales

Bibliografía

7.

Plasticidad neuronal en humanos

7.1 Introducción

7.2 Características de la neuroplasticidad

7.2.1 Diferencias entre la plasticidad del desarrollo y la del adulto

7.2.2 Impulsores de la neuroplasticidad

7.2.3 Escalas de tiempo de los cambios plásticos

7.2.4 Especificidad de la neuroplasticidad por regiones cerebrales

7.2.5 Relación entre cambios cerebrales y conducta alterada

7.2.6 Mapas corticales y más allá: variables cerebrales afectadas por la neuroplasticidad

7.2.7 Hitos de la investigación experimental en neuroplasticidad en modelos animales

7.2.8 La neuroplasticidad como disciplina novedosa

7.3 Neuroplasticidad en humanos

7.3.1 Impacto del uso y la práctica modificados

7.3.2 Aprendizaje perceptivo

7.3.3 Neuroplasticidad evocada por estimulación periférica o central

7.3.4 Cambios plásticos y perceptivos sin estimulación física

7.3.5 Plasticidad rápida, similar a un interruptor

7.3.6 Condiciones generales que promueven el rendimiento

7.3.7 Predecir el resultado del aprendizaje

7.3.8 Neuroplasticidad en ancianos

7.3.9 Neuroplasticidad maladaptativa

7.3.10 Perspectivas y potencial de la neuroplasticidad

7.4 Complementos y actualizaciones para la edición en español

7.4.1 Plasticidad cerebral estacional y diurna

7.4.2 Actividad sexual y neuroplasticidad

7.4.3 Neuroplasticidad influenciada por la exposición a la microgravedad

7.4.4 Neuroplasticidad e interfases cerebro−computadora

7.4.5 Efectos de deterioro de los teléfonos inteligentes sobre el aprendizaje y la cognición

Bibliografía

8.

La experiencia subjetiva y su base neural

8.1 Introducción

8.2 Contenidos internos

8.2.1 Los contenidos internos se pueden representar con o sin experiencia consciente

8.2.2 Procesamiento jerárquico

8.2.3 Excepciones a la estructura jerárquica estricta

8.2.4 Redes neuronales a gran escala

8.3 Emociones y su base neural

8.3.1 Generación de respuestas afectivas y redes neuronales

8.3.2 Representación de la respuesta afectiva

8.3.3 Accesibilidad consciente

8.3.4 Preguntas abiertas

8.4 Estados cerebrales globales

8.4.1 Los estados de ánimo están vinculados a los neuromoduladores

8.4.2 Relevancia clínica

8.4.3 Dormir

8.4.4 Hipnosis

8.5 Conclusión

Bibliografía

9.

Modelamiento matemático en neurociencia

9.1 Modelamiento matemático

9.1.1 ¿Qué es un modelo matemático y por qué es útil?

9.1.2 Tipos de modelos matemáticos

9.1.3 Elementos de un modelo matemático

9.1.4 ¿Es mejor un modelo más detallado?

9.2 Modelos de neuronas

9.2.1 El circuito equivalente de la membrana

9.2.2 Neuronas simplificadas: modelos Integrate−and−Fire

9.2.3 Modelos basados en conductancia: simulación detallada de corrientes iónicas.

9.2.4 El modelo de Hodgkin y Huxley

9.2.5 Más allá de Hodgkin y Huxley

9.3 Modelos de redes

9.3.1 Modelamiento de conexiones sinápticas

9.3.2 Topología de la red

9.4 Modelos a gran escala: masas neuronales

9.4.1 Modelo de Wilson−Cowan

9.4.2 Modelo Jansen & Rit

Bibliografía

10.

Herramientas de la neurociencia

10.1 Introducción

10.2 Métodos en neurociencia distintos de electrofisiología o imagenología

10.2.1 Destrucción (lesión) de áreas específicas del sistema nervioso

10.2.2 Farmacología

10.2.3 Herramientas inmunológicas

10.2.4 Herramientas genéticas

10.3 Registro electrofisiológico

10.3.1 Electroencefalografía (EEG)

10.3.2 Registro de potencial de campo

10.3.3 Registro extracelular de una sola célula

10.3.4 Registro de microelectrodos intracelulares

10.3.5 Patch Clamp (fijación de parche)

10.4 Estimulación eléctrica, magnética y optogenética

10.4.1 Estimulación eléctrica usando pequeños electrodos adheridos o dentro de los tejidos neurales

10.4.2 Estimulación magnética y corriente transcraneal

10.4.3 Estimulación optogenética

10.5 Imágenes cerebrales

10.5.1 El concepto de imagen.

10.5.2 Imágenes de rayos X

10.5.3 Los rayos X y el cerebro

10.5.4 Tomografía computarizada (TC)

10.6 Imágenes en medicina nuclear

10.6.1 Tomografía computarizada por emisión de fotón único (SPECT)

10.6.2 Tomografía por emisión de positrones (PET)

10.7 Imágenes por resonancia magnética

10.7.1 Consideraciones generales sobre el espín del núcleo

10.7.2 Momento angular magnético de los protones e interacciones magnéticas

10.7.3 Pulsos de radiofrecuencia e imágenes

10.7.4 Espín eco: imágenes T1, T2 y de densidad de protones

10.7.5 Secuencias de recuperación de inversión (IR)

10.7.6 Imágenes ponderadas por difusión

10.7.7 IRM funcional

10.7.8 IRM paralela y IRM ultrarrápida

Bibliografía

Los autores

NEUROCIENCIA PARA LA PSICOLOGÍA Y OTRAS ÁREAS

UNA INTRODUCCIÓN

1

Introducción

Marc L. Zeise

1.1 ¿QUÉ ES LA PSICOLOGÍA?

LA PSICOLOGÍA ES

una de las tantas disciplinas académicas y, a su vez, es una profesión. Las disciplinas académicas suelen tener un área medular o primaria junto a otros campos afines que son necesarios o complementarios para desarrollar trabajos relevantes. Por ejemplo, la biología se encarga de estudiar y manipular seres vivos; sin embargo, un biólogo investigador que carezca de conocimientos en química, física —e, incluso psicología, en algunos casos— u otras áreas, no podría llegar muy lejos.

Ahora, si la biología estudia la βιοσ (bíos = vida), la psicología estudia la ψυχη (psique = alma); así, un psicólogo estudia y dirige el alma. Mientras que la vida, o los seres vivos, se pueden definir de forma relativamente sencilla (1.2), el significado de alma no es tan claro. Nosotros proponemos que esta corresponde al mundo interno que todos, o casi todos, reconocemos, diferenciándola muy bien del mundo externo.

Para aclarar a lo que nos referimos con mundo interno, consideremos lo siguiente:

Algunos síntomas psicóticos (alucinaciones) se caracterizan por la incapacidad de una persona de distinguir si lo que percibe se origina en el mundo exterior real o dentro de sí. Este tipo de pacientes puede oír voces que ningún micrófono podría registrar o asegurar que lo persigue la policía de investigaciones cuando, en realidad, ningún detective se interesa en él o ella. Aunque, ciertamente, muchas veces escuchamos voces, música u otros sonidos sin correlatos físicos en el mundo externo, en general estamos totalmente conscientes o, por lo menos, podemos comprobar exitosamente el origen de lo que percibimos. Esto implica que, por lo general, una persona normal debería ser capaz de diferenciar el mundo interno del externo. De hecho, estamos constantemente luchando por continuar realizando esta diferenciación; cuando fallamos, se asocia a un estado psicótico, y cuando lo superamos, algunos lo relacionan con cierto estado de espiritualidad (Wilber, 2000).

Nosotros consideramos que la psicología se refiere al estudio científico de este mundo interno individual y su respectiva metodología. Todos vivimos esta dimensión de la existencia; los fenómenos como la percepción, los pensamientos o los sueños son parte de ella ( Cap. 9).

Al estudiar el mundo interno individual, descubriremos que este se encuentra inseparablemente conectado con un mundo interno colectivo: como somos seres sociales, tenemos la capacidad de ponernos en el lugar de otros individuos (Teoría de la mente), al compartir experiencias emotivas, ideas, conceptos, entre otros, y así crear este mundo interno colectivo. No obstante, todo esto tiene correlatos concretos identificables en nuestro organismo, particularmente en nuestro sistema nervioso, mientras que las sociedades crean sus propios organismos a partir de las ciudades, caminos, computadoras, etc. Curiosamente, en español no hay una única manera de ser (en inglés, to be), sino que hay dos modos de existencia: ser y estar, lo cual usualmente distingue entre los hechos objetivos del mundo externo y la experiencia subjetiva de los estados internos.

Por ejemplo, cuando sentimos hambre se puede comentar mucho acerca de los estados y procesos biológicos asociados a esta sensación, pero resulta difícil definir el propio sentimiento asociado. Supuestamente, la experiencia subjetiva depende de la consciencia, un fenómeno declarado como el gran problema de las neurociencias (Chalmers, 1997).

En suma, para investigar y trabajar con el mundo interno individual (la dimensión del yo), los psicólogos deben, a su vez, considerar tanto el contexto social de los individuos (la dimensión del nosotros), como los hallazgos y herramientas propias de las ciencias naturales que estudian el mundo de los objetos, en especial las neurociencias (la dimensión del esto). Todos somos psicólogos aficionados, por así decir, y queremos aprender sobre los estados internos del resto y, para hacerlo, sin duda nos apoyamos en la observación de la conducta.

Tal observación es también la fuente principal de conocimiento en la psicología, junto con el uso de un creciente número de herramientas que, principalmente, las diferentes áreas de la neurociencia entregan, las que revelan información sobre diferentes sistemas del organismo, en especial del sistema nervioso. En ocasiones, la psicología se reduce a la etología humana, es decir, al estudio de la conducta, lo cual ciertamente restringe sus objetivos, al denominar a todos los fenómenos del mundo interno como conducta. Aunque existen diferentes caracterizaciones de ella, generalmente, la conducta humana incluye todas las acciones, o supresión de acciones, que son potencial y directamente relevantes en contextos sociales. De esta forma, la digestión es un proceso biológico que no suele contar como conducta; sin embargo, un eructo estruendoso sí, debido a que es observable y puede ser relevante en un contexto social. Alternativamente, las brillantes ideas que alguien tenga sobre cómo mejorar el mundo no se considerarían como conducta de por sí, pero publicarlas en Facebook definitivamente se consideraría como tal.

Podría discutirse si el estudio de la conducta es un objetivo primario de la psicología o si, en vez de ello, corresponde a un medio para escudriñar la realidad subjetiva; en cualquier caso, es indiscutible que la psicología se relaciona profundamente con el estudio de ella. Además, tampoco se debate mucho acerca de la necesidad de los psicólogos de saber sobre la neurociencia o respecto de diversas ciencias sociales. En cambio, la introspección como fuente de conocimientos sí es un asunto más debatido en la psicología; por ejemplo, se presume que los zombis serían pésimos psicólogos, pues no sabrían de qué se trata todo esto. Así, nuestra experiencia es probablemente necesaria para ser psicólogos; sin embargo, se discute mucho si es posible que haya sistematicidad científica en los estudios que utilizan la introspección. Es más, históricamente, han fracasado de manera rotunda los intentos por fundamentar el estudio científico de la psicología en la introspección. Aun así, los estudiantes de psicología deben ejercitar el reconocimiento y la dirección de su mundo interno para convertirse en buenos profesionales; no obstante, este asunto no seguirá abordándose pues escapa a los objetivos de este libro.

1.2 CIENCIA Y PSICOLOGÍA

1.2.1 Definiciones y caracterizaciones

Si consideramos el breve párrafo anterior, es probable que queramos definir de la manera más rigurosa los conceptos empleados. Consideramos que, si queremos cumplir con la misión de este libro —es decir, si queremos enseñar neurociencias a psicólogos u otros profesionales interesados en el área—, es necesario fundamentar nuestras explicaciones sobre una base lo más consistente posible. Idealmente, cada concepto utilizado será explicado de forma exhaustiva, sin dejar lugar a dudas. Una tarea imposible; no obstante, vamos a abordar lo imposible:

El primer término que intentaremos definir es caracterizaciones:

Llamamos caracterizaciones al listado de una o más propiedades que distinguen a un elemento en particular de otros.

Consecuentemente, una definición es una caracterización o serie de caracterizaciones que no deja espacio para excepciones. Por ejemplo, la caracterización de animal como organismo vivo pluricelular con un sistema nervioso, es una caracterización bastante cercana a una definición¹.

Veamos otra definición: una circunferencia es una figura bidimensional compuesta por un conjunto de puntos que equidistan de otro punto. En este caso, es como si nosotros creáramos, de manera arbitraria, una definición. Pero, esto no es así. La circunferencia, de acuerdo con su definición matemática, es una abstracción de las formas que percibimos en la naturaleza y las culturas, como un halo alrededor del sol o la luna, o un círculo de personas congregadas en torno a un hablante. Este ejemplo nos enseña que una definición debe ser lo más cercana posible a nuestras experiencias del día a día y al uso común de la lengua, al menos en un sentido metafórico (ejemplo de plasticidad neuronal; Cap. 7). Además, tal y como en matemáticas, nuestro objetivo es proporcionar definiciones breves y sofisticadas con una cantidad mínima de palabras o símbolos, en lugar de una cantidad excesiva de descripciones. Asimismo, la palabra o las palabras escogidas deben significar lo mismo en todas las ramas de las ciencias y áreas del conocimiento; por ejemplo, el aprendizaje computacional (machine learning, en inglés) debe ser análogo al aprendizaje de las personas.

Ahora bien, ¿para qué sirven las definiciones? Pues, aunque las ambigüedades son un elemento importante para las bromas o la poesía, es necesario evitarlas en las ciencias (véase el siguiente párrafo) y ordenar y clasificar de manera estructurada los fenómenos estudiados en investigaciones científicas. Gran cantidad de debates terminan sin dar fruto alguno debido precisamente a la falta de una definición clara del objeto de estudio. Consideren la palabra inteligencia, por ejemplo. Aun cuando suena bastante científica, todavía no hay consenso en cuanto a su definición². Finalmente, en las ciencias constantemente se necesitan nuevas definiciones, puesto que siempre se recolecta nueva información y, además, se desarrollan nuevos conceptos y teorías.

Mientras más general sea un término, más difícil será encontrar una definición útil. Por esto mismo es que a los propagandistas les gustan los términos generales, ya que estos permiten difundir su mensaje de manera sencilla y utilizar la ambigüedad a su favor. Todos somos provida y antiterroristas, ¿no es cierto? No obstante, ¿nos negamos a tomar una copa de vino debido a que su elaboración implica el sacrificio de billones de células de levadura vivas?, ¿deberíamos ilegalizar las películas de terror? Sin embargo, definir un organismo vivo o un acto terrorista es mucho más factible, puesto que son conceptos más específicos. Similarmente, es más sencillo caracterizar o incluso definir el proceso científico para establecer la verdad que definir ciencia como tal.

1.2.2 Verdad y realidad

Quisiéramos presentar el proceso científico como el establecimiento de una verdad; podríamos también hablar de la manera científica de identificar hechos o relaciones objetivas. La distinción entre verdadero y falso es un concepto básico en la existencia humana y la sociedad. La búsqueda de la verdad, aparte de su valor práctico (como saber si viene un vehículo por la derecha), es una de las dimensiones de la existencia humana. En este texto no daremos una definición de este concepto, sino una caracterización bastante vaga. Dicha caracterización es que aceptamos como cierta cualquier información ( 2.1.4) o concepto que concuerde con nuestras experiencias y razonamiento. Pero, como se vio para una figura geométrica como la circunferencia, la diferenciación entre verdadero o falso puede verse como una abstracción de distinciones cotidianas, tanto en la percepción de objetos (¿Esa figura negra es un árbol o solo una sombra?), como en la esfera social (¿Esta persona es agresiva o solo un poco histriónica?).

Si una afirmación es cierta, podríamos decir que concuerda con la realidad. Entonces, la realidad vendría a ser el universo de datos y relaciones verdaderas. Ahora, es posible que algo pueda ser más o menos cierto, cierto en parte o cierto en algún sentido, etc. Esto pasa en particular en la esfera social, donde es necesario tener una multitud de visiones para describir por completo una situación. Sin embargo, creemos que la definición exacta de realidad va más allá de lo que abarca este texto.

Por lo general, para poder decidir si una afirmación es cierta o falsa, se necesita llegar a acuerdos respecto a los límites de dicha afirmación. Entiéndase, en qué contexto la afirmación tendría validez. Por ejemplo, decir esta sustancia es tóxica requiere especificaciones sobre la dosis, para qué organismos es tóxica, etc. Así, una sustancia puede ser tóxica para el ser humano, pero no para otros organismos.

Curiosamente, en el día a día consideramos los objetos físicos como más reales que los conceptos, experiencias subjetivas o estructuras sociales. El mundo material inalterable aparece como una ilusión inmortal de la cual no queremos separarnos. Consecuentemente, las ciencias naturales se les denomina ciencias duras o solo ciencias, lo cual implica que los esfuerzos científicos se toman más en serio si lidian con el mundo externo. Sin embargo, no existe razón alguna para ver a las ciencias sociales, la psicología, entre otras, como inferiores a las ciencias naturales, aunque es con frecuencia más complicado cumplir con los requisitos necesarios de la ciencia al abordar un fenómeno social o subjetivo.

1.2.3 El proceso científico

Ahora se intentará caracterizar la manera científica de identificar hechos o relaciones objetivas. En el proceso científico, se necesita lo siguiente:

• Una pregunta o hipótesis científica que tenga sentido.

• Un método que responda la pregunta o determine la hipótesis.

• Reunión y evaluación de resultados.

• Interpretación y publicación de resultados.

Por supuesto, no es coincidencia que la mayoría de las publicaciones científicas estén estructuradas según los pasos mencionados antes (introducción, métodos, resultados, discusión). Todos estos deben estar aprobados por parte de la comunidad científica experta en esta área en particular.

Quizás hayan notado que la caracterización anterior parece más una receta que una definición. Entonces ¿cómo podríamos saber si una pregunta es coherente en un sentido científico? Sus elementos deben estar bien definidos, el problema debe poseer una relevancia científica y debe tener una lógica coherente. Usualmente no puede ser una copia exacta de algún trabajo previo resuelto. Es posible decir mucho al respecto, pero para efectos de este texto, es necesario repetirlo: que una pregunta o hipótesis (como cualquier otro paso en el proceso científico) tenga sentido o no, depende del dictamen emitido por la comunidad científica que se desempeña en el campo correspondiente. Dicho dictamen y comunidad puede variar con el paso del tiempo.

Otro problema surge al decidir si un trabajo es científicamente aceptable o no, puesto que se involucran criterios ajenos a la ciencia (como la relevancia social, la plausibilidad económica, entre otros factores). Si bien las afirmaciones anteriores están incompletas y son insatisfactorias, es posible mencionar algo respecto a lo que no es necesario para el proceso científico:

• El que una acción pueda denominarse como científica no depende del objeto de estudio. Es viable realizar investigaciones sobre sueños, erizos de mar o sobre la probabilidad, siempre y cuando el objeto pueda definirse y su definición sea aceptada por los colegas.

• La repetición (reproducción) de experimentos puede resultar útil en las tareas científicas, pero no es un prerrequisito necesario. Pensemos en la astronomía, las ciencias sociales o los estudios clínicos. Sin embargo, los resultados científicos deben ser reproducibles y si esto no es completamente posible, como en las áreas ya mencionadas, deben estar en concordancia con los datos hallados con anterioridad en la disciplina.

Tal como lo han demostrado Kuhn (1970) y otros, la ciencia está inserta en la sociedad y, por lo tanto, ciertos paradigmas (instrumentos metodológicos en un sentido amplio) aparecen en un contexto económico y sociocultural. La aparición de un nuevo paradigma puede revolucionar las áreas de la ciencia. Ciertas áreas pueden convertirse en tendencia o importantes para la sociedad. Pero ¿qué hay de las teorías, las explicaciones científicas y los metaanálisis? ¿No son esenciales para la ciencia? Sí y no. En una primera fase investigativa, la ciencia, por lo general, es descriptiva. Sin embargo, las fases avanzadas no pueden progresar sin los elementos mencionados antes. Revisemos un ejemplo histórico: la epilepsia es una enfermedad del sistema nervioso central (SNC) que se caracteriza por la actividad sincrónica de muchas células nerviosas cerebrales, lo que conduce a síntomas de ataques epilépticos. Esta enfermedad ha sido descrita desde tiempos antiquísimos. Se pueden leer descripciones detalladas de esta enfermedad, a menudo interpretada como una enfermedad sagrada, debido a que se creía que se revelaban poderes divinos a través del paciente que sufría las convulsiones. En el siglo XIX y a principios del siglo XX se lograron importantes avances en la sistematización y el diagnóstico de esta enfermedad, así como también la primera farmacoterapia sistematizada (bromuro y luego barbitúricos). Cuando se descubrió la inhibición sináptica, la epilepsia era interpretada como una falla de la inhibición central, una perspectiva que aún tiene valor. Gracias a las nuevas técnicas —como la genética molecular de los canales iónicos y los transportadores de membrana o los registros de cortes cerebrales, entre otros— en la actualidad se cuenta con modelos experimentales de mecanismos que provocan epilepsia (por ejemplo, Gigout et al., 2016).

1.2.4 La psicología como una ciencia y profesión

Si consideramos el ejemplo de la epilepsia como un problema principalmente médico, podemos observar cómo la interrogante científica ¿qué es? está íntimamente relacionada con la solución del problema, el preguntarse ¿cómo hacerlo?. La psicología, como la medicina, es una ciencia, pero no es solamente eso; es también un método para resolver problemas. Existen áreas académicas más orientadas explícitamente a las ciencias duras como la biología, la física, matemáticas, etc., mientras que otras áreas, como la ingeniería, están enfocadas en la realización de tareas (la interrogante ¿cómo hacerlo?).

Por lo tanto, es importante tener en mente que si bien la psicología es una ciencia, es más que eso: ayuda a resolver problemas de carácter individual y colectivo lo que la transforma en una herramienta de uso social.

De la misma manera que la medicina, la psicología pretende basar sus acciones en conocimientos científicos, pero muy a menudo está orientada en ayudar a sanar individuos, mejorar las relaciones sociales, etc., moviéndose en terrenos que no han sido completamente explorados por la ciencia. En este contexto, se debe mencionar que el psicólogo frecuentemente tiene que actuar intuitivamente. El psicólogo, al igual que otros profesionales, confía de forma consciente o inconsciente en su experiencia individual o colectiva como un modo de acción que puede ser considerado como precientífico, tal como lo es el trabajo de un artesano o cocinero. Esto se considera completamente legítimo mientras no exista suficiente tiempo o una solución científica expedita para resolver el problema y que el psicólogo esté consciente de actuar (completamente) sin respaldo científico alguno. Asimismo, el psicólogo, cuando trabaja con personas, debe considerar todas las dimensiones de la actividad humana y comportarse correctamente en cada una: la dimensión científica (lo verdadero y lo falso), ética (lo bueno y lo malo), estética (lo bello y lo feo) y, sin olvidar, la dimensión humorística (lo entretenido y lo aburrido). Sin embargo, como científico e ingeniero del alma, es un experto (eso esperamos); mientras que en otras áreas él es típicamente solo una persona comprensiva, servicial y astuta. Afortunadamente, el aspecto ético se enseña cada vez más a los estudiantes de psicología, lo que los convierte, en cierto grado, en psicólogos expertos en ética aplicada.

Cabe destacar que, según distintas opiniones, hay otra dimensión de la existencia humana que se está volviendo relevante para el actuar de los psicólogos: la dimensión espiritual. Esta problemática va más allá de los límites de este texto y no será abordada (sin embargo, véase Wilber, 2000 como referencia).

La ciencia (en especial las ciencias naturales) se ha considerado como una forma de investigación para analizar el mundo que nos rodea. Actualmente, en esta era posmoderna, se ha enfatizado que estamos construyendo mediante un esfuerzo colectivo el mundo que compartimos (Potter, 1996). Como la mecánica clásica puede ser considerada un caso especial de la mecánica cuántica, en muchos casos podemos proceder en la actividad científica como si existiera un mundo objetivo inmutable a nuestro alrededor. En la mayoría de los problemas de las ciencias naturales, este fenómeno no tiene mayor influencia en la manera que investigamos o los resultados concretos que obtenemos. En cambio, en las ciencias sociales debemos adoptar conscientemente una perspectiva múltiple e interactiva. Por último, también debemos recordar que, gracias a Heisenberg (1979), sabemos que todo lo que analizamos científicamente no quedará totalmente igual, por el mero acto de investigarlo.

1.3 NEUROCIENCIA Y PSICOLOGÍA

1.3.1 Consideraciones teóricas

La neurociencia, el tema de este libro, es parte de la biología y de las ciencias de la comunicación, las que son, a su vez, parte de las ciencias de la naturaleza o la lógica matemática. Entonces, ¿cuál es el rol de estas ciencias cuando se estudia o practica la psicología? Podemos dividir esta pregunta en una parte teórica que aborda la relación entre estas disciplinas y una más práctica vinculada con el impacto de los descubrimientos de la neurociencia en la actividad de los psicólogos y profesionales y, adicionalmente, nos permite preguntarnos por el impacto que tiene la psicología en la neurociencia. Antes de abordar discusiones sobre el problema de cuerpo y mente u otros interminables debates, nosotros debemos tratar con ideas que son un tanto comunes, pero incorrectas o falsas: algunas veces, leemos sobre las bases biológicas de la conducta humana. Nosotros sugerimos que esta es una metáfora equivocada.

Primero, como mencionamos en el primer párrafo, creemos que no es correcto considerar todos los fenómenos psicológicos como conductuales (como implica el concepto de las bases biológicas de la conducta humana). Además, cuando se habla de bases biológicas de la conducta humana se podría implicar que la conducta tiene que ver únicamente con objetos en los que la biología está interesada (como la señalización neuronal), mientras que las imágenes mentales, los sueños, las emociones, etc., no lo son. Esta interpretación no está solamente errada, sino que también es falsa: primero, no sabemos de fenómenos psíquicos que no están asociados a correlatos biológicos.

Segundo, los eventos biológicos como la actividad de tu cerebro cuando duermes no son la base, sino que un aspecto biológico, el aspecto del esto de sus sueños. Supongamos que estás durmiendo en un laboratorio de neurociencia que investiga los sueños. Tu experiencia como una persona que sueña es una cosa y los registros de tu actividad cerebral son otra. Pero nosotros podemos aclarar que son solo dos aspectos de una misma cosa; si la persona que registra los datos estimula los centros indicados de tu cerebro, esta puede hacer cambiar tus sueños. Por otro lado, si tu experiencia del sueño cambia, esta va a manifestarse en ligeros cambios en el monitoreo de tu actividad cerebral. Entonces, afirmar que tu experiencia es lo real, que la actividad neuronal es más real, o que una es la base de la otra, no parece una discusión que nos lleve a resultados provechosos. Nosotros sugerimos que es más apropiado decir que hay una experiencia subjetiva y, a su vez, correlaciones biológicas o que hay procesos biológicos que se manifiestan ellos mismos como experiencias subjetivas.

1.3.2 Consideraciones prácticas

Existe una amplia variedad de razones prácticas por las cuales los estudiantes de psicología deberían estudiar neurociencias. Algunas de las que nos gustaría mencionar son:

1.La dificultad para comprender los aspectos psiquiátricos y neurológicos de los trastornos psicológicos sin un conocimiento íntegro sobre neurociencia. Un psicólogo clínico que deba colaborar con profesionales del área biomédica no será capaz de entender sobre lo que hablan sin una preparación adecuada en biología, especialmente en neurociencia. Esto mismo sucede con los psicólogos que trabajan en el área de la educación o con niños o adolescentes. Finalmente, esto también es aplicable a psicólogos que trabajan en el área social u organizacional, aunque en menor grado.

2.Ayudar a personas con problemas psicológicos implica, frecuentemente, el uso de neurofármacos. Incluso en los países en los que los psicólogos no pueden prescribir medicamentos por sí solos, sí deben conocer de manera detallada las indicaciones, los tipos y los efectos secundarios de estos, ya que pueden interferir en los problemas psicológicos.

3.El uso problemático o la exposición involuntaria a sustancias neuroactivas son problemas que afectan a millones de personas. Por ende, los psicólogos deben saber acerca de los efectos que dichas sustancias ejercen en el sistema nervioso y los problemas consecuentes como, por ejemplo, el aspecto psicológico de las adicciones.

4.Cada vez se introducen más herramientas de diagnóstico que esclarecen tanto las causas como el desarrollo de varios trastornos y enfermedades. En este libro podrán encontrar un breve capítulo dedicado a estas nuevas herramientas.

5.Las neurociencias y la ingeniería biomédica desempeñan papeles importantes en los enfoques terapéuticos, como la neuroretroali­mentación, mejor conocida como neurofeedback, la que es de gran ayuda para el tratamiento de trastornos como el Trastorno por Déficit de Atención e Hiperactividad (TDAH) o la epilepsia.

6.La psicología y psicoterapia se basan cada vez más en terapias sustentadas con evidencias concretas, es decir, los resultados de los distintos enfoques terapéuticos son evaluados de manera sistemática y cuantitativa. Es por esto mismo que las herramientas de las neurociencias son, a menudo, útiles o necesarias.

7.Finalmente, creemos que la psicología tiene mucho que aportar a las neurociencias, puesto que, como se mencionó previamente, la ciencia debe abordar temas que son relevantes, ya que la sociedad es la que financia sus investigaciones. La psicología debe dirigir los estudios de biología, en especial de neurociencias, para lograr centrar sus esfuerzos en problemas importantes (Solms y Turnbull, 2002). Por ejemplo, tan solo recientemente las ciencias duras (y la filosofía) han logrado detectar la conciencia como un elemento concreto digno de investigar. En esta tarea, como en muchas otras, la/os psicóloga/os han desempeñado un papel crucial.

BIBLIOGRAFÍA

Chalmers, D. J. (1997). The conscious mind. Oxford University Press, Oxford.

Gigout, S., Deisz, R. A., Dehnicke, C., Turak, B., Devaux, B., Pumain, R. y Louvel, J. (2016). Role of gap junctions on synchronization in human neocortical networks. Brain Res 1637:14-21. https://doi.org/10.1016/j.brainres.2016.02.005

Heisenberg, W. (1979). Philosophical problems of quantum physics. Ox Bow Press, Woodbridge; ISBN 9780918024152

Kuhn, T. S. (1970). The structure of scientific revolutions. University of Chicago Press, Chicago.

Potter, J. (1996). Representing reality: discourse, rhetoric and social construction. Sage Publications, Londres.

Solms, M. y Turnbull, O. (2002). The brain and the inner world. An introduction to the neuroscience of subjective experience. Other Press, Nueva York.

Varela, F., Thompson, E. y Rosch, E. (1991). The embodied mind. The MIT Press, Cambridge, Londres.

Wilber, K. (2000). Integral psychology. Shambhala Publications Inc., Boston.

2

Señales eléctricas en el sistema nervioso

Marc L. Zeise

2.1 DESDE LA FÍSICA A LAS SEÑALES: CONCEPTOS BÁSICOS PARA EL ESTUDIO DEL SISTEMA NERVIOSO

DESCRIBIR E INVESTIGAR

el universo inerte es, en esencia, analizar la distribución de energía en el espacio−tiempo. Esto implica que tal distribución es diferente de un caos sin orden ni estructura.

Ambos términos, energía y estructura, son conceptos que ponen a prueba la capacidad de definición.

Intentemos explicarlos de todas formas. Energía es todo aquello a lo que se le puede asignar un equivalente en términos de trabajo (como el movimiento de una cantidad de masa a lo largo de una trayectoria o la carga eléctrica en un campo de fuerza determinado). La energía se puede manifestar de diferentes formas y tiene diversas unidades equivalentes, tales como el joule, el vatio x hora, el electronvoltio, entre otras (Recuadro 2.1).

En este contexto, nosotros entendemos la estructura como una distribución de energía que puede ser descrita. Para ejemplificar esto, podemos hablar sobre la forma de una galaxia o la distribución de masas y cargas en un átomo. En física y química, esto se conoce como neguentropía.

Una forma particular de energía, como nos enseñó Einstein (1935), es la materia. La materia es todo aquello dotado de masa. La energía, en cambio, se puede manifestar de diversas maneras, no tan solo como masa. Por ejemplo, un fotón posee energía, pero no tiene masa cuando está en reposo. En biología, y, por lo tanto, en la neurociencia, la materia y la energía son conceptos diferentes e independientes. Los procesos en los que la masa se convierte en otras formas de energía, o viceversa, están fuera del ámbito de la biología.

2.1.1 Las cuatro interacciones y el átomo

Como podrán recordar de la educación media, un átomo, es decir, la unidad de materia con propiedades químicas más pequeña que existe, está compuesto tanto por un núcleo con protones con carga positiva y neutrones sin carga, como por órbitas en las cuales a veces se observan electrones con carga negativa desplazándose alrededor del núcleo (Fig. 2.1). La carga eléctrica es una propiedad básica de la materia (no se da una definición para eso). En este libro abordaremos tan solo las tres partículas mencionadas previamente. El modelo de la figura 2.1 es conocido como el modelo atómico de Bohr, en honor al físico danés Niels Bohr (1913).

¿Alguna vez se han preguntado cómo es posible que el núcleo atómico se mantenga estable? Por un lado, este núcleo está compuesto por partículas con carga positiva (los protones) extremadamente cerca la una de la otra y, por otro lado, en el colegio nos enseñaron, correctamente, que las partículas con igual carga eléctrica se repelen entre sí y de manera más intensa mientras más cerca estén. Entonces, ¿cómo es posible que el núcleo atómico no explote sino, por el contrario, se mantenga estable? Pocos le hemos dicho al profesor que lo que nos contó no puede ser cierto, que el núcleo debe explotar. Sin embargo, tan pronto como se descubrió la existencia del núcleo atómico (en 1908), a los físicos les resultó obvio que debía existir otra fuerza capaz de unir los componentes del núcleo.

Debido a su capacidad para superar la fuerza electromagnética, esta se denominó fuerza o interacción nuclear fuerte. Por ende, existen la interacción eléctrica o electromagnética, la interacción nuclear fuerte y, además, la interacción gravitacional, como todos la conocemos. Adicionalmente, para describir fenómenos tales como el decaimiento beta (Konya y Nagy, 2012), se debía incluir otra interacción: la