El niño problema
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Determinación o posibilidad subyacen y son la base del funcionamiento cerebral. La nueva tecnología trajo un cambio notable en el dogma que se consideraba esencial y constitutivo de la teoría neuronal como era su incapacidad para reproducirse y modificarse. Hoy sabemos que se reproducen al menos en ciertos lugares, uno de ellos sorprendente: el hipocampo, estructura muy importante para la memoria. El dogma era que nacíamos con una dotación de neuronas y sus conexiones, cuya estabilidad y persistencia determinaban estructura y función. Solo eran esperables pérdidas irremplazables. Por otro lado se planteaba el interrogante objeción de cómo haría una nueva neurona para ubicarse en un circuito y atesorar las memorias de la neurona desaparecida. Los nuevos hallazgos han obligado a modificar esas hipótesis y teorías. Por ejemplo, en el desarrollo hay una pérdida neuronal y de conexiones llamada prunning (poda) por la que la falta de conexión o las conexiones no funcionantes son suprimidas con la ventaja de una mejor relación mensaje/ruido. Finalmente también ahora sabemos que las neuronas cambian, abandonando viejos contactos y creando nuevos; la plasticidad y el aprendizaje encuentran en este comportamiento su fundamento biológico. Varias patologías se han asociado tentativamente con fallas en este aspecto, entre ellas la esquizofrenia, el autismo y algunas depresiones.
Para el resto de las células del sistema nervioso se van descubriendo nuevas funciones y, en el caso particular de los astrocitos y la microglia, la variedad de tipos va en aumento y a su vez crece su vinculación muy estrecha con el funcionamiento neuronal y con neuronas y circuitos específicos. Probablemente tengamos que comenzar a pensar en díadas y abandonar la idea de la neurona dominante absoluta.
La fisiología cerebral tiene un desarrollo enorme a partir de los progresos de la física y la bioquímica y de las tecnologías basadas en ellas. La posibilidad de detectar y producir corrientes eléctricas de muy bajo voltaje junto con la posibilidad de estudiar hasta el nivel molecular los componentes estructurales y metabólicos, llevó al conocimiento y comprensión básica de la tarea cerebral y del sistema nervioso en general. Dicha tarea consiste en la conversión de diversas formas de energía en impulsos (corrientes eléctricas) que pasarán de neurona en neurona a partir de un primer paso en los receptores sensoriales, hasta finalizar en la unión neuromuscular. Podremos observar así a los más variados movimientos como formas de conductas. En realidad todo lo que hacemos implica movimientos, inclusive cuando aparentemente estamos quietos. Mantener una postura o inhibir un movimiento, involucra los mismos sistemas o circuitos. Se dijo alguna vez que todo lo que el hombre hace es mover cosas, inclusive al pensar. En ese caso, las cosas que son movidas serían palabras, ideas, conceptos o imágenes en busca de un orden significativo. En realidad serían cosas/objetos no tangibles pero representantes de otras cosas/objetos tangibles.
El fenómeno de conversión de formas de energía en impulsos eléctricos es electroquímico. Requiere de un aporte constante de energía producido fundamentalmente por la combustión de glucosa en presencia de oxígeno que es utilizada primordialmente para la recarga de una molécula fosforada, el ATP (adenosin trifosfato) la que se descarga a ADP y AMP por pérdida de uno o dos átomos de fósforo liberando bruscamente energía, la que es utilizada para producir cambios en la permeabilidad celular que genera corrientes a las que llamamos potenciales de acción que se desplazarán por la neurona en un solo sentido, desde el cuerpo al axón. Por ello decimos que las neuronas son células polarizadas en el sentido que los impulsos pueden seguir una sola dirección. Finalmente se repetirá igual ciclo en otras neuronas a partir de la llegada de la corriente a ese punto de contacto que llamamos sinapsis. En él la corriente puede pasar directamente de una neurona a otra (poco frecuente en el cerebro humano) o desencadenará la liberación de un agente químico, el neurotransmisor que se dirigirá al lado de la sinapsis receptora donde interactuará en forma específica, compleja y variable, para desencadenar un nuevo potencial de acción. Es un mecanismo tipo llave-cerradura. El conocimiento del funcionamiento de la membrana celular y de esa zona específica de la misma, llamada sinapsis, ha sido un paso gigantesco en la neurofisiología. Cada vez conocemos más neurotransmisores, su producción, transporte, almacenamiento, liberación, recaptura e interacción con los receptores. El resultado final será una nueva proteína, forma consolidada de una nueva memoria celular. Cada potencial de acción es vehículo de un mensaje o señal elemental que se convertirá en información al conformar trenes de potenciales de frecuencia y amplitud variable, con interrupciones/silencios también variables. La duración de un tren, la frecuencia y tamaño de sus descargas son el código portador de la información. Lo podemos imaginar como el código de barras. Esta información puede activar o inhibir a otras neuronas. A lo largo de un circuito el código es memorizado, recordado o modificado. Vale la pena aquí señalar que en dicho código son tan importantes los impulsos por su intensidad y frecuencia como los espacios/silencios, de allí el valor de lo inhibitorio. Aparece el tiempo como participante fundamental de mensajes y significados al determinar ciertas características de los trenes de estímulos algo semejante a lo observable en la música.
El resultado final provendrá de la resultante espaciotemporal de la acción de los distintos tipos de sinapsis y sus respectivos transmisores sobre un conjunto variable de neuronas, en un período de tiempo determinado.
Este proceso es extremadamente dependiente de la provisión metabólica de energía y por lo tanto la disminución de su aporte tendrá efectos negativos y aún deletéreos. Es el caso de las alteraciones en el aporte circulatorio de oxígeno y glucosa. Los iones Na, K, Ca y Mg y el agua tienen igual importancia. Los cambios en el pH fuera del rango normal o las variaciones importantes de temperatura, al incidir en el aporte y transformación de energía pueden tener graves consecuencias. Por caminos similares actúan los fármacos que en ciertas cantidades pueden ser modificadores o reguladores beneficiosos pero que superadas las mismas resultan tóxicos. La distancia que separa un medicamento de un veneno puede ser la dosis. El cerebro es el órgano con mayor circulación sanguínea y consumo de oxígeno en proporción a su peso, pero no posee reservas de ningún tipo y de allí su vulnerabilidad que se expresará como una disminución de sus funciones evidenciables como somnolencia, desatención, confusión, llegando hasta el coma y eventualmente la muerte. Los cambios sostenidos en el tiempo tienen igual efecto según la cantidad de neuronas comprometidas y la duración de la exposición a la situación adversa. En los niños veremos los mismos efectos como consecuencia de fenómenos anoxo-isquémicos perinatales, desnutrición, tóxicos ingeridos por el niño o la madre y menos frecuentemente por trauma, infecciones severas o alteraciones metabólicas graves.
La captación del entorno y del propio interior de un sujeto son condiciones para su integración e interacción. Esta información procesada en el cerebro se expresará e intermediará a través del cuerpo y sus diversos componentes. Sabemos hoy en día que buena parte de la misma no solo proviene de los sentidos convencionales, sino también, al menos de dos sistemas humorales: el endócrino y el inmunológico, para los cuales existen sensores cerebrales capaces de captar esa información. Podemos visualizar al sistema inmunológico como aquél sentido que diferencia el yo del no yo, en especial frente a elementos foráneos de riesgo. Desencadena las reacciones de defensa y rechazo bien conocidas por aquellos sujetos trasplantados o por los pacientes inmunosuprimidos como en el caso del HIV o aquellos bajo tratamiento oncológico. La integración de todos estos conocimientos ha dado origen a un capítulo de las ciencias interdisciplinarias como es la neuro-psico-inmuno-endocrinología.
Todos estos conocimientos han constituido la base biológica para el desarrollo de la psicofarmacología. En realidad los psicofármacos, las drogas de diseño y muchas sustancias naturales funcionan a veces como neurotransmisores “tramposos” por utilizar los mismo receptores que los neurotransmisores endógenos o naturales y en otros casos aumentando o disminuyendo su producción, transporte, liberación y recaptura. Otro efecto es el bloquear la acción ocupando los receptores postsinápticos y finalmente disminuyendo o aumentando la recaptura de aquellos que han quedado en la hendidura sináptica sin ligarse al receptor. Una compleja y fascinante maquinaria de la que tenemos solo algunos atisbos. Sabemos ahora también de la existencia de neuromoduladores con un funcionamiento algo parecido a los neurotransmisores pero con diferencias sustanciales como el ejercer su efecto a distancia abarcando grupos neuronales y con un tiempo de acción y persistencia diferentes a los de la transmisión sináptica.
El sistema nervioso como un todo
¿Cómo funciona integradamente el sistema nervioso? ¿Cuál es su función? Tenemos modelos de funcionamiento cerebral, lo que significa que aún carecemos de un conocimiento acabado del mismo.
Por un lado, el enfoque holista que supone al cerebro funcionando como un todo sin distingos entre partes en el que la “masa crítica” sería el determinante. Esta idea surgió de una serie de experimentos en animales a los que se les retiraban cantidades crecientes de tejido cerebral sin consecuencias aparentes hasta que se superaba cierto límite: la masa crítica. La deducción era que hasta cierto punto se podía mantener un funcionamiento normal pues las funciones no estaban localizadas. La revisión del método experimental demostró que la deducción era incorrecta. Hoy sabemos que si bien las funciones están distribuidas más allá de límites anatómicos macroscópicos y que la plasticidad permite reorganizaciones sustitutivas en caso de lesiones, siempre hay un déficit de mayor o menor grado. Dato a tener en cuenta al evaluar y tratar niños con lesiones cerebrales de cualquier tipo.
Por el otro lado estaba el localizacionismo, que consideraba a las funciones como agrupadas en centros independientes. Con él da sus primeros pasos la neuropsicología de la mano de Broca y Wernicke. Era razonable pensar que las conexiones entre dichas áreas entre sí y con otras partes del cerebro también deberían ser importantes, y así aparece el conexionismo con un notable investigador como fuera Norman Geschwind. Como puede verse, ni mucho ni tan poco y como siempre el justo medio resulta el más apropiado.
Charles Sherrington, notando el orden creciente de complejidad funcional y estructural desde los niveles más periféricos hasta la corteza cerebral, propuso un modelo basado en la aposición de estructuras en un orden jerárquico, con el arco reflejo en la base de recepción y respuesta y la corteza en el estamento superior. El arco reflejo rápido pero estereotipado y la corteza algo más lenta, pero plástica y con inmensas posibilidades de variación y modulación. Aquellos estímulos que demanden respuestas inmediatas y fijas están modulados, supervisados, controlados por los niveles superiores con los que interactúan. Eso es finalmente lo que sucede con el aprendizaje fisiológico. En realidad el arco reflejo se puede dar también en construcciones de gran complejidad como lo evidencian los reflejos condicionados en los que claramente hay un aprendizaje con su memoria correspondiente y la posibilidad de refuerzos y extinciones, así como de vinculación transensorial por la que un estímulo proveniente de un canal sensorial termina funcionando como si proviniera de otro. El condicionamiento operante y el ejemplo de Iván Pavlov con un estímulo visual (comida) reemplazado con igual efecto por uno auditivo (timbre), muestran esta posibilidad y representan otro modelo, el pavloviano.
Los reflejos condicionados son importantes para el tema de los aprendizajes, ya que aparecen componentes importantes como son la ejercitación, la base de sinapsis y funciones predeterminadas y la plasticidad en niveles de creciente complejidad, sus memorias y el valor de recompensa/placer o castigo/displacer equivalentes a excitación/refuerzo e inhibición/supresión/extinción. Un aspecto igualmente importante e interesante vinculado con este tipo de aprendizajes fue la demostración de memorias y la generación de expectativas como su manifestación. Ante el sonido el animal producía secreción gástrica, pues esperaba la llegada de comida vinculada con él.
Otro modelo a tener en cuenta es el de Luria, quien postula la existencia de analizadores para el tratamiento de la información, con niveles de especialización y jerarquía organizados secuencialmente en módulos para el tratamiento de la información entrante, la elaboración de respuestas de salida y un módulo supervisor, productor de los ajustes en función de memorias, contexto y antecedentes de éxito o fracaso. Es una de las bases del modelo cognitivo como procesamiento de información.
Finalmente, hay un modelo que personalmente me parece de sumo interés: el modelo estratigráfico de la personalidad de Goldar. Creo que es valioso pues está referido a estructuras y funcionamientos cerebrales que permiten explicar algunas conductas complejas y sus perturbaciones, con la correspondiente verificación lograda hoy en día a partir de las modernas técnicas de neuroimágenes y antaño con la paciente tarea del correlato anatomopatológico. Tiene el enorme mérito de haberse anticipado a formulaciones semejantes como las de Damasio y Changeux. En este modelo reconoce tres estructuras cerebrales clave: el lóbulo frontal, el sistema límbico y una zona intermedia entre ambos. Serán sedes de las esferas intelectual, valorativa y vital, respectivamente. No debemos caer en un localizacionismo extremo ya que las estructuras señaladas están funcionalmente integradas entre sí y con el resto del sistema nervioso.
Brevemente resumiré sus funciones, tal como lo hace su autor:
Esfera vital:
• Hambre y amor están representados allí. Estructura: cerebro interno. Sistema límbico.
• Se evidencian como conductas emocionales. El temperamento como el estrato inferior o profundo, fundamento del ser de las restantes esferas. Está involucrado en la constante reparación estabilizadora del medio interno. Alimentación y reproducción.
• Vinculado con: respuestas defensivas de ataque/huida; reacciones de agrado/desagrado; activación general y ritmos endógenos; distinción orden/desorden; es un mecanismo viscero-emocional.
Esfera valorativa:
• Media entre la esfera vital y la esfera intelectual. Transporta valorativamente al estrato profundo circunstancias del mundo discriminativamente conocidas. Estructura: cerebro intermedio, neocortical, paralímbico.
• Valores preventivos: (lado instintivo) Vivencia de familiaridad. Gnosias. El miedo básico, inseguridad y desconfianza. Valor de probablidad.
• Valores sentimentales: (lado tímico) Inclinaciones o propensiones. Rechazos o indiferencia. Agradable/desagradable.
• El carácter como lo permanente, distintivo de un sujeto. Respuestas instintivas o tímicas: dar importancia o ser indiferente. Ética y estética son de su dominio.
Esfera intelectual:
• Estructura: cerebro externo, neocortical, lateral.
• Vinculado con las sensopercepciones y sus interrelaciones a partir de las cuales se da la construcción de reconocimientos (vivencias de familiaridad), base de las nominaciones (lenguaje) y de formulaciones abstractas (ideas).
• En su seno se produce el recuerdo e interpretación de lo acontecido y la predicción del futuro. Expresa la voluntad como “el yo moviente” y es el operador discriminativo al servicio de la vida. Edifica el mundo conocido. Formula leyes. Construye teorías que contienen probabilidades.
Buenos ejemplos de la aplicabilidad de este modelo y de la existencia real de estas esferas son el caso de Phineas Gage tomado por Damasio y el caso de un paciente comentado por Juan Carlos Goldar en su libro Cerebro límbico y psiquiatría, quien comía cáscaras de papa tomadas de una cloaca y podía dar correcta cuenta de su acción pero no valoraba el riesgo y lo inapropiado de ella. En ambos casos una esfera intelectual aparentemente indemne y una esfera valorativa alterada con ausencia de los valores preventivos y conductas inapropiadas en términos de supervivencia y adaptación exitosa al medio.
Una concepción moderna fue aportada por Marsel Mesulam y su modelo de redes distribuidas. Allí el procesamiento, las conexiones, e inclusive las localizaciones anatómicas tienen cabida y pueden ser verificadas tanto a nivel estructural como funcional. El nivel funcional se hace aparente en la conciencia para cada uno y en las conductas observables tanto por nosotros mismos como por los demás.
Por último debo mencionar el modelo de aparato psíquico desarrollado por Freud con sus tópicas y sus circuitos/relaciones que por haber sido basado en sus observaciones clínicas y en su apego al funcionamiento cerebral acorde a los conocimientos disponibles en su época, puede ser actualizado y utilizado manteniendo su vigencia. Resulta un ejercicio interesante tomar alteraciones conocidas y ver si es posible al menos intentar extrapolarlo a otros modelos que en principio parecerían ser muy lejanos y diferentes. Creo que la razón de las coincidencias es que compartimos el objeto de estudio y sus manifestaciones variadas y variables a las que llamamos conductas.
Usamos diferentes estrategias y herramientas y de allí las diferencias que creo no deben ser tomadas como descalificaciones sino como aportes enriquecedores. Nos mueven diferentes intereses, apetencias y rechazos personales. Es necesario reconocer también que cada modelo aporta a la comprensión de aspectos oscuros o controversiales pero inexorablemente deja sin respuesta otros, a veces conocidos de antemano, pero también otros nuevos, producto del corrimiento de los límites y fronteras que el hombre hace con ingenio y osadía al trascender su propia biología. Lo que ganamos en extensión solemos perderlo en profundidad. Sabemos cada vez más de menos cosas y correremos el riesgo de saber todo de nada. Postura extrema y opinable, pero que nos debe llamar a la modestia reflexiva.
Ciertamente este es un recorrido incompleto e inclusive sesgado por el interés en conducir al lector por un sendero de aprendizajes que estimo útil en relación con el objetivo de este libro y del conocimiento de un objeto tan complejo como el ser humano y sus conductas.
Para beneficio de inventario citaré algunos autores muy relevantes en este tema como Piaget, Lezak, Vygotsky, Damasio, Gazzaniga, Hecaen, De Ajuriaguerra, Fodor, Dennet, Changeaux, Maturana, Searle, Calvin, Lorenz, y la lista podría aumentar exponencialmente según el aspecto, la época o la teoría que analicemos.
Como resumen, es razonable concluir que el ser humano es un animal evolutivamente muy desarrollado y exitoso, genéticamente predeterminado pero plástico y en constante aprendizaje, lo que determinará sus vínculos sociales y la generación de cultura. Imagina, observa y lee el mundo existente y por ello lo crea en una búsqueda intencionada de coherencia para satisfacer sus intereses de supervivencia y procreación. Lo adecuado o erróneo de esta relación con el mundo que incluye a sus semejantes y a él mismo se traducirá en éxitos o fracasos de grado variable. Lo hace con su cuerpo y dentro de él su cerebro conductor, integrador y creador por excelencia. Configura pero es también configurado. Construye un esquema corporal pero también tiene una imagen corporal como algo vinculado pero de otro ámbito.
El cerebro es la condición de posibilidad para nuestras conductas y la vinculación con los estímulos de los mundos interior y exterior que impulsa sus ejecuciones. Disponemos de todo aquello que posibilitaría tocar el piano, pero aprenderemos a hacerlo sólo si nos interesa y existe un piano para ser percibido y manipulado, además de alguien que nos enseñe, incite y guíe. Este razonamiento es extrapolable a cualquier aprendizaje y sus alteraciones. Variarán las escalas de valores en los sujetos que aprenden, su entorno, las motivaciones, los objetivos, intenciones y las particularidades biológicas, sociales y culturales establecidas. No obstante, el esquema básico se mantendrá inalterable determinando tanto las características y diferencias individuales como las semejanzas; estas últimas están dadas por el esquema o arquitectura de la estructura cognoscente y las primeras por la plasticidad del mismo y la aleatoriedad espaciotemporal de los estímulos. La existencia de una persona y de los objetos de su entorno junto con el lugar y el momento de esa vida particular en que se encuentren, crearán ligazones que con sus características determinarán una memoria particular, un aprendizaje. Este aprendizaje podrá perdurar por mucho tiempo, o ser breve, casi fugaz. Se mantendrá inalterado o será reiteradamente modificado para mantenerlo útil y disponible. En ese sentido la memoria puede ser vista como un palimpsesto. Uno u otro camino dependerán de los valores de utilidad, supervivencia, oportunidad, reiteración, refuerzo y tiempo.
Este es el núcleo alrededor del cual me interesa tratar los trastornos del aprendizaje.
A modo de advertencia final es necesario tener presente que hemos avanzado muchísimo en el conocimiento del funcionamiento cerebral y su relación con las conductas; las neuroimágenes de todo tipo tienen el atractivo de mostrar “en vivo y en directo” lo que sucede en un cerebro humano en funcionamiento y por eso la caja negra ahora es transparente o así lo parece. Esa zona que se muestra como activa cuando realizamos cualquier tarea es una evidencia indirecta e inferible de que es allí donde reside el mecanismo, las neuronas, los circuitos o la memoria para realizar la tarea propuesta, pero a veces esto no es así. Múltiples problemas técnicos como la manipulación y la elección de “niveles” para considerar una zona como activa o no, pueden hacerlas aparecer o desaparecer. El uso de epistemología de primera persona al confiar que el sujeto esté “en blanco o en reposo” y que efectivamente cumpla con la consigna según su propio relato, son también variables que pueden alterar los resultados. Finalmente, el uso de epistemología de tercera persona al diseñar la tarea según conocimientos previos y evaluarla del mismo modo, obligan a ser muy cautelosos con los hallazgos. Van creciendo los estudios de metaanálisis que ponen en duda muchos resultados y advierten sobre el riesgo de caer en una nueva frenología.
A veces se formula descarnadamente la pregunta acerca de para qué sirve el cerebro. Inclusive se han publicado casos de niños y aun adultos con lesiones o hidrocefalías extremas con conductas y aprendizajes aparentemente normales, negando o poniendo en duda su importancia. Casi todos estos casos, más que negar, parecen poner en tela de juicio el corticocentrismo como clave de toda conducta. Desde la biología y la medicina parece una pregunta razonable ya que en ese ámbito hay respuestas bastante claras acerca de la utilidad y funciones cada órgano o sistema. En el caso del cerebro la respuesta es bastante escurridiza en tanto reconozcamos la existencia de algo intangible como la mente. Se suma a la dificultad el cuidado de no caer en la teleología.
Sintetizando, debemos ver al cerebro como aquel órgano que contribuye en forma determinante a nuestra integración individual y con el medio. Lo hace continuamente y sin descanso. Siendo sede de formas muy particulares de memoria, es un buscador de certezas y coherencias, un desambiguador que a resultas de todo esto funciona como una máquina predictiva. Decide, ejecuta, coteja, controla y crea. Basado en un pasado utilizable en un presente fugaz, proyecta y prevé un futuro que rápidamente pasará a ser pasado, en un eterno camino de ida y vuelta que no se repite con exactitud; por esto último, el término máquina no le aplica directamente a menos que hablemos de máquina biológica y de esa forma hablemos de plasticidad. Es un sistema cerrado en sí mismo, pero abierto con el medio incluyendo otros sistemas similares. Humberto Maturana y Roger Bartra elaboran en ese sentido.