Strange Physical Theory Proved After Nearly 40 Years

Clara Moskowitz
Staff Writer
LiveScience.com clara Moskowitz
staff Writer
livescience.com – Wed Dec 16, 12:20 pm ET

When physicist Vitaly Efimov heard his theory had finally been proven, he ran up to the younger scientist who had verified it and gave him a high five.

Efimov had predicted a quantum-mechanical version of Borromean rings, a symbol that first showed up in Afghan Buddhist art from around the second century. The symbol depicts three rings linked together; if any ring were removed, they would all come apart.

Efimov theorized an analog to the rings using particles: Three particles (such as atoms or protons or even quarks) could be bound together in a stable state, even though any two of them could not bind without the third. The physicist first proposed the idea, based on a mathematical proof, in 1970. Since then, no one has been able to demonstrate the phenomenon in the lab - until recently.

A team of physicists led by Randy Hulet of Rice University in Houston finally achieved the trio of particles, and published their findings in the online journal Science Express.

"It was very exciting, because after 40 years of this prediction being out there, it was finally verified," Hulet told LiveScience.

Hulet presented his work at a meeting in Rome in October that Efimov also attended.

"He gave me a high five after my talk," Hulet recounted. "He was so enthusiastic and so excited to see this prediction become true."

Efimov had calculated that the triplet of bound particles was possible, and that it was repeating: New bound states could be achieved at higher and higher energy levels in an infinite progression. All of the bound states would occur at energy levels that were multiples of 515.

To prove that they had really created the trios, called Efimov trimers, the researchers produced one set of three lithium atoms bound together, and then reproduced it with a binding energy 515 times the first one. (Essentially, binding energy indicates how tightly the particles hold onto one another and how much energy it would take to pull them apart.)

The researchers used a setup called a Feshbach resonance that allowed them to tweak the energy levels of their atoms. They found that when they hit multiples of 515, the particles would bind, but at other energies they wouldn't, proving that the trios really were Efimov trimers.

"It's an amazing effect, really," Hulet said. "A lot of people didn't believe [Efimov] at first. It was a very strange prediction."

The theory is unique because it's a solution to a special case of what's called the "three-body" problem. Scientists have solved the "two-body" problem - that is, they have calculated exactly how two objects should move based on their starting positions, masses and velocities. Scientists can also calculate this scenario for many masses, but a pure solution to the general three-body problem has been elusive.

"Physicists can handle two-body problems quite well, and many-body problems fairly well, but when there are just a few objects, like the three bodies in these Efimov trimers, there are just too many variables," Hulet said.

The Efimov calculation isn't the solution to the general case, but rather a solution to a specific case of three bodies. Thus, discovering a real-life example of three particles fulfilling his prediction is an important step to learning more about few-body physics.

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Cerebro y estrés post-traumático

Un nuevo trabajo muestra por primera vez cómo las diferentes regiones del cerebro humano responden cuando se experimenta un evento inesperado o traumático.

En este estudio participaron 15 adultos sanos a los que mientras se les realizaba una resonancia magnética funcional (fMRI), se les pidió que escucharan a una serie de sonidos, en tonos bajos y altos, algunos de los cuales estaban asociados a un sonido fuerte. Se les pidió que calificaran los tonos entre 0 y 100; 0 si no esperaban oír el sonido fuerte, 100 si esperaban oírlo y 50 si no podían hacer una predicción. Además, se midieron otras respuestas, como palmas de las manos sudorosas, para determinar a cuántos de los participantes les molestaba el ruido. Posteriormente se correlacionaron las respuestas de la piel y del cerebro para evaluar cómo la actividad del cerebro influye en la expresión emocional.

El análisis de las imágenes cerebrales mostraron que los acontecimientos desagradables producen actividad en el lóbulo frontal del cerebro. La actividad se redujo cuando los participantes esperaban el evento desagradable, pero no cuando el evento era inesperado.
[NeuroImage 2009]
Knight DC, Waters NS, King MK y Bandettini PA

Memoria a largo y corto plazo

Los hallazgos de un estudio publicado en la revista Proceedings of the National Academy of Science USA muestran que existen dos redes de memoria a corto plazo en el cerebro. Una que funciona de forma independiente del hipocampo y se mantiene intacta en pacientes con déficit de memoria a largo plazo, y otra, que depende del hipocampo y se deteriora al mismo tiempo que lo hace la memoria a largo plazo.

A pacientes con epilepsia del lóbulo temporal con esclerosis bilateral del hipocampo se les pidió que memorizaran fotografías de escenas normales de cada día. A continuación se les pidió que recordasen esas imágenes mientras se registraba su actividad cerebral mediante una magnetoencefalografía. Lo hicieron dos veces: después de un corto período de 5 segundos y pasados 60 minutos.

Comprobaron que en estos pacientes la memoria a corto plazo era buena mientras que la memoria a largo plazo estaba afectada. Sin embargo, cuando a los 5 segundos se les pidió que recordasen los detalles de las escenas que había aprendido de memoria, no podían.
[Proc Natl Acad Sci 2009]
Cashdollar N, Malecki U, Rugg-Gunn FJ, Duncan JS, Lavie N y Duzel E

El secreto del éxito

La ciencia al auxilio

Who says love hurts? Romantic partners alter our perception of pain

By Jesse Bering

 

My mother used to say, “there’s somebody out there for everybody.” It sounds sweet, I know, but when you realize she would say this only in jaw-dropping astonishment at seeing a loving couple out in public in which both partners were, shall we say, aesthetically shortchanged in some eye-catching way, my dearly departed mother somehow doesn’t sound like such a Polyanna anymore. But she got it basically right. When two people are in love, the world whittles away to them alone, and as new research findings suggest, a mere reminder of that other person can make everything seem a little more manageable—even, as it turns out, physical pain.
In a study published this month in Psychological Science, psychology graduate student Sarah Master of the University of California, Los Angeles, and fellow researchers invited 25 couples into their laboratory for a study on pain perception. The females—in this study, anyway—got to be the recipients of the experimentally induced pain stimuli. While the male partner was away in another room having his photographs taken for later use in the study, the woman was instructed to place her arm through an opaque curtain. An experimenter on the other side of the curtain first assessed each woman’s “pain threshold” for thermal stimulation, which produces a sharp, acute, prickling pain sensation within about a tenth of a second.

Once the investigators determined each woman’s subjective pain threshold for moderate discomfort—operationalized as a score of “10” on a pain-rating scale of 0 to 20—they proceeded to the experiment, in which the women were subjected to 84 further pain trials. Ouch! Unbeknownst to the female participants, half of these thermal stimulations were administered at the women’s individually predetermined pain threshold levels, and half were set at 1° C above these moderate discomfort levels. In other words, 42 randomly spaced trials during the course of the experiment involved a degree of pain that exceeded the women’s earlier self-reported tolerance for discomfort. This means that at least half of the trials really would have been more than a little painful under normal, all-else-being-equal, baseline conditions.
As in the assessment trials, the participants were again asked to verbally rate each trial’s “unpleasantness” on a sliding scale. And here’s where the romantic partner comes into the picture. The 84 experimental trials were further divided into seven different conditions of six pain stimulation episodes. That is to say, during each painful trial, the woman was either:
(1) holding the hand of her partner (as he sat behind a curtain)
(2) holding the hand of a male stranger (again, with the man behind a curtain)

(3) holding a squeeze ball
(4) viewing her partner’s photographs—the ones taken earlier—on a computer screen

(5) viewing photographs of a male stranger

(6) viewing photographs of a chair

(7) viewing a fixation crosshair
Curiously, the women reported experiencing a slightly greater reduction in pain while viewing their partners’ photographs than they did even for the partner hand-holding condition (although I should point out that the difference between these two experimental conditions was statistically non-significant). More importantly, pain felt under both of these “partner” conditions was significantly less than for all of the other conditions.

It’s unclear from these findings exactly why viewing a photo of a loved one ameliorates pain—perhaps even more so than actually holding that same person’s hand. Master and her coauthors interpret these data as an example of cognitive priming. Seeing a photo of one’s partner stirs up pleasant mental representations of that person, thoughts that have a measurable palliative effect on pain. Unfortunately, the authors do not speculate as to why physical contact with a loved one pales in comparison to simply viewing that person’s photo. One possibility may be that, when a loved one is physically present, the sufferer can become distressed by the other person’s worrying. A photo of a smiling partner, in contrast, is stripped of those unsettling emotional cues and more easily transports the sufferer to a happier place.

The researchers thus conclude:

The findings suggest that bringing loved ones’ photographs to painful procedures may be beneficial, particularly if those individuals cannot be there. In fact, because loved ones vary in their ability to provide support, photographs may, in some cases, be more effective than in-person support.

Fascinating indeed. I must say, however, that I am a bit skeptical about the generalizing of these findings to all romantic relationships. Unfortunately, the researchers do not tell us about the quality of the relationships in the couples used in the study. But I can certainly imagine some instances where, due a strained marriage or some rankling issue such as infidelity, seeing the face of a loved one could actually intensify pain. What a clever clinical test of relationship dissatisfaction that would be.
I, for one, would largely prefer a photo of my dog beside me during a root canal.
In this column presented by Scientific American Mind magazine, research psychologist Jesse Bering of Queen's University Belfast ponders some of the more obscure aspects of everyday human behavior. Ever wonder why yawning is contagious, why we point with our index fingers instead of our thumbs or whether being breastfed as an infant influences your sexual preferences as an adult? Get a closer look at the latest data as “Bering in Mind” tackles these and other quirky questions about human nature. Sign up for the RSS feed or friend Dr. Bering on Facebook and never miss an installment again. For articles published prior to September 29, 2009, click here: older Bering in Mind columns.
Image ©iStockphoto.com/arsenik

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INHIBIR CIERTA ENZIMA MITIGA PROBLEMAS CEREBRALES CAUSADOS POR EL INSOMNIO

Una investigación dirigida por biólogos y neurocientíficos de la Universidad de Pensilvania ha descubierto una vía molecular en el cerebro que es la causa de las deficiencias cognitivas resultantes de la privación de sueño. Además, el equipo cree que los déficits cognitivos provocados por la privación de sueño, como la incapacidad de concentrarse, aprender o memorizar, se pueden revertir mediante la reducción de la concentración de una enzima específica que se acumula en el hipocampo cerebral.

Se sabe que la privación de sueño puede tener consecuencias cognitivas perniciosas, incluyendo deficiencias en el aprendizaje y la memoria, pero siguen siendo desconocidos en buena parte los mecanismos por los cuales dicha privación afecta al funcionamiento del cerebro. En particular, desarrollar técnicas para revertir el impacto de la privación de sueño en la función cognitiva ha sido todo un reto.

Lo descubierto en el nuevo estudio podría ofrecer una nueva estrategia para tratar las deficiencias en la memoria y en el aprendizaje provocadas por el insomnio.

Ted Abel, investigador principal y profesor de biología en la Escuela de Artes y Ciencias de la Universidad de Pensilvania, ha dirigido el equipo internacional de investigadores que ha descubierto que la privación de sueño en ratones afecta a una vía molecular importante en el hipocampo, región cerebral de la que se sabe que es esencial para la memoria y el aprendizaje.

El estudio ha mostrado que los ratones que experimentaban privación de sueño tenían niveles elevados de la enzima PDE4 y niveles reducidos de la molécula cAMP, siendo ésta última crucial en la formación de nuevas conexiones sinápticas en el hipocampo.

Luego, los investigadores trataron a los ratones con inhibidores de PDE, los cuales actuaron contra los efectos perniciosos inducidos por la privación de sueño en la señalización de cAMP, la plasticidad sináptica y la memoria dependiente del hipocampo. Esta reversión también ayudó a mitigar las deficiencias en las conexiones sinápticas en el hipocampo y, por tanto, contrarrestó algunas de las repercusiones de la privación de sueño sobre la memoria.

Scitech News

The Moral Call of the Wild A study suggests that spending time in nature changes our values

By P. Wesley Schultz

I love spending time outside. From wild places like the backcountry of the Sierra Nevada mountains, to the mundane nature in my back yard, I find comfort in my natural experiences. These places are restful. Peaceful. They restore my batteries, and help me to focus. And I am not alone in these experiences. People around the world seek out natural experiences. Even when confined to built spaces, we add pets, plants, pictures, and momentos from nature. It is part of who we are, and these experiences in nature help us reflect on what is important in life.

The benefits of spending time in nature have been well-documented. Psychological research has shown that natural experiences help to reduce stress, improve mood, and promote an overall increase in physical and psychological well-being. There is even evidence that hospital patients with a view of nature recover faster than do hospital patients without such a view. This line of research provides clear evidence that people are drawn to nature with good reason. It has restorative properties.

But a recent article by researchers at the University of Rochester shows that experiences with nature can affect more than our mood. In a series of studies, Netta Weinstein, Andrew Przybylski, and Richard Ryan, University of Rochester, show that exposure to nature can affect our priorities and alter what we think is important in life. In short, we become less self-focused and more other-focused. Our value priorities shift from personal gain, to a broader focus on community and connection with others.

To demonstrate this effect, they ran a series of studies. In their first study, the researchers randomly assigned individuals to view a slide show that either depicted scenes of human-made or natural environments. The slides were matched across a variety of characteristics, to eliminate the possibility that the results were due to things like color, complexity, or brightness of the images. The participants were instructed to try to immerse themselves in the images—to notice the colors and textures and imagine the sounds and smells. After watching the slide show (which took about 8 minutes), the participants completed a series of questions about their life aspirations.

Of particular interest were responses to extrinsic life aspirations , like being financially successful or admired by many people; as contrasted with intrinsic life aspirations , like deep and enduring relationships, or working toward the betterment of society. The results showed that people who watched the nature images scored significantly lower on extrinsic life aspirations, and significantly higher on intrinsic life aspirations. The effect was particularly strong for participants who reported being “immersed” in the images. This basic effect was further explored in three subsequent studies. The later studies showed the same effect for true nature experiences: being in a small room with plants, for example.

These results are part of a growing body of evidence showing the powerful effect of natural experiences. And, for people like me who enjoy spending time in nature, the results are encouraging. However, when viewed within a larger societal context, the results also provide an intriguing perspective on some noted shifts in the values and priorities or Americans over the past 40 years.

People living in the United States are spending much less time outdoors today than ever before. Data from a variety of sources show that on average, Americans are spending less time outdoors today than they did 30 or even 20 years ago. Children tend to spend more time outside than do adults, but that number too is declining. With the growth of Internet, social networking, on-demand programming, and computer games, there is more to keep us inside than there is to draw us out into the natural environment (or at least, it feels that way).
These trends have not gone unnoticed, of course, and there is a growing concern about the “sedentary lifestyle,” and our loss of connectedness with nature. But the results from Weinstein et al. suggest something else—that this reduction in our exposure to the natural world could drive large-scale shifts in societal values. As their results show, experiences with strictly built environments lead to life aspirations that are more self-focused. These results may help explain the increase in aspirations for fame, wealth, power, achievement, and other self-enhancing values in Western society and predict that this trend is likely to continue.
So the next time you feel like you have lost sight of what is important, take a walk outside. Immerse yourself in the experience. Clear your head by listening to the sounds of the birds, the smell of the sage, and the touch of the breeze. These are the experiences that open our mind and help us to realize that we are part of a larger community.

Are you a scientist? Have you recently read a peer-reviewed paper that you want to write about? Then contact Mind Matters co-editor Gareth Cook, a Pulitzer prize-winning journalist at the Boston Globe, where he edits the Sunday Ideas section.

Want to Boost Your Memory? Try Sleeping on It

By ADI NARAYAN Adi Narayan Mon Nov 30, 10:00 am ET

Can't remember where you put your keys? Here's a tip for you: record the sound of your jingling keys and put it into your iPod. Then get someone to play it to you at night, while you are deep asleep. Chances are it'll help you remember.

That's the conclusion of a recent report in the journal Science by neuroscientists at Northwestern University, who carried out a small study, with 12 volunteers, to figure out whether specific sounds played during sleep would boost the memory of information learned while awake. (See the year in health 2009.)

First, the participants were asked to memorize the correct location of 50 images on a computer monitor. The images were shown one at a time, arranged in a random place on the screen - a cat appeared on the bottom left, a gong on the top right and so forth. Each object was shown with a related sound - so subjects heard a meow with the picture of a cat, and a crashing noise coupled with the image of a gong. After studying the 50 images and locations, the participants were asked to take a short nap in a recliner in an adjacent room.

Volunteers for the study weren't hard to find, notes Ken Paller, professor of psychology at Northwestern University and lead author of the paper: "People are happy when they are paid to have a nap."

The volunteers were outfitted with electrode caps - akin to a white shower cap with a jungle of wires sticking out of it - that tracked their brain waves in order to determine their stage of slumber. Using an electroencephalogram (EEG), investigators monitored the sleepers' brain activity, and just when the squiggly lines on the screen showed that participants had entered deep sleep, researchers began playing a series of 25 of the sounds that the individual had heard earlier in the memory game. "[The volume] was a little over a whisper, probably much [quieter] than ... your iPod," says John Rudoy, one of the study's authors and a graduate student at Northwestern. (See the top 10 medical breakthroughs of 2008.)

When the participants woke up about an hour later, they said they hadn't heard a thing. But the test results suggested otherwise. On average, each person did slightly better at remembering the correct locations of the 25 objects whose related sounds had been cued during sleep than those of the other objects. The sounds appeared to have entered the sleeping brain and helped consolidate associated memories.

Many researchers who study sleep and memory were excited by this new study (not to mention purveyors of nighttime subliminal-message CDs that purport to make you quit smoking or love yourself) - but experts acknowledge that more work needs to be done. "I would consider this a very, very small effect," says Paller, so don't expect to be able to boost your SAT score while sleeping just yet.

For nearly two centuries, researchers have suspected that sleep plays an important role in learning and memory. But it's only in the last decade that neuroscientists have discovered the most convincing evidence that memory is indeed dependent on sleep. The prevailing theory is that during deep sleep, the brain replays certain experiences from the day, which, in turn, strengthens the memory of what happened. It is thought that when it comes to factual memories, like names, faces, numbers or locations, memory consolidation happens only during deep sleep - a phase of non–rapid eye movement sleep. (The other broad type of sleep, called rapid eye movement or REM sleep, which is when dreaming occurs, is believed to play a role in consolidating memories involving emotions and motor skills, such as dancing or playing an instrument.)

A minority of neuroscientists disagree that sleep actively aids memory, suggesting instead that consolidation of memories is merely a side effect of snoozing. They argue that the true purpose of sleep is to "cool down" the brain by resting the neurons that have been firing all day long. Paller's study lends support for the majority view: when sounds were played to the sleeping brain, the EEG patterns indicated activity - signaling that perhaps certain memories were being revisited - and this processing appeared to strengthen memories. "The meow somehow stimulated the association of the cat with a certain position on the screen," suggests Jan Born, a memory and sleep researcher at the University of LÜbeck in Germany, who was not involved in the new study.

Born and his team have also been able to influence memory recall during sleep - not with sounds, but with odors. In that study, published in March 2007 in Science, researchers asked people to play a memory card game while the smell of roses wafted through a special face mask. Later that night, when the participants were fast asleep, the same odor was delivered to some of them. The following morning, each person played the same game, and the results were clear: the players who got the nighttime rose odor were significantly better at remembering the card pairs than the group who smelled nothing.

Commenting on the new paper, Born suggests that using sounds is more effective than smells because it lets you choose the memories you want to promote. "Auditory stimuli have the advantage that they can be very specifically linked to visual stimuli," says Born. "With odors, this kind of thing is not possible."

Beyond sensory stimulation during sleep, the timing of sleep may also be important to memory. Recent research suggests that deep sleep can strengthen factual memories, but only if the person naps within 12 hours of learning. In other words, if you have to memorize an SAT word list, you might be better off doing it at night rather than in the morning.

Although researchers are still a long way from understanding exactly how sleep affects memory, they are certain that getting too little sleep is a detriment. A 2007 paper in Nature Neuroscience reported that in addition to consolidating recently learned memories, "sleep before learning is equally important in preparing the brain for next-day memory formation." The study found that people who had skipped a night's sleep fared worse at making new memories the next day, compared with those who had gotten a good night's sleep. Turns out, Mom's advice may have been right all along.

Read "Can a Sleep Disorder Predict Parkinson's?"

See TIME's Pictures of the Week.

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Altruismo

El comportamiento social aprendido y las creencias son elementos mucho más convincentes que la genética para explicar el comportamiento altruista de las personas que hacen favores a desconocidos sin esperar nada a cambio o que arriesgan su vida para salvar las de otros. Ésta es la conclusión a la que han llegado en un estudio Adrian V. Bell y sus colegas de la Universidad de California en Davis. Foto: Zina Deretsky, National Science Foundation El altruismo ha sido desde mucho tiempo atrás un tema de interés para los científicos que estudian la evolución social. El altruismo presenta una paradoja difícil de explicar: Ayudar a personas sin lazos de sangre con el sujeto que ejerce la acción altruista tiene casi siempre un coste o un riesgo para éste, y debido a ello cabría esperar que la conducta altruista, por la amenaza que supone para los descendientes genéticos del individuo altruista, no fuese favorecida por la evolución, al menos atendiendo a los argumentos comunes de ésta. En otras palabras, alguien que arriesga su vida para salvar a desconocidos tiene más probabilidades de morir sin dejar descendientes que alguien que ante todo protege su propia vida. Por eso, el egoísmo debiera ser un rasgo de personalidad heredado de padres a hijos con mucha más frecuencia que el altruismo, hasta acabar desplazando a éste.  Los investigadores utilizaron una ecuación matemática que describe las condiciones necesarias para la evolución del altruismo. Esta ecuación llevó a los autores del estudio a comparar las diferencias genéticas y culturales entre grupos sociales vecinos.  Haciendo uso de los valores previamente calculados sobre las diferencias genéticas, emplearon los datos recopilados en una encuesta mundial sobre valores éticos, los cuales es previsible que estén fuertemente influidos por la cultura en un gran número de países, como una fuente de información para calcular las diferencias culturales entre los mismos grupos vecinos. Al hacer las comparaciones, encontraron que el papel de la cultura tiene un alcance mucho mayor para explicar nuestro comportamiento prosocial que la genética. Scitech News

Biologia de la religión

Hay un interesante artículo de Fred H. Previc, psicólogo experimental y neurocientífico, "The role of the extrapersonal brain systems in religious activity" (Previc 2006), donde se elabora un interesante marco teórico sobre el origen neuro-fisio-psicológico de la religiosidad. Tal hipótesis proporciona una plausible base neuronal para un número grande de datos empíricos psicológicos y antropológicos¹ que evidencian que la religión es un subproducto 'natural' de nuestro funcionamiento neuropsicológico y evolución.

Se trata en resumen de cómo las capacidades visuoespaciales y extrapersonales pueden ser la base del pensamiento mágico-religioso. De acuerdo con Boyer, Atran, Guthrie, Barrett, Bloom y otros investigadores, la religión emerge de la activación de un sistema de conceptos intuitivos e innatos destinados originalmente para actividades cotidianas como el entendimiento del mundo externo y la interacción social (Teoría de la Mente, agencia, detección de meta, sistema de precaución, sistema de inferencias teleológicas, reconocimiento de rostros). De acuerdo con tales autores, más allá del factor sociocultural implicado en la formación de la doctrina religiosa específica de acuerdo al contexto ambiental, los humanos nacemos con un limitado juego de capacidades cuyo fin es elaborar conceptos sobre el mundo en la medida en que interactuamos con él (sin estimulación no hay desarrollo de las mismas), tales capacidades cognitivas aparecen tempranamente en la infancia (no son aprendidas), y son conceptos, o "teorías intuitivas", que abarcan lo animado, los objetos inanimados, las personas, el reconocimiento de patrones y detectar metas e intenciones en los objetos y las personas.

Todas estas funciones implican una capacidad fundamental para, a modo interpretativo, "proyectarse fuera de sí mismo", esto es, elaborar metarrepresentaciones de objetos, eventos y circunstancias que están en un espacio y tiempo real fuera del cerebro. Así pues, el pensamiento mágico-religioso y cósmico-trascendental (común denominador de las religiones²) es uno de los resultados, encontrados en toda sociocultura (Atran y Norenzayan 2005 p. 713, Previc 2006 p. 500), de tal capacidad funcional. Cabe aclarar que, aunque la religiosidad no es la función final de tales sistemas cognitivos-proyectivos, en cambio tampoco es resultado de un funcionamiento anormal de los mismos. Se trata del subproducto natural (predecible aunque no inevitable según Boyer) de funciones destinadas evolutivamente para otros fines.

Entre tanto Previc postula que el cerebro humano tiene un espacio virtual (en el que se encuentran los objetos y eventos externos) mediante el cual puede crear metarrepresentaciones y enfocarse hacia él en metas conductuales. Aunque puede resultar ficticio, lo que interesa es que significa que el cerebro-mente puede "proyectarse" (concepto que se tiene desde hace mucho en psicología y filosofía) hacia el tiempo y el espacio reales externos, y cómo explica el pensamiento religioso, pero no sólo esto sino también explica la cognición social, la creatividad, las fantasías, las alucinaciones, los sueños y la inteligencia misma (en tanto que planificación de soluciones). Dejando lo "metafórico", se trata de un sistema de activación de áreas cerebrales específicas que comprende sobretodo el área ventral del lóbulo frontal (cognición social, control emocional, orientación hacia el futuro, creencia/descreencia -Harris) y el lóbulo temporal (asociación visuoespacial, emociones, memoria, lenguaje). El lóbulo temporal directamente se asocia visuoespacialmente al lóbulo parietal (sentido de ubicación en el espacio), a estructuras límbicas (emociones), así como el área prefrontal ventromedial está directamente vinculada a los ganglios basales (recompensa, ritual, aprendizaje) y también al sistema límbico (amígdala). La activación dopaminérgica regula tal sistema ventromedial, y así DA se presenta como el neurotransmisor clave en los procesos y funciones mediados por este sistema. De hecho hay evidencia de que DA propicia el pensamiento mágico-religioso en individuos escépticos (Brugger 2002).

[Niveles anormalmente altos de DA sobre-excitan este sistema, lo que resulta implicado en trastornos mentales y alteración del pensamiento religioso (hiperreligiosidad, delirios místicos). En esto también coinciden las observaciones separadas de Boyer y Previc sobre una sobre-activación del sistema de precaución (Boyer) o de la metarrepresentación extrapersonal (Previc 2006).]

Al presentarse DA como regulador clave del sistema, éste funciona entonces dirigido por el placer de la motivación y la búsqueda de recompensa (justamente las metas conductuales que están sobre-activadas en los trastornos de ansiedad y las adicciones). Por mi parte agrego otros datos que resultan relevantes: una relación de sustratos neurales de expectativa-recompensa entre 1) la religiosidad (éxtasis místico: caudado, cíngulo anterior, ínsula), 2) el efecto placebo (cíngulo anterior, prefrontal medial, ínsula) y 3) el sistema creencia/descreencia (caudado, cíngulo anterior). Aquí las estructuras gangliobasales y frontolímbicas resultan fundamentales en lo que respecta a expectativa/recompensa, quedando estos resultados enmarcados en la hipótesis de Previc, al ser la metarrepresentación (~ proyección extrapersonal) un eje fundamental en los procesos implicados aquí.

Por otro lado, también agrego datos del registro fósil (paleoneurología) que convergen con Previc al evidenciar un mayor desarrollo en las últimas etapas de la hominización y encefalización, de los lóbulos parietal, temporal y fronto-límbico³. Diversas áreas del lóbulo parietal conforman los substratos nerurales de capacidades como abstracción simbólica y metarepresentación, implicados en capacidades congitivas nucleares del pensamiento mágico-religioso (Boyer 2003, Boyer & Barrett 2006), tal como la agencia sobrenatural⁴.

A modo de conclusión. Se tiene por un lado un 'sistema' sentado en la vía frontoventral-límbica del sistema visual , que está mayormente modulado por el sistema de recompensa/expectativa (dopamina). En este 'sistema' también están los módulos de cognición social y regulación emocional. Por otro lado se tiene un 'sistema' formado por diversas áreas y funciones parietales y temporales (conciencia visuoespacial, abstracción, simbolismo, proyección, metarepresentación, memoria, emociones) que a su vez integran las vías dorsal y medial visuales (el where y el when respectivamente). El dominio religioso (Boyer 2008), que consiste fundamentalmente en representaciones mentales 'sobrenaturales' y artefactos y ritual asociados, intuición moral asociada, experiencias místicas/espirituales asociadas, y cohesión endosocial asociada; está integrado por un set de capacidades y procesos «susceptible a varias formas de manipulación cultural» (Atran & Norenzayan 2005 p. 720), asentados en todas éstas grandes áreas cerebrales (sobre todo parietales y temporales), y sería, en términos neurobiológicos, un subproducto de la integración funcional de las vías visuales y la cognición emocional-social.

1. Ver p.ej. "Evolution and Religion - Darwin’s God", un artículo que resume los más sobresalientes trabajos en el estudio científico de la religión. Se aborda tanto la teoría del subproducto como la adaptacionista.

2. Boyer & Bergstrom 2008: «Lo que el término religión denota está extensamente disputado en la antropología contemporánea y los estudios religiosos (Saler 1993), entonces puede ser de ayuda comenzar con una áspera demarcación del campo de lo que se investiga. Modelos evolutivos, como se supone, explican una colección entera de comportamientos y representaciones mentales que son encontradas en muchos grupos humanos diferentes, incluyendo lo siguiente: representaciones mentales de agentes no físicos, incluyendo a fantasmas, antepasados, espíritus, dioses, demonios, brujas, etc., y creencias sobre la existencia y los rasgos de estos agentes (...)»

3. Bruner 2003 "Fossil traces of the human thought: paleoneurology and the evolution of the genus Homo". Según el patrón de encefalización en homínidos y simios de Semendeferi y Damasio, resultan sobretodo los lóbulos parietal y temporal los más desarrollados y ciertamente, los verdaderos determinantes de "lo humano" durante nuestra evolución, en lugar de como siempre se ha pensado que lo era el lóbulo frontal. Esto responde más o menos con claridad cuándo pudieron aparecer (o cuándo se hicieron altamente complejos) los conceptos de tipo trascendental-cósmico, entretanto ambas capacidades necesarias para desarrollar conceptos abstractos como "dios", y que evidentemente sí se relacionan con cierto incremento en el tamaño de tales áreas. Es igualmente elocuente que algunas áreas frontales (corteza fronto-límbica) relacionadas a su vez con la religión (emociones y cognición social), también estén más desarrolladas en humanos.

4. Boyer 2003 "Religious thought and behaviour as by-products of brain function" (y también Boyer & Barrett 2006), establece correlatos neurales para los mecanismos cognitivos envueltos en el pensamiento religioso, indica que la agencia sobrenatural deriva de la activación del sistema de detección de meta (detección de contingencia: surco temporal superior -STS, córtex parietal superior -surco intraparietal derecho), y del sistema de agencia (detección de señales sociales -STS + imitación + empatía: córtex frontal medio, STS, córtex parietal inferior, estructuras subcorticales y límbicas).

Religión y cognición

Dos disciplinas científicas buscan el origen de la espiritualidad en el desarrollo de la mente. Todas las sociedades humanas presentan creencias religiosas, a pesar de que la religiosidad no supone un estímulo obvio para la reproducción o la supervivencia. ¿De dónde procede entonces nuestra tendencia a creer que el mundo está hecho con un propósito o a confiar en agentes sobrenaturales? La periodista de la revista Science, Elisabeth Culotta, analiza en un artículo reciente las respuestas dadas a esta cuestión por dos ramas de la ciencia aparentemente alejadas entre sí: la arqueología y las ciencias cognitivas.

La religiosidad humana hunde sus raíces en nuestras habilidades cognitivas

Todas las sociedades humanas tienen sus dioses, tanto si su culto se rinde en catedrales góticas como si se celebra en pirámides maya.

En todas las culturas, los humanos han destinado recursos a elaborar rituales y a construir edificios religiosos. Sin embargo, la religión no supone un estímulo obvio para la reproducción o la supervivencia.

¿Por qué surge, entonces?, se pregunta la periodista de la revista Science, Elizabeth Culotta en un artículo aparecido recientemente en dicha revista. Bajo el título “On the Origins of Religion" (En el origen de la religión), Culotta, en un intento de desentrañar esta cuestión, analiza dos disciplinas muy distintas que se han dedicado a estudiar la religiosidad humana: la arqueología y la psicología cognitiva.

Antecedentes darvinistas

Ya Charles Darwin abordó el tema de la religión desde la perspectiva de su tesis sobre el origen de las especies, y buscó evidencias de que la religión podía ser explicada por pequeños avances en la cognición y en la estructura social humanas.

Sin embargo, según Culotta, para Darwin, el origen de la religión no supuso un misterio sino uno de los frutos del desarrollo seguido por el ser humano.

Tal y como él mismo escribió en El origen del hombre. La selección natural y la sexual: “tan pronto como las importantes facultades de la imaginación, el asombro y la curiosidad, junto con la capacidad de razonamiento, se desarrollaron parcialmente, el hombre comenzó a especular sobre su propia existencia”.

Culotta afirma que, en los últimos quince años, un número creciente de investigadores ha intentado responder al misterio de la religiosidad siguiendo la estela de Darwin e indagando en la hipótesis que éste defendía: que la religión surge de forma natural, fruto de los procesos corrientes de la mente humana.

Con estos estudios, se ha abierto un nuevo campo de investigación denominado “ciencia cognitiva de la religión”, que se apoya en la psicología, la antropología y la neurociencia para comprender las bases del pensamiento religioso, explica la autora.

Religión en la arqueología

En la actualidad, a pesar de que no se ha alcanzado al respecto un consenso general entre los científicos, para Culotta las respuestas potenciales a ciertas preguntas (como, por ejemplo, si la materia genera el dominio invisible de lo espiritual o si la religión es un fenómeno que puede ser explicado científicamente) podrían encontrarse en la interpretación de ciertos datos arqueológicos y, también, de la información surgida del estudio de nuestra mente.

Por un lado, la arqueología está ofreciendo información potencialmente relevante para la comprensión del inicio de la religiosidad humana, gracias al hallazgo de antiguos diseños geométricos de contenido simbólico o de antiquísimas tumbas cuyo análisis ha revelado la existencia de rituales de enterramiento, entre otros.

Culotta explica que los arqueólogos están buscando señales de religiones antiguas en relación con una de las habilidades cognitivas propias del ser humano: el comportamiento simbólico.

En este sentido, el arqueólogo Colin Renfrew, de la Universidad de Cambridge, en el Reino Unido, asegura que la religión sería una forma particular de un comportamiento social simbólico más amplio.

Con esta idea acerca de la mente humana, los arqueólogos exploran las religiones antiguas y buscan en sus excavaciones señales del inicio del comportamiento simbólico en nuestra especie.

Religión en la mente

Por su parte, especialistas en ciencias cognitivas como Justin Barret, de la Universidad de Oxford, han asegurado que existen propiedades funcionales en nuestros sistemas cognitivos que nos hacen propicios a la creencia en agentes sobrenaturales.

Barret y otros investigadores ven las raíces de la religión en nuestra sofisticada cognición social, explica Culotta.

Según ellos, los humanos tendemos a ver señales de “agentes” –mentes similares a las nuestras- que actúan sobre el mundo y a interpretar éste como si estuviera hecho con un propósito.

Los humanos tenemos, afirman estos científicos, una tremenda capacidad para impregnar, incluso a los objetos inanimados, de creencias, deseos, emociones y conciencia. Esta capacidad, según el psicólogo de la Universidad de Yale, Paul Bloom, estaría en el núcleo de muchas de las creencias religiosas.

Estos campos del conocimiento, la arqueología y las ciencias cognitivas, se están desarrollando en paralelo en esta dirección, relacionando las evidencias empíricas de los registros arqueológicos y los modelos teóricos de los psicólogos, señala Culotta.

Según la autora, todavía no ha habido entre ambas disciplinas más que ligeros atisbos de actividad interdisciplinar, pero los especialistas están de acuerdo en que este terreno de investigación está experimentando el surgimiento de nuevas e interesantes evidencias en lo referente al origen de las religiones, y que tal vez lo más importante esté aún por llegar.

La Alta Temperatura Corporal de los Mamíferos Pudo Evolucionar Como Protección Contra los Hongos

Una nueva investigación muestra que la elevada temperatura corporal de los mamíferos, los familiares 37 grados centígrados en las personas, es demasiado alta para que la inmensa mayoría de hongos potencialmente invasores sobrevivan.
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Las cepas de hongos sufren una gran pérdida de capacidad de crecimiento conforme la temperatura sube hasta la de los mamíferos.

Arturo Casadevall, catedrático y profesor de microbiología e inmunología en la Academia Albert Einstein de Medicina, dependiente de la Universidad Yeshiva, llevó a cabo el estudio en colaboración con Vincent A. Robert del Centro de Biodiversidad Fúngica, en Utrecht, Países Bajos.

Este estudio parece apoyar la idea de que nuestras altas temperaturas pueden haber evolucionado para protegernos contra las enfermedades fúngicas. Ser de sangre caliente y, por tanto, eludir la mayoría de infecciones por hongos, es un rasgo que puede ayudar a explicar el gran éxito de los mamíferos después de la era de los dinosaurios.

Hay aproximadamente un millón y medio de especies de hongos. De éstas, sólo unos pocos centenares son patógenos para los mamíferos. Las infecciones por hongos en las personas son a menudo el resultado de una deficiencia en el sistema inmunitario.

En cambio, nada menos que unas 270.000 especies de hongos son patógenas para los vegetales y 50.000 especies infectan a los insectos. Las ranas y otros anfibios son propensos a hongos patógenos, uno de los cuales está actualmente causando estragos entre las ranas de todas partes del mundo. Los hongos también son importantes en la descomposición de las plantas.

En este estudio, se investigó cómo 4.082 cepas de hongos de la colección de Utrecht crecían sometidas a temperaturas que variaban desde las frías hasta las tórridas. Se comprobó que casi todas las cepas de hongos crecieron bien en temperaturas de hasta 30 grados centígrados. Sin embargo, por encima de esa barrera, el número de especies que no sucumbían al calor disminuyó en un 6 por ciento por cada grado centígrado que aumentaba. La mayoría no podía crecer a las temperaturas corporales de los mamíferos. Los que sí lo consiguieron con las temperaturas más altas, procedían a menudo de portadores de sangre caliente.

Información adicional en:

* Scitech News

ADEMAS DEL SER HUMANO, ALGUNOS OTROS ANIMALES TAMBIEN POSEEN METACOGNICION

El psicólogo J. David Smith de la Universidad de Buffalo, quien ha llevado a cabo estudios extensos sobre la cognición animal, explica que existen cada vez más evidencias de que algunos animales presentan paralelismos funcionales con la metacognición consciente humana, es decir, que poseen la misma habilidad humana de reflexionar sobre sus estados mentales, monitorizarlos o regularlos. Entre estas especies están los delfines y los monos macacos.

Smith ha llegado a esta conclusión después de analizar los resultados de diversos estudios previos, y cree que ya hay evidencias suficientes como para afirmar sin lugar a dudas que algunos animales poseen la citada habilidad, que incluye lo que suele denominarse como "autoconsciencia".

Smith se remite a los resultados de un experimento con un delfín llamado Natua. Cuando no estaba seguro, el delfín claramente dudaba ante las dos posibles respuestas, pero cuando estaba seguro, nadaba hacia su elección de inmediato y a gran velocidad.

Por el contrario, en varios estudios realizados con palomas, éstas no han mostrado tener capacidad metacognitiva alguna. Además, diversos estudios recientes realizados con monos capuchinos han demostrado que estos apenas tienen dicha capacidad.

Estos últimos resultados plantean interrogantes importantes sobre el surgimiento de una mente reflexiva o extendida en el orden de los primates.

Esta nueva área de investigación abre una ventana hacia la capacidad de reflexionar en los animales, lo que podría ayudar a esclarecer el surgimiento filogenético de la misma y permitir a los científicos rastrear los antecedentes de la consciencia humana.

Smith, profesor del Centro de Ciencias Cognitivas y del departamento de psicología en la Universidad de Buffalo, es conocido por sus investigaciones y publicaciones en el campo de la cognición animal.

Tanto él como sus colegas fueron los pioneros en el estudio de la metacognición en los animales no humanos, y han hecho algunos de los descubrimientos más importantes en esta área, incluyendo muchos realizados durante experimentos en los que participaron monos entrenados para utilizar joysticks y efectuar así tareas con un ordenador.

Scitech News

COLOR Y FORMA, PERCEPCIONES SEPARADAS EN EL CEREBRO

Normalmente tendemos a pensar que el color es un atributo fundamental de un objeto: un automóvil rojo, un lago azul, un flamenco rosa... Sin embargo, una nueva investigación sugiere que nuestra percepción del color es maleable, y se apoya mucho en procesos biológicos de los ojos y el cerebro.


Los mecanismos neuronales del cerebro son eficientes en asociar cada color con el objeto al que pertenece, para evitar mezclas indebidas, de forma que no se vea erróneamente un flamenco azul en un lago rosa. ¿Pero qué sucede cuando un color pierde el objeto al que está asociado? Una nueva investigación de la Universidad de Chicago ha demostrado por primera vez que en lugar de desaparecer junto al objeto perdido, el color se pega sobre una región de algún otro objeto a la vista, un hallazgo que revela una nueva propiedad básica de la visión.

La investigación muestra que el cerebro procesa la forma de un objeto y su color mediante dos vías diferentes y, a pesar de que la forma y el color de un objeto normalmente están vinculados, la representación neural del color puede sobrevivir sin la forma. Cuando eso ocurre, el cerebro establece un nuevo vínculo que liga el color a otra forma visible.

"El color está en el cerebro. Se construye tal y como se construyen los significados de las palabras. Sin los procesos neurales del cerebro, no seríamos capaces de entender los colores de los objetos más de lo que podríamos entender palabras de un idioma que escuchamos pero que no conocemos", explica Steven Shevell, psicólogo de la Universidad de Chicago especializado en temas relativos al color y la visión, y que es coautor del nuevo estudio, en el cual también intervino Wook Hong.

Scitech News

La envidia produce dolor y tiñe de verde a quien la siente

El deseo de lo ajeno activa las mismas zonas cerebrales del daño físico. Además, ante al fracaso del otro, 'se disparan' los centros cerebrales del placer.

Quien siente envidia suele avergonzarse e intentar disimularlo. Pero, aunque se esfuerce por padecer en silencio, las más de las veces su propio cuerpo lo delata: el rencor lo hace retorcerse tanto como cuando es sometido a un dolor físico, e incluso su cerebro puede teñirse de verde.

Y es que la envidia se sube a la cabeza. Así, lo comprobó un equipo de neurólogos del Instituto Nacional de Ciencias Radiológicas de Inage-Ku, en Japón, que identificó que ese intenso sentimiento activa los mismos circuitos neuronales del dolor.

Con máquinas de resonancia magnética funcional para observar el cerebro en acción y un guion repleto de drama para que el centenar de participantes en el experimento sintieran envidia, los investigadores se dedicaron más de dos años a la tarea.

“El deseo de tener lo que otros tienen estimula la corteza cingulada anterior dorsal del cerebro, es decir, la misma región que se activa cuando se padece dolor físico”, afirmó Hidehiko Takahashi, autor principal del estudio publicado en la revista Science .

Según Takahashi, cuanto mayor es el arrebato de envidia, más intenso es el flujo sanguíneo en esa región neuronal. Por eso, aunque el envidioso intente controlarse, no consigue evitar que su cuerpo se contraiga o su ceño se frunza.

Además, la resonancia magnética mostró que, cuando la sangre se acumula en esa zona cerebral, el órgano se torna verdoso.

“La asociación entre dolor y envidia estaba ya en la sabiduría popular, pero hasta ahora no tenía una explicación científica”, manifestó el experto.

Y ¿por qué a mí no?

Al intentar inducir a la envidia a quienes eran objeto de investigación, los científicos comprobaron lo que, hace siglos, sostienen los filósofos.

“Los alfareros envidian a los alfareros”, escribió Aristóteles hace 2.300 años, y los neurólogos japoneses también consiguieron una mayor respuesta cerebral cuando los objetos de investigación se comparaban con personas de su misma condición.

“Más que cuando se piensa en los bienes o la belleza de los ricos y famosos, la envidia se dispara cuando una persona se compara con aquellos a quienes considera sus iguales –del mismo sexo, edad, clase social y currículum vitae–”, explicó Takahashi.

Por otro lado, la investigación, en la que también participaron psiquiatras, documentó que las personas sometidas a este estudio, cuando se les pedía verbalizar su rencor, lo hacían en dos direcciones: “mientras que la mitad se identificaba con la frase 'Yo quiero tener lo mismo que tiene aquel'; los demás sintetizaban su sentimiento con la expresión 'Yo no quiero que aquel tenga más que yo'”.

Para los científicos, esas expresiones sugieren que la envidia cumple un profundo rol social: sirve de acicate para superarse y ayuda a no derrochar lo que ya se ha conseguido.

El placer de ver fracasar

No todo es dolor en la mente de los envidiosos. Con la máquina de resonancia magnética se evidenció que solo imaginar a la persona envidiada cayendo en desgracia hace sentir un placer semejante al de comer un chocolate o mantener una relación sexual.

“Así como la envidia es dolorosa, ver fracasar a otros genera una descarga de dopamina que activa los centros del placer del cuerpo estriado del cerebro”, señaló Takahashi, quien recordó el refrán: “Las desgracias de los otros saben a miel”.

Finalmente, la investigación descubrió que la magnitud del dolor generado por la envidia tiene una correlación neurológica con la intensidad del placer de “ver” al otro fracasar

“La envidia funciona, entonces, de forma similar a los sistemas cerebrales que procesan necesidades, y que hacen que, cuanto más hambriento o sediento esté uno, más placentero será comer o beber”, dijo Takahashi, que manifestó su disposición a seguir investigando las respuestas neuronales de otros sentimientos.

En el cerebro social está la base neurológica de las relaciones humanas

Los seres sociales necesitan conocer,
inmediatamente,
si el “otro” es amigo
o enemigo.
Susan Fiske,
Princeton University, 2009.

Si el contacto social (sea cálido, frío o indiferente) fue, en la última entrega de este blog, el motivo de reflexiones, la 3ª Reunión anual de la Social & Affective Neuroscience Society, celebrada en Nueva York, del 9 al 11 de Octubre, ha propiciado que, en esta semana, el interés por lo social, en cuanto tercer componente básico de un estado de salud, siga ocupando nuestra atención. Aunque, en esta ocasión, extendida a aquellas estructuras y funciones cerebrales en las que se sustentan las relaciones sociales, todas ellas incluidas en la expresión, que ha hecho fortuna, de cerebro social (“social brain”).

Es ésta una denominación sintética, que engloba a las extensas y complejísimas conexiones neurológicas que son básicas para el comportamiento en sociedad, y, mediante las cuales, se intenta comprender los estados mentales del “otro”, e interpretar si sus intenciones son “buenas” o “malas”, así como si se le supone capacidad suficiente para llevarlas a cabo (Sarah Jayne Blakemore, University College, Londres). Como ha escrito Matthew Lieberman (UCLA), una de las figuras relevantes de la reunión celebrada en Nueva York, “los seres humanos pasamos una gran parte de nuestra vida pensando y reaccionando sobre los pensamientos, sentimientos, intenciones y conductas de los otros”.

Al fin y al cabo, los seres humanos somos entes sociales que han de aprender a comportarse con los “otros” mediante la educación pertinente en un contexto cultural determinado, y, de modo muy especial, durante el periodo crítico de la adolescencia. Estos comportamientos sociales asientan y transcurren en aquellas estructuras y circuitos cerebrales que, tras el procesamiento de la información social recibida (visual y semántica), sacan las conclusiones que conducen a las conexiones sociales establecidas entre personas. No sólo a las surgidas tras la primera impresión, sino a las relaciones interpersonales mucho más duraderas, profundas y determinantes.

Así sucede, como ejemplos, cuando se alcanza la empatía, una sintonía afectiva con otra persona, o la persuasión, que es lo que ocurre cuando una persona motiva a otra o a un grupo para compartir sus creencias, deseos y conductas. En el polo opuesto a la cercanía social, está la envidia, como “ tristeza o pesar del bien ajeno”, con su contrapartida, la alegría provocada por la desgracia del “otro” (“schadenfreude”) y, en grado extremo, con la pasión del resentimiento.

Pues bien, en las dos últimas décadas, el creciente desarrollo de las investigaciones en las que se utilizan las más avanzadas técnicas para la obtención de imágenes del cerebro en plena relación social (como la resonancia nuclear magnética funcional) están permitiendo poner de manifiesto la correlación entre los estados emocionales surgidos de las relaciones sociales (empatía, persuasión envidia, etc.) y estructuras neurológicas específicas del cerebro. Los más recientes hallazgos, de lo que se entiende como cerebro social, órgano del cuerpo humano que no sólo interviene en las interacciones sociales, sino que también sirve como repositorio donde se guardan los resultados de esas interacciones, han sido presentados en la citada reunión anual de la Social & Affective Neuroscience Society a la que hemos hecho referencia.

Así, por ejemplo, se ha demostrado que mientras la envidia activa el circuito cerebral relacionado con el dolor, el placer provocado por la desgracia del “otro” pone en marcha el circuito neural relacionado con las recompensas. Hidehiko Takahashi, en un artículo publicado en el mes de febrero de este año en la revista Science, ha sintetizado las relaciones entre la envidia y el placer por el mal ajeno con un preciso titulo: When Your Gain Is My Pain and Your Pain Is My Gain: Neural Correlates of Envy and Schadenfreude (Cuando tu ganancia es mi dolor y tu dolor es mi ganancia: correlaciones neurológicas de la envidia y de la “schadenfreude”).

El desarrollo del cerebro social, básico para la convivencia humana, tiene en la adolescencia su etapa clave. Durante esta edad de la vida, el cerebro social puede ser refinado en determinadas áreas, pero también puede terminar confundido y deshumanizado, según hayan sido sus interacciones sociales, ya que éstas condicionan modificaciones anatómicas y fisiológicas, positivas o negativas, según las circunstancias ambientales. Es en esta fase donde se configura como trascendental el papel de la educación para vivir en sociedad, no sólo en el ámbito escolar sino, de modo muy especial, en el ámbito familiar. Una educación fundamentada en el cultivo, en libertad, del pensar por sí mismo, con un pensamiento crítico, que siempre se hace preguntas y busca evidencias, así como en la autoexigencia y en la disciplina personal.

Los recientes avances logrados en las neurociencias sociales confirman el buen sentido de una declaración publicada en el año 2002, en la revista Academic Psychiatry, por el GAP (Group for the Advancement of Psychiatry) en la que se establecía que “en contraste con el modelo biopsicosocial convencional, la unificación de la psiquiatría debería sustentarse en el concepto de cerebro social, el cual pone el énfasis en la aceptación de que todos los factores psicológicos y sociales son biológicos”.

Autor: Profesor Cristóbal Pera

Misterios de la conducta social

Las neurociencias comienzan a dar respuestas a preguntas como por qué lloramos, ayudamos a otros o tenemos gestos altruistas
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En La naranja mecánica , de Stanley Kubrick, un grupo de jóvenes deambula por la ciudad moliendo a palos a sus víctimas.
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La escena de ficción, oscura parábola que en 1971 se acercaba a la escalofriante violencia de ciertos hechos de la actualidad, sólo parecía justificable por la imaginación del novelista que diseñó esa trama:
Anthony Burgess.
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Sin embargo, hace un par de años, el neurobiólogo francés Jean Decety descubrió que si les mostraba a adolescentes con problemas de conducta videos de personas golpeadas, se les activaban los circuitos cerebrales de la empatía, pero también los centros del placer...
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La agresividad, la empatía, la preocupación por los demás, el altruismo, la ética y la moral son engranajes centrales de la vida de nuestras sociedades.
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En los últimos años las neurociencias han empezado a desentrañar estos complejos procesos cognitivos que nos vinculan con nuestra familia y nuestros descendientes, y a la sociedad en su conjunto.
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Algunos de los más destacados protagonistas de esta verdadera "revolución del cerebro" estuvieron días atrás en Buenos Aires en el Simposio Internacional de Neurociencias Cognitivas y Neuropsiquiatría, organizado por el Instituto de Neurociencias Cognitivas (Ineco).
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"La cognición social procura entender y explicar cómo los pensamientos, las sensaciones y el comportamiento del individuo se ven influidos por la presencia real o imaginaria de otros -explica Facundo Manes, director de Ineco y del Centro de Neurociencias de la Fundación Favaloro-.
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Los trabajos realizados en este ámbito son diversos e incluyen paradigmas diferentes; por ejemplo, el reconocimiento de expresiones faciales y el procesamiento de emociones.
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La teoría de la mente es la capacidad humana de darse cuenta de que otras personas tienen deseos y creencias diferentes de las nuestras y que su comportamiento puede ser explicado en función de ellos.
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Esta capacidad de reconocer la naturaleza de nuestras creencias y la de los demás es vital para la vida en sociedad y para la transmisión de la cultura."
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Según explica Manes, los sustratos neurales que subyacen a estos procesos son poco conocidos, pero las investigaciones están empezando a descubrirlos.
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Ninguno se asienta en una estructura única, sino en varias áreas del cerebro que actúan integrada y alternadamente.
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Algo de eso ocurre en la gestación de una conducta moral.
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"No hay regiones de la mente dedicadas a la moral -dice Jorge Moll, del Centro para las Neurociencias LABS-D´Or, de Río de Janeiro-.
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Para cualquier proceso cognitivo se necesita la orquestación de diferentes tipos de conocimiento que trabajan juntos.
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¿Cómo emerge el cerebro moral de la interacción entre factores culturales y biológicos? Aunque todavía está en su infancia en este tema, la neurociencia cognitiva tiene algunas respuestas.
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Por ejemplo, hay estudios que muestran que pacientes que exhiben daño focalizado en un área del córtex prefrontal tienen déficits en los comportamientos de orgullo, vergüenza y arrepentimiento, y otros que están asociados con dificultades para atribuir intencionalidad.
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"Mostramos en personas sanas que las decisiones altruistas, tales como donar dinero a la caridad, activan en nosotros los mismos circuitos cerebrales que ganar dinero -dice Moll-.
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Es más:
detectamos que existe una región específica del cerebro para las donaciones, lo que sugiere que donar dinero, pero no ganarlo para nosotros mismos, está vinculado con las respuestas de cohesión social."
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El primer escalón para el comportamiento moral es la empatía.
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"La chispa de la consideración por los demás", define Jean Decety, editor en jefe del Journal of Social Neuroscience y director del Laboratorio de Neurociencia Cognitiva Social de la Universidad de Chicago.
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Y agrega:
"¿Por qué es tan importante?
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Porque se la considera la argamasa de la cohesión social, y hay una asociación entre empatía y moral. La experiencia de la empatía nos llea a comportarnos de forma moral.
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Pero aunque frecuentemente la gente piensa que tener mucha empatía es algo bueno, yo digo que tiene que ser regulada, porque puede agotar nuestros recursos emocionales."
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La empatía es la habilidad natural de compartir y apreciar los sentimientos de otros. Es una condición necesaria, pero no suficiente para la compasión.
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"La primera está centrada en el propio individuo; la segunda está centrada en el otro", dice Decety. Según esta definición, la empatía es neutral; es buena, pero también puede conducir a la crueldad.
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Tanto la moral como la empatía son producto de la evolución; las compartimos con casi todos los mamíferos y surgen muy pronto en la vida.
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A las 18 horas de nacer, si un bebe llora en la nursery, los demás se ponen a llorar.
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Esa resonancia emocional es innata y abre el camino a la empatía y la moral.
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Para desmontar sus componentes, Decety la estudia a partir de la red social del dolor.
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"¿Por qué lloramos? -se pregunta-.
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¿Por qué tenemos que expresar dolor?
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El dolor es un mecanismo homeostático para mantener el cuerpo en buen estado.
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Pero a través de la selección natural, el sistema del dolor respalda y motiva la capacidad de cohesión social. Si uno quiere a alguien, se siente mal cuando esa persona sufre."
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Decety descubrió que la empatía no siempre nos mueve a actuar, sino que al ver a personas en una situación que les produce dolor, se activan circuitos cerebrales vinculados con el peligro, y la primera reacción es de evitación.
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Para trabajar con eso diariamente, como les sucede a los médicos, es necesario regular la empatía, y el investigador pudo probar que en ellos bastan estímulos de 2,2 segundos para que se active una región del córtex prefrontal que regula la emoción en la ínsula y la amígdala.
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Debido a la plasticidad de nuestro cerebro, tanto nuestro sentido de la empatía como de la moral pueden modificarse frente a las experiencias tempranas, la cultura y la educación.
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"Los circuitos son innatos, pero también responden a la experiencia personal", afirma Josef Parvizi, de la Universidad de Stanford.
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"El abuso social y el abandono pueden alterar las conexiones cerebrales de un niño -dice Moll-.
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Donde un chico que fue bien cuidado podría mostrar generosidad, otro puede tener sus circuitos guiados por la supervivencia, el dominio.
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Si uno abandona a los niños en ambientes de violencia, ¿qué obtiene después de 15 años?
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Un cerebro cableado para la violencia.
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Esto acrecienta la responsabilidad de la sociedad."
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"Por la evolución tenemos sistemas en el cerebro desde el nacimiento que buscan las interacciones sociales -concluye Decety-.
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Nosotros tratamos de entender por qué nos preocupan los demás, por qué a veces la empatía no funciona o hay problemas entre grupos.
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Somos todos de la misma especie y no hay forma en que podamos sobrevivir sin los demás."
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TOMAR LA DECISIÓN CORRECTA
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Antonio Damasio y Antoine Bechara observaron que pacientes con daño en su córtex prefrontal pueden detectar las implicancias de una situación social, pero no tomar decisiones apropiadas.
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"Mostramos que individuos normales desarrollan respuestas galvánicas, de piel, cuando contemplan una decisión arriesgada, y comienzan a elegir ventajosamente antes de ser conscientes de la mejor estrategia, pero pacientes con daño en el córtex prefrontal se comportan como si fueran insensibles a las consecuencias futuras; se guían por la recompensa inmediata -dijo Bechara-.
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Este mecanismo podría vincularse con las adicciones."

EL AREA DEL CEREBRO QUE SE OCUPA DE LA RELIGION

Lunes, 09 de Noviembre de 2009 10:02

En asuntos de religión, los creyentes y los no creyentes parecen pensar muy distinto. Pero en el ámbito exclusivamente cerebral, ¿existen diferencias entre creer en Dios, creer que el Sol es una estrella, o creer que el 4 es un número par?

Pese al amplio impacto histórico de la fe religiosa, se sabe muy poco de su relación cerebral con las creencias en cosas más materiales. Y tampoco ha estado claro si los sujetos con convicciones religiosas difieren de los no creyentes en su forma de evaluar afirmaciones o hechos.

En el primer estudio de neuroimaginología en el que se comparan sistemáticamente la fe religiosa con el conocimiento ordinario, unos investigadores de la Universidad de California en Los Ángeles (UCLA) y la Universidad del Sur de California, han descubierto que aunque el cerebro humano responde de maneras muy diferentes ante declaraciones religiosas y no religiosas, el proceso de creer o no en una afirmación, sea religiosa o no, parece ser controlado por las mismas áreas cerebrales.

El estudio también desvela que los creyentes cristianos y los no creyentes utilizan las mismas regiones cerebrales para juzgar la veracidad de declaraciones religiosas o de otros temas. Los resultados de esta investigación podrían representar un avance importante en la psicología de la religión.

Los autores principales del estudio son Sam Harris (UCLA) y Jonas Kaplan (Universidad del Sur de California).

En el estudio se examinó a 30 adultos (15 cristianos devotos y 15 no creyentes), quienes fueron sometidos a 3 escaneos mediante resonancia magnética funcional por imágenes (fMRI), mientras evaluaban afirmaciones religiosas o no religiosas y las clasificaban como “ciertas” o “falsas”. Los afirmaciones fueron elaboradas de manera que llevaran a un acuerdo casi perfecto entre los dos grupos durante las valoraciones de declaraciones no religiosas (por ejemplo, “las águilas existen”); y a un desacuerdo casi perfecto durante las valoraciones de afirmaciones religiosas (por ejemplo, “los ángeles existen”).

Una región cerebral conocida como la corteza prefrontal ventromedial, mostró una mayor actividad cuando los individuos creían en dogmas religiosos, incluyendo el nacimiento de Jesucristo sin que la Virgen María perdiera su virginidad. También mostró mayor actividad cuando los sujetos creían en la veracidad de afirmaciones sobre hechos ordinarios.

Aunque las afirmaciones sobre religión aceptadas por los creyentes fueron rechazadas por los no creyentes, y viceversa, los cerebros de ambos mostraron los mismos patrones de actividad al creer verdadero algo y al creerlo falso.

El resultado de una comparación de todas las afirmaciones religiosas con todas las de temas cotidianos sugiere que los pensamientos religiosos están más asociados con las regiones cerebrales que controlan las emociones, la autorrepresentación y el conflicto cognitivo, tanto en creyentes como en no creyentes, mientras que los pensamientos sobre hechos ordinarios se basan más en las redes de evocación de recuerdos.

Scitech News

Plasticidad cerebral

En este video se explora la llamada plasticidad cerebral, o sea la posibilidad de cambio constante del cerebro.

Bonobos y la competencia del caminar

La libertad es una ficción cerebral Estamos determinados, como el resto del Universo, por las leyes naturales

La libertad es una ficción cerebral, según confirman las últimas investigaciones sobre neurociencias. Estas investigaciones han determinado que la actividad cerebral previa a un movimiento, realizado por el sujeto en un tiempo por él elegido, es muy anterior (hasta 10 segundos) a la impresión subjetiva del propio sujeto de que va a realizar ese movimiento. Y aunque la falta de libertad es algo contraintuitivo, los experimentos indican que estamos determinados por las leyes de la Naturaleza. Por eso en Alemania algunos especialistas están reclamando la revisión del código penal para adecuarlo a los resultados de la neurociencia. Y aunque sigamos encarcelando a los que violen las leyes, cambiará la imagen que tenemos tanto de esos criminales como de nosotros mismos. Por Francisco J. Rubia.
La libertad, la voluntad libre o el libre albedrío es una ficción cerebral. Eso es el resultado de experimentos realizados recientemente en neurociencia que indican que la actividad cerebral previa a un movimiento, realizado por el sujeto en un tiempo por él elegido, es muy anterior (350 ms) a la impresión subjetiva del propio sujeto de que va a realizar ese movimiento (200 ms antes del movimiento). Esto quiere decir que la impresión subjetiva de la voluntad no es la causa del movimiento, sino que, junto con éste, es una de las consecuencias de una actividad cerebral que es inconsciente.

Los experimentos fueron realizados por Benjamín Libet en California hace más de 20 años; luego han sido confirmados sus resultados por un grupo de neurocientíficos en Inglaterra, y este mismo año, 2008, han vuelto a realizarse en Berlín con técnicas modernas de imagen cerebral, llegando a la conclusión que el cerebro se pone en marcha mucho antes que en los experimentos de Libet, a saber, que la actividad cerebral del lóbulo frontal tiene lugar hasta 10 segundos antes de la impresión subjetiva de voluntad.

El propio Libet intentó salvar su hipótesis de la existencia de la libertad diciendo que en los 200 ms que separan la impresión subjetiva del propio movimiento el cerebro podría ejercer un veto, es decir, inhibir el movimiento. Los críticos de esta hipótesis argumentaron que si el cerebro se tenía que activar de nuevo para ejercer el veto se emplearía de nuevo el mismo tiempo y eso era demasiado para los 200 ms que quedaban.

Frente a estos resultados se puede argumentar que todos y cada uno de nosotros tiene la impresión subjetiva, la intuición, la firme creencia, que somos libres para elegir entre varias opciones o que podemos hacer algo distinto a lo que hacemos en cualquier momento.

Antecedentes de creencias falsas

Pero las impresiones subjetivas, intuiciones o firmes creencias han resultado ser a veces falsas, como ha ocurrido a lo largo de la historia de la Humanidad.

Recordemos la creencia en la teoría geocéntrica, planteada por Aristóteles en el silgo IV a. C. y refrendada por Ptolomeo en el siglo II de nuestra era. Tuvieron que pasar nada menos que 20 siglos, hasta el siglo XVI, para que esta teoría fuera refutada por la teoría heliocéntrica de Copérnico y Galileo.

Nuestra impresión subjetiva estaba basada en la experiencia que todos tenemos de que el sol sale por Oriente y se pone por Occidente, un lenguaje que aún conservamos. Si le hubiésemos hecho caso a Aristarco de Samos, quien en el siglo IV a.C. ya había planteado que la tierra se movía alrededor del sol, no hubiera sido quemado Giordano Bruno en la Piaza Campo dei Fiori en Roma en 1600.

Por otro lado, que hayamos tardado 20 siglos en corregir esa impresión subjetiva falsa de que el sol giraba alrededor de la tierra la debemos, sin duda en parte, a la Sagradas Escrituras. En la Biblia (Josué 10, 13) se dice que Yahvé “paró el sol” para permitir que los israelitas terminasen de masacrar a los amorreos. Por tanto, si Dios paró el sol es porque este se movía y no la tierra.

Hay otros ejemplos de impresiones subjetivas que terminaron siendo falsas, como la teoría de la que la tierra es plana, que todavía hoy algunos desinformados sostienen. También la esfericidad de la tierra, sostenida por Eratóstenes (siglo III a. C.) chocó con las Sagradas Escrituras, tal y como sostenía el obispo de Salzburgo Virgilio o nuestro Isidoro de Sevilla.

Estamos determinados

No podemos, pues, fiarnos de nuestras impresiones subjetivas porque pueden ser falsas. A veces, como en este caso, la falta de libertad es algo contraintuitivo, como suele expresarse en inglés, pero los experimentos indican que, efectivamente, estamos determinados, como el resto del Universo, por las leyes deterministas de la Naturaleza.

Si asumiésemos, como hacen los dualistas, la existencia de un alma inmaterial que interacciona con la materia, en este caso el cerebro, entonces no habría ningún problema. Ese dualismo, que se remonta a los órficos, que consideraban que el cuerpo (soma) era ‘sema’ (la tumba) del alma, y que influyeron decisivamente sobre Pitágoras y Platón, dando lugar a un dualismo que ha durado hasta nuestros días, hoy día la neurociencia lo ha superado.

Las facultades mentales, antes anímicas, son consideradas hoy por la inmensa mayoría de neurocientíficos producto del cerebro. El gran problema del dualismo es que no ha habido posibilidad de explicar cómo es posible que un ente inmaterial, el alma, interaccione con la materia.

La razón es que para interaccionar con la materia se requiere energía y un ente inmaterial, por definición, no tiene energía. Por tanto, esa interacción violaría las leyes de la termodinámica. Además, no se ha descubierto en el cerebro ninguna región de la que pueda decirse que se activa por algún factor externo al cerebro, como sería el caso si fuera activada por el alma. Por tanto, el alma no es ninguna hipótesis neurocientífica.

Algunos filósofos, llamados compatibilistas, aceptan el determinismo del Universo y también del hombre, pero lo compatibilizan con el libre albedrío, que, según ellos, tiene el ser humano. La mayoría confunde lo que en biología llamamos ‘grados de libertad’ con la liberta propiamente dicha.

Todos los animales poseen diferentes grados de libertad, es decir, posibilidades de elegir entre varias opciones. El número de opciones depende del grado de encefalización del animal en cuestión. Nosotros tenemos muchos más grados de libertad que un perro, y éste más que un lagarto, y éste, a su vez, más que una ameba. Pero la posibilidad de escoger entre varias opciones no nos dice por qué elegimos la que elegimos, o, con otras palabras, si esta elección es voluntaria y consciente. En suma, poseer grados de libertad no significa ser libres.

El problema de la libertad es que está íntimamente ligada a la responsabilidad, la culpabilidad, la imputabilidad y el pecado. Este último es la base de las tres religiones abrahámicas: judaísmo, cristianismo e islamismo. El concepto de culpabilidad es también la base del derecho penal internacional.

Neurociencias y Derecho

Esto explica por qué en Alemania, algunos especialistas en derecho penal están reclamando la revisión del código penal para adecuarlo a los resultados de la neurociencia. Evidentemente no vamos a cambiar los castigos que hay que infligir a aquellos que transgredan las reglas que la propia sociedad se ha impuesto a sí misma. Seguiremos encarcelando a aquéllos que violen esas reglas. Pero lo que sí va a cambiar será la imagen que tenemos tanto de esos criminales como de nosotros mismos.

Que la libertad pueda ser una ficción no nos llama mucho la atención. Hace tiempo que sabemos que los colores no existen en la Naturaleza. En ella encontramos diversas longitudes de onda del espectro luminoso. Estas longitudes de onda inciden sobre fotorreceptores que poseemos en la retina y los impulsos nerviosos, llamados potenciales de acción, que son exactamente iguales que los provenientes del oído o del tacto, llegan a la corteza visual y allí se les atribuye una determinada cualidad, como la de rojo, azul o verde. Los colores, pues, son atribuciones de la corteza cerebral, pero no cualidades que existan en la Naturaleza. Algo que ya sabía Giambattista Vico, filósofo napolitano del siglo XVII, o el propio Descartes.

Para terminar quisiera citar a dos personalidades: un filósofo, Baruch Spinoza que sobre este tema decía: Los hombres se equivocan si se creen libres; su opinión está hecha de la consciencia de sus propias acciones y de la ignorancia de las causas que las determinan.

Y la de un científico, Albert Einstein: “El hombre puede hacer lo que quiera, pero no puede querer lo que quiera”. Y también: El hombre se defiende de ser considerado un objeto impotente en el curso del universo, pero, ¿debería la legitimidad de los sucesos, tales como se revela más o menos claramente en la naturaleza inorgánica, cesar su función antes las actividades de nuestro cerebro?.

Un psicólogo alemán, Wolfgang Prinz ha acuñado la frase: No hacemos lo que queremos, sino que queremos lo que hacemos.

F. J. Rubia es Catedrático de la Facultad de Medicina de la Universidad Complutense de Madrid, y también lo fue de la Universidad Ludwig Maximillian de Munich, así como Consejero Científico de dicha Universidad. Este texto fue leído por su autor en el encuentro de bloggers de Tendencias21, celebrado en Madrid el pasado 21 de noviembre. F.J. Rubia es el editor del blog Neurociencias de Tendencias21.