Científicos resuelven enigma del tamaño del cerebro y la singularidad humana.

El cerebro se puede definir como un órgano complejo, ubicado dentro del cráneo, que gestiona la actividdad del sistema nervioso. Forma parte del Sistema Nervioso Central (SNC) y constituye la parte más voluminosa y conocida del encéfalo, que se completa por el cerebelo y e tronco encefálico.

El cerebro controla: la respiración, la frecuencia cardíaca, la digestión, la temperatura, los cinco sentidos y el movimiento. El cerebro también permite pensar, comunicar, manejar las emociones, formar opiniones, aprender, y tomar decisiones, lo que incluye muchas otras funciones cruciales. 

Los animales más grandes no tienen cerebros proporcionalmente mayores, y los humanos vamos en contra de esta tendencia, según revela un estudio publicado en "Nature Ecology and Evolution".

El Homo sapiens evolucionó de forma atípica. En la imagen, aspecto de la exposición

Corazón vivo, cerebro vivo, de Dassault Systémes en Las Vegas.

Fotografía de la Agencia Afp.

Investigadores de las Universidades de Reading y de Durham recopilaron un enorme conjunto de datos sobre el tamaño del cerebro y el cuerpo de unas un mil quinientas especies para aclarar siglos de controversia en torno a la evolución del tamaño del cerebro.

Un cerebro de mayor volumen en relación con el tamaño del cuerpo está relacionado con la inteligencia, la sociabilidad y la complejidad del comportamiento, y los humanos hemos desarrollado cerebros excepcionalmente grandes. La nueva investigación revela que los animales más grandes no tienen cerebros proporcionalmente más grandes, lo que desafía las creencias arraigadas sobre la evolución del cerebro.

El profesor Chris Venditti, autor principal del estudio de la Universidad de Reading, señaló en un comunicado: “Durante más de un siglo, los científicos han asumido que esta relación era lineal, lo que significa que el tamaño del cerebro aumenta proporcionalmente cuanto mayor es un animal. La relación entre el tamaño del cerebro y el del cuerpo es una curva, lo que básicamente significa que los animales muy grandes tienen cerebros más pequeños de lo esperado”.

El profesor Rob Barton, coautor del estudio de la Universidad de Durham, dijo: “Nuestros resultados ayudan a resolver la desconcertante complejidad de la relación entre la masa del cerebro y el cuerpo. Nuestro modelo tiene una simplicidad que significa que ya no son necesarias las explicaciones elaboradas anteriormente: el tamaño relativo del cerebro se puede estudiar con un único modelo subyacente”.

Esta investigación revela una asociación simple entre el tamaño del cerebro y el del cuerpo en todos los mamíferos, lo que permitió a los investigadores identificar a los infractores de las normas: aquellas especies que desafían la regla.

Entre estos casos atípicos se incluye nuestra propia especie, el Homo sapiens, que ha evolucionado más de veinte veces más rápido que todas las demás especies de mamíferos, lo que dio lugar a los enormes cerebros que nos caracterizan, pero, los humanos no son la única especie que se opone a esta tendencia.

Todos los grupos de mamíferos demostraron rápidos cambios, tanto hacia tamaños cerebrales más pequeños como más grandes.

Por ejemplo, los murciélagos redujeron muy rápidamente el tamaño de su cerebro cuando surgieron por primera vez, pero luego mostraron tasas de cambio muy lentas en el tamaño relativo del cerebro, lo que sugiere que puede haber limitaciones evolutivas relacionadas con las demandas del vuelo.

Tres grupos de animales mostraron el cambio rápido más pronunciado en el tamaño del cerebro: primates, roedores y carnívoros. La doctora Joanna Baker, coautora del estudio, también de la Universidad de Reading, sostuvo: “Los resultados revelan un misterio. En los animales más grandes, hay algo que impide que los cerebros crezcan demasiado. Si esto se debe a que los cerebros grandes más allá de cierto tamaño son simplemente demasiado costosos de mantener, aún está por verse. Pero como también observamos una curvatura similar en las aves, el patrón parece ser un fenómeno general: lo que causa este ‘techo curioso’ se aplica a animales con biología muy diferente”.

En este sentido, no deberíamos olvidar que el ratón, que es el animal de experimentación más utilizado hoy en los laboratorios de investigación para estudiar el cerebro, y el género Homo evolucionaron a partir de un ancestro común hace unos 96 millones de años y es lógico pensar que esta gran distancia evolutiva afecte a la organización estructural y funcional del cerebro.

De hecho, durante la evolución del cerebro, muchas áreas corticales se han desarrollado de manera diferente en los primates en comparación con los roedores, incluidos patrones únicos de expresión genética y molecular; además, han aparecido circuitos neuronales que no existen en los roedores o que están muy modificados. Según estos criterios, hay regiones extensas de la corteza humana que no están en los roedores, como la corteza prefrontal dorsolateral, la corteza polar frontal y el polo temporal. Estas regiones intervienen en varias funciones cognitivas superiores y se ven afectadas principalmente en algunas enfermedades psiquiátricas, neurológicas y neurodegenerativas, como la esquizofrenia, la epilepsia o la enfermedad de Alzheimer.

Se cree que usar grandes mamíferos como animales de experimentación, tales como el macaco o el gato, nos permite obtener más información relevante para el cerebro humano que la que se obtendría con pequeños mamíferos, como la rata y el ratón. Es más, algunos científicos proponen que la investigación con primates no humanos es esencial, ya que la organización estructural y funcional del cerebro de los roedores está mucho más alejada que la de estos primates. Sin embargo, todas las especies tienen cerebros diferentes y nunca comprenderemos cómo funciona el cerebro humano estudiando, por ejemplo, el cerebro del macaco o el chimpancé, el primate con mayor parentesco con el ser humano; ¡la separación de las líneas evolutivas entre aquellos y nosotros se produjo hace tan solo seis millones de años.

Estudios comparativos entre los cerebros de distintas especies auxilian en lograr la comprensión de la evolución que siguió la especie humana.

Consejo Superior de Investigaciones Científicas, España.

En resumen, el cerebro humano presenta muchas características comunes al de otros mamíferos no humanos, pero también muestra diversas especializaciones exclusivas del ser humano y que probablemente sean cruciales para las funciones humanas. De este modo, las similitudes entre distintas especies podrían ser consideradas como los ladrillos básicos de la organización del cerebro. Por el contrario, las diferencias tal vez indican las adaptaciones evolutivas de los circuitos neuronales a las funciones particulares de cada región del cerebro en cada especie. Todavía no sabemos qué pueden significar todas estas variaciones cuando tratemos de correlacionarlas con las cualidades humanas o las de otras especies, pero no cabe duda de que estas observaciones representan un paso más que es esencial para abordar el apasionante estudio del sustrato neuronal que hace al hombre ser humano.

Actualmente podemos identificar el fortalecimiento de cuatro distintas ramas de la "neurociencia": la cognitiva, la afectiva o  oemocional, la social y la educacional.

A partir de los estudios realizados en cada una de estas ramas, el sistema educativo tiene la posibilidad de transformarse y fortalecerse. Aclara la forma de operar del cerebro, en especial el ser humano.

En el transcurso de los últimos sesenta años, se han desarrollado nuevas teorías sobre la funcionalidad y evolución del cerebro, a veces, interconectandolas con el resto de mamíferos y aún de los demás vertebrados, un campo de mucha especulación científica.

En lo que se refiere al aspecto del aprendizaje que sigue el cerebro humano, se han llegado a desarrollar varias teorías, aquí un breve resumen, sobre el enigmático proceso de aprendizaje con una mirada moderna, sustentada en las aportaciones de las Neurociencias:

Teoría Neurocientífica o del Cerebro triunico: A partir de las aportaciones realizadas por James Papez (1883-1958), Roger Wolcott Sperry (1913 - 1994) y Paul MacLean (1913 - 2007); el primero de ellos ganó el Premio Nobel de Fisiología y Medicina, en el año 1981 por sus descubrimientos acerca de la especialización funcional de los "hemisferios cerebrales".

Roger W. Sperry (1973) y Paul MacLean (1990), señalan que el cerebro humano está conformado por tres estructuras química y físicamente diferentes a las que este último  denominó: sistema neocortical. También conocido como cerebro triúnico, definido como un modelo para el cerebro y el comportamiento humano y de los vertebrados, propuesto para explicar la función de los rastros de evolución existentes especialmente en la estructura del cerebro humano. En este modelo, el cerebro se divide en tres cuerpos separados que tienen su propia inteligencia especial, subjetividad, sentido del tiempo y el espacio, y memoria, conformado por el Complejo-reptiliano, el sistema límbico y el neocortex.

Esquema representativo del cerebro triuno, tomado de a página Educación. 3.0.

Teoría del cerebro total o cerebro base del aprendizaje, William Edwuard "Ned" Herrmann (1922 - 1999), propuso en el año 1994, un modelo de cerebro compuesto por cuatro cuadrantes izquierdo y derecho que resultan del entrecruzamiento de los hemisferios del modelo Sperry, y de los cerebros límbico y cortical del modelo McLean. Los cuatro cuadrantes representan formas distintas de operar, de pensar, de crear, de aprender y, en suma, de convivir con el mundo, aun cuando se admite que el cerebro funciona como una totalidad integrada. 

Teoría Cerebro Derecho contra Cerebro Izquierdo, en ella se enfatiza que los dos hemisferios cerebrales controlan diferentes «modos» del pensamiento, de tal forma que cada individuo privilegia un modo sobre el otro. El aporte significativo de esta teoría es haber descubierto que los dos hemisferios difieren significativamente en su funcionamiento. Fue Linda Lee Williams  en el año 1986,  quién aseveró que el hemisferio izquierdo es un procesador algorítmico que maneja información detallada, exacta, puntual, lo cual permite realizar análisis, aplicaciones y cálculos matemáticos entre otras acciones. Por otra parte, el hemisferio derecho es memorístico, espacial, sensorial, intuitivo, holístico, sintético, subjetivo y detalla el todo; por lo tanto, potencia la estética, los sentimientos, y es fuente primaria de la percepción creativa. En este sentido, es importante hacer hincapié en que cada individuo tiene un mayor desarrollo en uno de los dos hemisferios; sin embargo, todos utilizan todo el cerebro. Para estimular todo el cerebro es necesario emplear estrategias que desarrollen los procesos comunicativos, lo cual se logra a través de la utilización de gráficos, mapas cognitivos, mapas mentales, diagramas, mapas metafóricos y fotografías; procesos de pensamiento metafórico mediante análisis, comparaciones y diferencias de objetos; procesos de desarrollo de la creatividad, a través de la observación, la creación y la innovación.

Y se propone la evaluación de los aprendizajes, a partir del uso del cerebro completo para desarrollar nuevas formas de evaluación por logros y competencias, que contribuyan a fortalecer cada uno de los hemisferios cerebrales, en lugar de seguir privilegiando el hemisferio izquierdo.

Ahora se presentan dos herramientas de ayuda al Cerebro Completo.

Los mapas mentales entre otras estrategias comunicativas, según Toni Buzan (1996), es una técnica que ayuda a organizar y representar la información en forma ágil, fácil, espontánea, creativa, para ser asimilada y recordada por el cerebro; permite que las ideas generen otras ideas para ver cómo se conectan, se relacionan y se expanden, libres de exigencias de cualquier forma de organización lineal; es una poderosa técnica gráfica que ofrece los medios para acceder al potencial del cerebro, en este sentido, lo que se busca es que la información sea asimilada y recordada por el mismo.

La gimnasia cerebral, es un método práctico y dinámico que favorece el óptimo funcionamiento de los dos hemisferios y mejora la conexión entre cerebro y cuerpo a través del movimiento, ayuda a aprender con efectividad y holísticamente a utilizar la totalidad del cerebro, a concentrarse, a ser creativo y a tener mayores logros para poder competir; asimismo, permite la activación y comunicación entre los dos hemisferios pues prepara este órgano para un mayor nivel de razonamiento; activa el funcionamiento mente–cuerpo antes de efectuar actividades mentales y físicas; maneja el estrés y acelera el aprendizaje.

Esquema de las inteligencias múltiples. Tomada de la página Psicometrix.

Teoría de la Inteligencias Múltiples. Es Howard Gardner (nacido 11 de julio 1943), manifiesta que esta teoría basa la enseñanza en los supuestos de la inteligencia, considerada como una capacidad multidimensional y en el conocimiento adquirido por distintos medios. Al definir la inteligencia como una capacidad, la convierte en una destreza que se puede desarrollar, sin ignorar el componente genético y cultural.

Todos nacemos con unas potencialidades marcadas por la genética y el ámbito socio cultural, pero esas potencialidades se van a desarrollar de una manera o de otra dependiendo del medio ambiente, las experiencias, las costumbres, incluso las creencias, y la educación recibida entre otras.

El Psicólogo, investigador y profesor de la Universidad de Harvard,  Howard Gardner (1997) plantea que todas las personas, tienen al menos siete formas distintas de inteligencia, para percibir y comprender el mundo, las cuales reflejan el potencial necesario para solucionar los problemas en diferentes contextos culturales. Cada una de estas inteligencias, se identifica a través de un conjunto de criterios que incluyen la representación en zonas específicas del cerebro, es decir, cada inteligencia posee sus propias formas de representación mental. Según el autor citado, la inteligencia es considerada como un conjunto de habilidades individuales para encontrar, resolver y enfrentar genuinos problemas. En este sentido, se refiere a la capacidad de desarrollar la autonomía, realizar operaciones y procesar información, hacer distinciones históricas entre cada una de las etapas de desarrollo por las que se ha atravesado y la comprensión de sus raíces.

De igual manera, expone que la escuela tradicional favorece preferencialmente las inteligencias: verbal–lingüística y la lógico–matemática; pero, de este modo la hipótesis de las inteligencias múltiples se desarrolló con el objetivo de describir la evolución y la topografía de la mente humana, y no como un programa para desarrollar un cierto tipo de mente o para estimular un cierto tipo de ser humano, y sugirió tener en cuenta un balance curricular que incorpore además las artes, la autorreflexión, la comunicación y la educación física.

Hasta la fecha, él con su equipo, han identificado doce tipos distintos de inteligencia:

Lingüístico-Verbal. Consiste en la dominación del lenguaje.

Lógico-Matemática. Capacidad de conceptualizar las relaciones lógicas entre las acciones o los símbolos.

Visual-espacial. Capacidad de reconocer objetos y hacerse una idea de sus características.

Musical-auditiva. Capacidad para reconocer los caracteres del sonido.

Corporal-Kinestésica. Capacidad para coordinar movimientos corporales.

Interpersonal. Capacidad de la empatía, y de entender la elección de las amistades, pareja, etc.

Intrapersonal. Habilidad de conocerse a uno mismo, por ejemplo sus sentimientos o pensamientos, etc.

Naturalista. Sensibilidad que muestran algunas personas hacia el mundo natural.

Emocional. Abarca habilidades para reconocer, comprender y manejar emociones propias y ajenas.

Existencial. Meditación de la existencia. Incluye el sentido de la vida y la muerte.

Creativa. Consiste en innovar y crear cosas nuevas.

Colaborativa. Capacidad de elegir la mejor opción para alcanzar una meta trabajando en equipo.

Ilustración del Cerebro Total de Herrmann.

Tomada del blogger Desarrollo del Pensamiento y La Inteligencia Humana.

El cerebro está compuesto, de acuerdo con estas teorías, en hemisferios, áreas o cuadrantes, componentes que cumplen funciones específicas las cuales caracterizan el comportamiento humano; pero está muy claro, que el hombre necesita de todo el cerebro para aprender y aprehender la realidad de manera óptima.

Desde la perspectiva de la evolución, cualquier cerebro requiere un enorme gasto energético en comparación con el resto del cuerpo, consume una gran cantidad de oxígeno y nutrientes. Si el 90 % del mismo no fuese necesario los seres vivos con el cerebro más pequeño tendrían grandes ventajas para sobrevivir, ya que sus cerebros serían más eficientes. Así que el proceso de la selección natural debería haber eliminado los cerebros ineficientes. El correspondiente al Homo sapiens, no es excepción.