Neuronas espejo y empatía: claves neurológicas del comportamiento social

LAS
Las daves neurológicas del comportamiento social
CIENCIA&
CEREBRO
Dirección científica: Javier DeFelipe
© Manuela Costa e Ignacio Obeso Martín por el texto
© 2017, RBA Coleccionables, S.A.U.
Realización: EDITEC
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© Ilustraciones: Francisco Javier Guarga Aragón
Fotografías: Shutterstock: cubierta; Age Fotostock: 27; Alamy: 33, 111;
A.N. Meltzoff & M.K. Moore, «Imitation of facial and manual gestures
by human neonates.», Science, 1977, 198, 75-78: 45 (filas central e izq.);
M. Myowa: 45 (fila dcha.); Okhanm: 55; Archivo RBA: 59; Osear Gustave
Rejlander: 75i; Wellcome Images: 75d; Getty Images: 123a, 127; US Navy
Photo by John F. Williams: 123b.
ISBN (OC): 978-84-473-9071-7
ISBN: 978-84-473-9441-8
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Fecha primera publicación en México: julio 2020.
Editada, publicada e importada por RBA Editores México, S. de R.L. de
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ISBN: 978-607-9495-24-4 (Obra completa)
ISBN: en trámite (Libro)
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Introducción
7
01
Las neuronas de la vida en sociedad
13
02
La imitación, motor del conocimiento
39
Los mecanismos
y sociales del cerebro
69
Los sistemas
1O1
o
o
en el futuro
Lecturas recomendadas
135
Índice
137
1 estudio de la conducta constituye la puerta de acceso principal al conocimiento de nuestra mente. Cualquier movimiento
-por simple que sea-, el pensamiento más nimio o la emoción
más profunda son fruto de un determinado estado mental. Incluso la ausencia de movimiento, pensamiento o emoción responden a causas que tienen su origen en el cerebro. Es, en defmitiva, mediante la conducta humana que somos capaces de
inferir datos acerca del mundo interior de aquellos con quienes
interactuamos y llegar a intuir, así, una determinada intención:
una mano tendida que se acerca cálidamente hacia nosotros, por
ejemplo, será interpretada de manera positiva, mientras
una
mano cerrada que lo hace de manera amenazante tendrá una interpretación muy diferente. Este mecanismo tan simple en apariencia nos descubre el gran reto de este libro: entender un poco
más las acciones y los sentimientos de los demás, con el objetivo
de avanzar en el gran enigma que representa la especie humana,
y de aplicar los conocimientos adquiridos en la mejora de nuestras vidas.
1 7
A veces nuestra propia conducta puede resultar enigmática e incomprensible incluso para nosotros mismos. En ocasiones, respondemos a los estímulos de nuestro entorno de una manera que nos
desconcierta. Sin saber bien por qué, a veces nos entran ganas de
bostezar cuando vemos a otra persona hacerlo; del mismo modo, en
ocasiones, somos incapaces de impedir que la risa de los otros nos
resulte contagiosa; e, incluso, de forma extraña, llegamos al extremo
de sentir cierto dolor cuando vemos a alguien golpearse la cabeza. En
realidad, todas estas conductas tienen una causa y esta se encuentra
en un tipo de células nerviosas que se activan de manera inconsciente al ver a otra persona bostezar, reír o golpearse: las neuronas espejo.
Ahora bien, cabría preguntarse, ¿qué motivo evolutivo nos ha
dado la posibilidad de preservar esta función de contagio frente a
lo experimentado por los otros?, ¿qué nos ha llevado a acoger unas
neuronas que nos conducen a imitar las conductas de los demás?
La explicación que genera más consenso entre los investigadores
tiene que ver con la necesidad de crear y mantener vínculos de empatía con los demás, lo que, a su vez, nos conduce a formar grupos
y a protegernos los unos a los otros.
Las neuronas espejo fueron descubiertas en el transcurso de un
experimento neurocientífico con monos en el que un equipo de
investigadores italianos encabezado por Giacomo Rizzolatti estudiaba la preparación del movimiento. Sin embargo, la casualidad
les llevó a detectar -en un momento que no resultaba de interés
para el experimento que llevaban a cabo- unas neuronas que se
activaban
un mono observaba al investigador coger un
objeto. Dichas células nerviosas acabaron por constituir un grupo
neuronal con una amplia diversificación de funciones mentales,
desconocido hasta entonces. Investigaciones posteriores permitieron identificar varias regiones cerebrales con un patrón de neuronas espejo con funciones asociadas a la comprensión de acciones
ajenas, la imitación, el aprendizaje, lenguaje o la observación de los
demás para lograr empatizar con ellos.
8 1
La grandeza de las neuronas espejo -y su misterio- radica en el
hecho de que se activan cuando observamos a otra persona realizar
una acción pero también cuando llevamos a cabo la misma acción.
Este comportamiento nos remite a una de las principales funciones
asociadas a estas neuronas: impulsar las conductas imitativas.
La imitación, un comportamiento observado en distintos seres
vivos, está muy enraizada en nuestra especie. Diversos estudios de
psicología social han documentado el carácter automático de las
conductas imitativas y el mimetismo en humanos. Y, de hecho, dichas conductas revisten una gran importancia para nosotros, pues
intervienen en diversas capacidades que se han revelado de gran
utilidad para nuestra supervivencia y evolución.
Una de ellas es el aprendizaje, fundamental desde las primeras
etapas de la vida. Cuando nacemos, aprendemos por observación:
miramos las acciones de nuestros modelos de conducta -nuestros
padres y las personas mas próximas a nosotros-, posteriormente imitamos y lo aprendido queda registrado en nuestro cerebro
sin apenas esfuerzo. En realidad, la imitación es un instrumento
muy poderoso para aprender, no solo en la infancia sino también
a lo largo de nuestra vida. Y, en ese aprendizaje, nos acompañan
las neuronas espejo. El cartografiado del sustrato neurofisiológico
de las funciones de la imitación, la gesticulación o la secuencia de
asociaciones durante el aprendizaje pone en evidencia la presencia
de dichas células nerviosas.
Como especie, todo lo que aprendemos -gracias a mecanismos
de plasticidad neuronal que detallaremos en este libro- lo hacemos con un motivo u objetivo. Si no fuese así, pasaría de largo sin
apenas dejar huella en nuestro legado neuronal. ¿De qué depende
el hecho de que pongamos interés sobre una función evolutiva y
adaptativa concreta? La respuesta está en la motivación y el estado
emocional de cada situación. Son las emociones las que nos compelen a movernos y a vivir. Ellas son responsables de casi todo lo
que hacemos.
1 9
En realidad, lo que nos caracteriza como humanos son las emociones y la dimensión social que les atribuimos. Si las neuronas espejo participan en la imitación y el aprendizaje por observación,
lo hacen aún más cuando vemos un evento emocional. Los estados mentales que inferimos de nuestra pareja cuando tiene cara de
enfado o los de nuestros jefes si nos miran con gesto de simpatía
por la mañana son claros y no dejan lugar a dudas. La persona que
tenemos enfrente nos quiere transmitir algo: una emoción negativa, en el primer caso, y una positiva, en el segundo. Pues bien,
emociones tan básicas como el sufrimiento o la alegría se agrupan
y combinan para dar lugar a algo más refinado como es la empatía.
En nuestro día a día, estamos continuamente expuestos a
otras personas y a sus movimientos. La gente realiza un sinnúmero de actos y acciones ante nosotros en las plazas, calles o medios
de transporte como el metro o el autobús y -si el móvil no nos
roba la atención- permanecemos observando a los demás. En tal
contexto, nuestras neuronas espejo disparan sin cesar. Tratan de
entender qué hace la persona de enfrente, qué está pensando o si
su presencia frente a nosotros es segura.
Uno de los recursos que nos ofrece el cerebro para acceder a la
mente de otras personas es la observación de sus acciones. Observar lo que hacen los otros es el punto de partida para comprenderlos y descifrar sus intenciones. No en balde, la comprensión de los
demás es una de las conductas más desarrolladas en los seres humanos. Y, en la medida en que las neuronas espejo desempeñan un
papel fundamental en dichas conductas, conocer la base neurobiológica por la cual entendemos al otro y podemos llegar a deducir sus
intenciones -incluso cuando ni siquiera lo conocemos- resultará
fundamental para descifrar algunos de los procesos mentales que
más nos distinguen como humanos y, por ende, para comprender
la estructura del cerebro de manera mucho más amplia.
Significativamente, funciones antes descritas, como la capacidad de entender las emociones de los demás y anticipar sus inten-
10 1
dones, están alteradas en personas con trastornos neurológicos
como el autismo. De hecho, la disfunción de neuronas espejo se
ha asociado a diversas patologías, de manera que la actuación sobre dichas células nerviosas abre una vía de rehabilitación de los
pacientes afectados. En la medida en que conocemos las regiones
donde se asientan las neuronas espejo, podemos estimularlas para
que aumenten su actividad y conduzcan al paciente a un estado
más próximo a la normalidad, que le permita mejorar sus conductas sociales y experimentar empatía. La fórmula parece sencilla,
aunque, en realidad, resultaría imposible ayudar a pacientes con
autismo u otras enfermedades sin el feliz hallazgo de las neuronas
espejo, que nos ha permitido determinar las regiones en las que actúan y los procesos neurológicos que posibilitan la empatía.
Sin embargo, cabe señalar que las aplicaciones prácticas de nuestros conocimientos sobre las neuronas espejo no se limitan de forma
exclusiva al campo de la medicina. De hecho, la comprensión del
papel de estas células nerviosas en los procesos que posibilitan la
empatía está llamada a tener una gran relevancia en el ámbito de
la inteligencia artificial. La relación entre máquinas y humanos no
es cosa del futuro ni pertenece al terreno de ciencia ficción, sino
que ya está muy presente en nuestras vidas. Y de hecho, diversas
instituciones y empresas privadas ya están trabajando en desarrollo de inteligencias artificiales con capacidades empáticas, susceptibles de descifrar las emociones humanas y predecir sus
dones y comportamientos. Las aplicaciones de estas máquinas son
múltiples y abarcan desde el diagnóstico clínico hasta la seguridad
en los transportes pasando por los test comerciales y los sondeos
electorales.
En definitiva, el hallazgo de las neuronas espejo se ha revelado
de una enorme trascendencia. Irradia luz en lugares donde habían
predominado las sombras. Si durante siglos, el funcionamiento
nuestro cerebro ha representado un verdadero enigma para científicos y pensadores, el descubrimiento de Giacomo Rizzolatti y su
1 11
equipo supone un gran paso en su comprensión. Y, en concreto,
nos ofrece las claves para demostrar la base neurobiológica de las
capacidades sociales y de los procesos que facilitan la interacción
entre humanos.
Si la comprensión de la mente humana -y la aplicación de todos estos conocimientos en la vida cotidiana- será uno de los retos
que mantendrán ocupada la ciencia durante este siglo, las neuronas
espejo tendrán un papel fundamental para encararlo. Bajo estas circunstancias, no es de extrañar que existan científicos que afirmen
que las neuronas espejo poseen una importancia para la neurociencia análoga a la que el ADN ha tenido en el campo de la biología.
12 1
1 LAS NEURONAS DE LA VIDA
EN SOCIEDAD
El descubrimiento de unas neuronas que
se activan no solo cuando un individuo
lleva a cabo una acción, sino también
cuando este observa a otra persona
realizarla, representa uno de los grandes
hitos científicos de los tiempos recientes.
Profundizar en su conocimiento será clave
para entender el funcionamiento de nuestro
cerebro y para identificar sus alteraciones
motoras, emocionales o cognitivas, con el
objetivo de controlarlas y modificarlas.
on las ocho de la mañana y vamos sentados en el metro, camino al trabajo, abstraídos en nuestros propios pensamientos. En
un momento del trayecto, la mujer que está sentada frente a nosotros deja escapar un bostezo. Nosotros la miramos algo distraídos,
hasta que, de forma inopinada, nos vemos invadidos por las ganas
de bostezar como ella. Son tan intensas que acabamos por abrir la
boca para inspirar un aire que luego dejaremos escapar mientras
intentamos disimular el gesto cubriéndonos la boca con la palma
de la mano. Sin saber bien por qué, nos encontramos bostezando,
tal como pocos segundos antes lo había hecho nuestra compañera
S
de viaje.
Ahora pensemos en otra situación. Estamos conversando, sentados alrededor de una mesa, en una reunión de amigos. De repente, uno de ellos -a quien probablemente le ha venido a la cabeza
el recuerdo de alguna anécdota graciosa- comienza a reír. El resto
de los presentes, sorprendidos, giramos la cabeza para observarlo.
Desconocemos el motivo de su conducta, pero curiosamente vemos cómo nos va invadiendo la risa. Es una situación que nos pa-
Las neuronas de la vida en sociedad
1 15
rece algo absurda, pero lo cierto es que estamos todos
soltando
carcajadas sin saber a ciencia cierta la razón de ellas. Reímos sin
motivo aparente. Lo único que tenemos claro es que nuestro amigo
nos ha contagiado la risa.
¿Qué es los que no lleva a vivir situaciones como las descritas anteriormente? ¿Qué proceso neurológico nos compele a dejarnos contagiar por una risa o un bostezo? La explicación de estas conductas
típicamente humanas -que todos hemos experimentado alguna
vez- tiene un importante componente cognitivo, cuya raíz se encuentra en las neuronas espejo, un tipo de células nerviosas de nuestro cerebro que se activan tanto cuando realizamos una acción como
cuando la observamos. El descubrimiento de estas neuronas ha representado uno de los avances más importantes de la neurociencia
en tiempos recientes. Las neuronas espejo intervienen en conductas
de gran refinamiento, pero altamente automáticas, como lo son interpretar o entender lo que piensa el otro, predecir una conducta o
bien experimentar los mismos sentimientos que otra persona.
El hallazgo de las neuronas espejo implica un cambio conceptual en nuestra visión acerca del cerebro, pues pone de manifiesto que las áreas cerebrales que se activan cuando realizamos una
acción también son capaces de activarse al percibir y comprender
las acciones de otras personas. De hecho, uno de los desafíos más
importantes de la investigación actual consiste en explicar lamanera como el cerebro interpreta las intenciones de los otros y llega a entender la acción ajena. Se trata de ampliar el conocimiento
las funciones cerebrales vinculadas a las neuronas espejo para
conocer su impacto en otros mecanismos motores y conductuales,
lo que nos permitirá, entre otras cosas, identificar el origen de las
alteraciones motoras, cognitivas o emocionales y estar en condiciones de modificarlas.
Investigaciones recientes sugieren que las neuronas espejo
desempeñan un papel importante en procesos vinculados con el
aprendizaje, el lenguaje y la capacidad de entablar relaciones socia-
16 1
Las neuronas de la vida en sociedad
les. Entender su funcionamiento permite adentrarnos en nuestra
capacidad de conocer, de comunicarnos y de empatizar con nuestros congéneres. En definitiva, abre nuevos caminos para lograr
una mejor comprensión de nuestro cerebro, que es el órgano más
complejo de nuestro organismo y el que nos suscita más preguntas.
EL CEREB
YSU
NCIO
IE
Situado dentro de la cavidad craneal, el cerebro es un órgano forestrechamado por varios lóbulos -con funciones concretas
mente vinculados entre sí-, que se encuentra ubicado en encéfalo, junto con el tronco encefálico y cerebelo.
Tal como puede observarse a simple vista, el cerebro se divide
longitudinalmente en dos hemisferios, el izquierdo y el derecho,
conectados por el cuerpo calloso, una masa de sustancia blanca
que sirve de vía de comunicación entre ambos. Cada hemisferio se
divide, a su vez, en cuatro lóbulos mayores: el frontal, el temporal,
el parietal y el occipital, con funciones específicas (fig. 1).
El córtex o corteza es la parte más superficial y extensa del cerebro humano, pues ocupa un 80 % del volumen de dicho órgano.
En él se organizan las funciones mentales más refinadas, como
la memoria, el pensamiento, la conciencia y el lenguaje, además
de las relacionadas con el control motor y la percepción visual.
Desde que el Horno sapiens desarrolló el córtex cerebral, nuestra
especie no solo se ha limitado a realizar funciones motoras, sino
que ha sido capaz de emprender funciones de orden superior.
En el córtex se alojan distintas áreas, a las que se atribuyen ciertas funciones básicas e interacciones. Las más abundantes son las
vinculadas a la percepción. Las áreas sensoriales se encargan de
recibir y procesar la información procedente de los sentidos. En
tálamo -la esparticular, las que reciben entradas sensoriales
tructura neuronal a través de la cual llegan al cerebro los estímulos
Las neuronas de la vida en sociedad
1 17
r FIG.1
Lóbulo frontal
Lóbulo frontal
Lóbulo parietal
Lóbulo parieta 1
Lóbulo occipital
espinal
HEMISFERIO
IZQUIERDO
Área motora
primaria
Área
emocional
Área
sensorial
HEMISFERIO
DERECHO
Área de
Área de asociación
Broca
Funciones
mentales
complejas
asociación
Área
auditiva
Wernicke
Dibujo que ilustra los principales hemisferios y lóbulos mayores del cerebro, así
como las regiones y módulos principales de su anatomía.
18 1
Las neuronas de la vida en sociedad
procedentes del tacto, el gusto el oído y la vista- se conocen con
el nombre de áreas sensoriales primarias. Los sentidos de la visión, el
oído y el tacto son atendidos por la corteza visual primaria, la corteza auditiva primaria y la corteza somatosensorial primaria, respectivamente.
cerebro es
Las áreas motoras se localizan en órgano más complejo
ambos hemisferios de la corteza cere- del universo.
bral y se ocupan principalmente del
ARTURO ÁLVAREZ-BUYLLA
control de los movimientos -mediante señales enviadas por la médula espinal-, especialmente los más
complejos y refinados. La mitad derecha del área motora controla el
lado izquierdo del cuerpo y la izquierda se encarga del derecho. Las
regiones que ejecutan los movimientos voluntarios constituyen la
corteza motora primaria, mientras que las que los seleccionan conforman las áreas motoras suplementarias. Por su lado, las que deciden qué movimientos realizar se ubican en la corteza prefrontal.
Las áreas corticales de orden superior, llamadas áreas de asociación, se sitúan más allá de las regiones sensoriales. Como su nombre indica, tienen por finalidad integrar los datos de los sentidos
para producir percepciones conscientes que, una vez cotejadas con
la memoria, posibilitan la valoración del entorno y el pensamiento
abstracto. En las áreas de asociación ubicadas en el córtex prefrontal se origina una amplia variedad de procesos cognitivos y emocionales complejos. Dichos procesos permiten que nos movamos por
nuestro entorno de manera efectiva y controlada en situaciones y
contextos concretos; nos ayudan a obtener una experiencia significativa del mundo y contribuyen a sustentar las bases del pensamiento y el lenguaje abstracto. La región prefontal está vinculada
a la planificación de acciones, a la toma de decisiones y a la inhibición de actos, así como al pensamiento abstracto y a la valoración
emocional de conductas.
Cabe señalar que las visiones del córtex cerebral como una
amalgama de áreas y funciones que actúan de forma aislada resul-
Las neuronas de la vida en sociedad
1 19
tan obsoletas. En realidad, las áreas del cerebro están organizadas
como redes distribuidas que interactúan en mayor o menor grado
dependiendo de la familiaridad o complejidad de una acción. Cada
red conecta las áreas distribuidas a través de las regiones especializadas en una función de la corteza. De acuerdo con esta lógica,
para estudiar la organización específica de las redes de asociación
del cerebro, los investigadores deben identificar y demostrar tanto las interacciones funcionales como las relaciones jerárquicas y
de competencia entre redes durante distintos comportamientos de
control mental o cognitivo.
Los circuitos situados en zonas más profundas (el sótano del cerebro) de la corteza cerebral desempeñan funciones igualmente
portantes a las corticales en una sintonía dinámica durante acciones,
pensamientos o emociones. En la base del cerebro se encuentran los
ganglios basales, que intervienen en la regulación de aspectos involuntarios del movimiento, aunque también se les han atribuido
funciones relacionadas con la motivación y la recompensa. Junto a
estos, se ubica el sistema límbico, cuya misión consiste en regular los
impulsos que no controlamos de forma voluntaria, pero que tienen
una gran influencia sobre nosotros, como el hambre, las emociones
o la sexualidad. Dicho sistema incluye estructuras como la amígdala,
que regula las respuestas emocionales; el hipocampo, vinculado a la
memoria y la navegación en el espacio, o el hipotálamo, que interviene, junto con la glándula pituitaria, en el mantenimiento homeostático -es decir, en la regulación de la temperatura, la respiración, el
corazón y sistema gastrointestinal- del cuerpo.
Las redes neuronales
Desde un punto de vista funcional, el cerebro aparece como un conjunto de regiones cerebrales que, en muchos casos, están asociadas
a una función específica. Sin embargo, es bastante más que eso. En
20 1
Las neuronas de la vida en sociedad
realidad, tras los muros rugosos del cerebro se oculta una densa red
de células nerviosas, conocidas con el nombre de neuronas, encargadas de transmitir los impulsos eléctricos con la información que
hace posible la cognición y el comportamiento.
Si se las observa con un microscopio, la neuronas muestran un
aspecto singular con varias formas diferentes, muy distinto al de
otras células del organismo humano. Uno de sus rasgos más significativos son las numerosas ramificaciones que se extienden desde su
cuerpo redondeado o soma -lugar donde se alojan el núcleo, el citoplasma y los organelos- y que enlazan con las de otras neuronas.
Las ramificaciones más gruesas y cortas, que reciben el nombre
de dendritas, son las encargadas de recibir los impulsos nerviosos, mientras que las largas y delgadas, llamadas axones, actúan
como transmisores de los impulsos desde el soma hacia otras células nerviosas.
En realidad, las neuronas no están unidas unas con otras: entre
ellas, hay unos espacios diminutos, cuya anchura oscila entre los
diez y los veinte nanómetros, conocidos con el nombre de espacio
sináptico. Y, es precisamente en ellos donde tiene lugar la comunicación interneuronal o sinapsis. Con el objetivo de salvar la sinapsis, el botón sináptico situado en el extremo del axón de la neurona
emisora (la neurona presináptica) libera unas sustancias químicas
llamadas neurotransmisores que cruzan el espacio sináptico hasta
alcanzar unos receptores ubicados en el extremo de la dendrita de
la neurona receptora (la neurona postsináptica). Este proceso da
como resultado activación de la neurona receptora, que se encargará de transmitir el impulso nervioso recibido (fig. 2).
En la sinapsis se encuentra la base de la actividad cerebral, con
redes de neuronas que transmiten y computan los impulsos eléctricos para generar respuestas. Las neuronas intervienen en todas
nuestras funcionen vitales: nos ayudan a percibir el mundo, hacen
posible el funcionamiento de nuestros órganos y guían nuestros
movimientos. Ahora bien, algunas de ellas intervienen en proce-
Las neuronas de la vida en sociedad
1 21
I F1G.2
Figura que detalla las partes de la neurona y la sinapsis.
sos más complejos, vinculados con el aprendizaje, la empatía e,
incluso, con el deleite en la contemplación de obras artísticas. Se
trata de un tipo de células nerviosas que han sido identificadas
recientemente y cuyo comportamiento ha impulsado un cambio
radical en nuestra manera de entender el cerebro: las neuronas
espejo.
UN SISTEMA NEURONAL ESPEJO
El descubrimiento de las neuronas espejo tuvo lugar de una manera un tanto fortuita en 1996, cuando el neurólogo italiano Giacomo
22 1
Las neuronas de la vida en sociedad
Rizzolatti y su equipo llevaban a cabo una serie de investigaciones
sobre la relación entre el sistema motor y las funciones cognitivas.
El objetivo principal de Rizzolatti y sus brillantes colaboradores
-Giuseppe di Pellegrino, Luciano Fadiga, Leonardo Fogassi y Vittorio Gallese- consistía en investigar la función de las neuronas
que codifican acción y no movimiento. Para ello eligieron la técnica
de registro neuronal llamada electrofisiolog{a. Los investigadores
habían implantado unos finísimos electrodos en el cerebro de los
animales, capaces de registrar la actividad de una única neurona,
situada sobre la corteza motora F4-FS. Era, pues, un método con un
elevado grado de especificidad. Cuando el animal cogía o emprendía la acción de agarrar un cacahuete situado a su alcance, una de
las neuronas motoras emitía un impulso eléctrico que no se producía cuando el animal realizaba algún movimiento, como mover sus
extremidades.
El experimento parecía demostrar existencia de unas neuronas específicas para codificar la acción (en concreto, la acción
agarrar un objeto). Para confirmarlo, los científicos plantearon otro
experimento en el que los monos tenían que agarrar un objeto con
dos instrumentos diferentes: en un caso, se les permitía utilizar
unas pinzas normales, de manera que tenían que cerrar la mano
para obtenerlo; en el otro, se les obligaba a usar unas especiales que
hacían necesario abrir la mano para cogerlo.
Es evidente que los monos podían obtener
objeto con dos
movimientos distintos. Si la neurona que se estaba registrando
fuera sensible al movimiento de abrir mano, no tendría
responder cuando el mono utilizara el segundo instrumento que lo
obligaba a cerrarla. Sin embargo, no fue así: sorprendentemente,
esta neurona respondió en las dos condiciones (abrir y cerrar la
mano) porque con ambos movimientos el mono conseguía el mismo objetivo, es decir, coger el objeto. Con este estudio confirmaron, en consecuencia, que existen neuronas cerebrales que codifican la acción (fig. 3).
Las neuronas de la vida en sociedad
1 23
Í FIG.3
0 Pinzas normales
111 111
ijl 1
11111
11\111
1
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1s
1,20
1,15
1, 10
*
1,05
Espigas/segundo
Espigas/segundo
Experimento que demuestra que las neuronas codifican acción y no movimiento.
Arriba, el mono agarra el objeto con unas pinzas normales cerrando la mano.
Abajo, el animal usa unas pinzas con las que tiene que abrir la mano para
conseguir el objeto. A la derecha, actividad de dos neuronas (marcada por un
incremento en la tasa de disparo neuronal.conocido como espigas) que se activan
tanto en la condición normal como en la invertida.
El azar hizo que, en el transcurso de las investigaciones -cuando se registraba la actividad neuronal de uno de los animales-, un
investigador cogiera el objeto del experimento, un cacahuete. La
sorpresa fue mayúscula cuando se percataron de que las neuronas
motoras del mono habían disparado de la misma forma que lo habían hecho cuando era el propio animal el que realizaba la acción.
Tras esta observación casual, el equipo procuró verificar -mediante la implantación de electrodos superficiales para registrar
la actividad muscular- que la emisión de la señal eléctrica se
efectuase realmente sin que el animal moviese ningún miembro
24 1
Las neuronas de la vida en sociedad
superior. Tras meses de experimentación, los investigadores pudieron comprobar que las neuronas se seguían disparando cada
vez que el mono observaba la acción de agarrar algún objeto de
su interés (fig. 4). Dieron, de esta forma, con un patrón de disparo
de las neuronas que, de entrada, no estaban buscando y que los
condujo al hallazgo de las neuronas espejo, llamadas así porque
este conjunto de células parecía reflejar las acciones de otro en el
cerebro del observador.
r FIG.4
0 El mono agarra un objeto.
[[] Observa el movimiento de agarre
del experimentador.
¡
ill 1111111
!i!!l!rn!
fflllllllllllllll
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llil!IIIHIIIIIII
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111111 111111
111m11
1111111111111
m11111m
IIIHIIII
1----i
500ms
La flecha de cada uno de los gráficos del registro neurofisiológico indica
el momento aproximado del inicio de la operación de agarre.
@J Áreas del cerebro activadas cuando el mono realiza la acción y cuando la observa.
-+--'---surco
i11traparietal
Ilustración del experimento que hizo posible el descubrimiento de las neuronas
espejo.
Las neuronas de la vida en sociedad
1 25
Regiones multifuncionales
En la época en la que el equipo de Rizzolatti realizó sus experimentos, centenares de estudios de neurofisiología habían conseguido
delimitar de manera muy definida las regiones importantes en la
preparación, inicio y generación de un movimiento y de una acción. Sin embargo, a la luz de lo sucedido, cabía preguntarse por
validez de tales divisiones. ¿Cómo podía interpretarse que este tipo
de neuronas emplazadas en el área motora fueran sensibles a la visión e interpretación de una acción? Como la mayoría de comportamientos complejos, las neuronas espejo representan un elemento
motor y no motor del cerebro al mismo tiempo, y aunque la base
neurobiológica inicial de las neuronas espejo fue descrita sobre el
área motora, posteriormente se le añadieron diversas regiones. Se
imponía, pues, un cambio conceptual de la visión funcional del cerebro para aceptar la idea de que las áreas del cerebro no son tan
específicas. Por el contrario, existen neuronas con diferentes propiedades en una misma zona. En consecuencia, podemos afirmar
que una misma región del cerebro puede participar en procesos relativamente diferentes. Esta evidencia en sí supuso una revolución
teórica y práctica en el campo de las neurociencias cognitivas.
A modo de ejemplo, cabe señalar que el lóbulo parietal aparece
como una región clave dentro del dominio motor. Se le atribuyen
principalmente funciones como la orientación espacial, el cálculo
o la atención. Sin embargo, ahora se sabe que esta región participa
también en funciones más complejas que tienen
ver con la interacción social o el altruismo.
En un experimento cuyo objetivo consistía en evaluar el papel
funcional y, sobre todo, causal de la región parietal asociada al movimiento -aunque no a la acción- de la mano, los miembros del
equipo de investigadores dirigido por el japonés Akira Murata inactivaron de forma irreversible parte anterior del surco intraparietal
del cerebro de un mono entrenado para sujetar distintos objetos. Esto
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Las neuronas de la vida en sociedad
Nacido en Kíev en 1937, el italiano Giacomo Rizzolatti es uno de los neurólogos más influyentes de nuestra época. Estudió en la Universidad de
Padua, donde se licenció en Medicina y se especializó en Neurología. Tras
pasar tres años en el Instituto de Fisiología de la Universidad de Pisa, continuó su carrera académica en la Universidad de Parma. En la década de
1990, mientras estudiaba los vínculos entre el sistema motor y las funciones cognitivas, descubrió un tipo de células nerviosas en el cerebro de los
monos que se activaban no solo cuando un ejemplar realizaba una acción
determinada, sino también cuando observaba a un individuo realizar la
misma acción: las neuronas espejo. Para muchos investigadores, este descubrimiento es uno de los más importantes de las últimas décadas, en la
medida en que abre nuevas perspectivas en la comprensión de los procesos
cerebrales que nos permiten entender las intenciones de los otros, adquirir
habilidades lingüísticas y compartir sentimientos.
- El neurólogo italiano Giacomo Rizzolatti en una imagen de 2014.
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provocó que los patrones del movimiento fino de los dedos del animal se alteraran en la mano situada en el lado opuesto al hemisferio
en el que se realizó la intervención debido a la falta de capacidad para
ajustar la posición de los dedos de acuerdo con las características del
objeto. El estudio demostró que el surco intraparietal desempeña un
papel crucial en la orientación visual de los movimientos dirigidos a
un objetivo de las manos. Ahora bien, el experimento se limitó a estudiar el papel de la región parietal para desarrollar un movimiento
y ejecutarlo dentro del espacio concreto, sin determinar si interviene
en la comprensión de una acción.
Sin embargo, un estudio del equipo del Giacomo Rizzolatti, publicado en la revista Science, demostró que, en efecto, las neuronas
parietales participan en la organización de la acción. Cuando los
monos realizaban actos motores de diferentes tipos y cuando observaban actos similares realizados por un experimentador, lamayoría de las neuronas del surco intraparietal que codifican un acto
específico (como agarrar) revelaron activaciones diferentes para las
distintas acciones (por ejemplo, para comer o para colocar). Además,
muchas neuronas motoras también disparaban durante la observación de actos realizados por otros. Los dos aspectos más relevantes
de este estudio fueron la inclusión de una nueva región encargada de
comprender la acción del otro y la constatación de que las neuronas
disparaban antes del comienzo de las acciones. Por tanto, estas neuronas no solo codifican el acto motor observado sino que también
permiten que el observador comprenda las intenciones del actor.
LAS NEURONAS ESPEJO EN LOS HUMANOS
Después del gran descubrimiento de las neuronas espejo en la
corteza premotora de los monos, el paso lógico fue investigar si
las neuronas espejo existían también en humanos. Un nuevo reto
se abría ante los neurocientíficos, pues para estudiar el cerebro
28 1
Las neuronas de la vida en sociedad
humano solo se pueden usar técnicas invasivas de registro de actividad cerebral -como los métodos electrofisiológicos o los
plantes de electrodos- que permiten registrar directamente neuronas, por motivos puramente clínicos. Los investigadores deben
utilizar técnicas como la neuroimagen, que únicamente permiten
obtener indicios indirectos de la existencia de las neuronas espejo, puesto que se limitan a detectar la
actividad grupal de células nerviosas.
Las neuronas espejo
Varios estudios han puesto en evi- te
nen en el gar
dencia que la realización por parte de del otro.
humanos de tareas similares a las lleG1AC0MO RIZZOLATTI
vadas a cabo por monos activa áreas
distintas. Los estudios de imágenes cerebrales revelan que observación de acción en humanos activa el giro frontal inferior, la
parte inferior del giro precentral, la parte rostral del lóbulo parietal
inferior, además de las áreas visuales temporales, occipitales y parietales. Las regiones de las neuronas espejo frontales y parietales
están organizadas somatotópicamente, lo que significa que existe
correspondencia entre cada una de las regiones neuronales y la
parte del cuerpo a la que cada una de ellas afecta. La activación de
la pars opercularis del giro frontal inferior refleja la observación de
las acciones de la mano y la boca distal, mientras que la activación
de la corteza premotora refleja los movimientos proximales del brazo y el cuello. Ahora bien, algunas investigaciones han permitido
constatar que las neuronas espejo no solo se activan con la realización de acciones o con observación
las mismas acciones por
parte de otros. También lo hacen cuando se observa el contexto de
la acción o cuando se perciben conductas que ponen de manifiesto
la intención de realizarla (fig. 5).
Las neuronas espejo de los humanos, a diferencia de las de los
monos, disparan incluso mientras se observan movimientos intransitivos, es decir, carentes de sentido. La observación de acciones transitivas causa el disparo de los nodos frontales y temporales
Las neuronas de la vida en sociedad
1 29
i F1G. 5
CONTEXTO
ACCIÓN
INTENCIÓN
Antes del té
Beber
limpiar
del té
J:)
. ..
.
•·,•-
..
J:)
. .. . .·-· .
Valor estadístico de activación cerebral
Lámina que ilustra las regiones en las que se ha registrado la actividad de
neuronas espejo del cerebro humano, ante la percepción visual del contexto de
una acción, la acción propiamente dicha y su intencionalidad, respectivamente.
de la corteza, mientras que la de las acciones intransitivas da como
resultado solamente el disparo del nodo frontal. Algunos metaanálisis -es decir, trabajos que analizan decenas o cientos de investigaciones con el mismo objeto de estudio, para detectar sus puntos
en común- han permitido identificar los principales centros de actividad neuronal para acciones de agarrar objetos: el lóbulo parietal inferior y el área premotora. Cabe señalar que la mayoría de los
estudios a partir de imágenes por resonancia magnética funcional
de los citados metaanálisis son el resultado de la activación de estas
30 1
Las neuronas de la vida en sociedad
áreas durante la observación de una única acción. Sin embargo, el
patrón de activación no fue diferente cuando se probó la ejecución
de la acción. Activaciones adicionales relacionadas con la observación o realización de una acción fueron localizadas en el córtex
cingulado y en áreas somatosensoriales, es decir, que responden a
los cambios en la superficie o el interior del cuerpo. Finalmente, un
estudio que documentaba los registros de una única célula nerviosa en humanos detectó neuronas con propiedades similares a las de
las espejo sobre la corteza motora suplementaria y el hipocampo.
LAR
LUCIÓN DE LAS NEURONAS ESPEJO
Las investigaciones de Giacomo Rizzolatti y su equipo se han revelado de una gran importancia en la medida en que han contribuido
a modificar de una manera profunda nuestra manera de entender
el cerebro y su funcionamiento.
En primer lugar, los hallazgos más recientes de la neurociencia
-y, en particular, los relacionados con las neuronas espejo- están contribuyendo de forma decisiva a resolver el problema de la
dualidad mente-cerebro que ha sido objeto de análisis y debate
durante siglos.
En el siglo xvn, el pensador francés René Descartes puso de relieve la importancia de la razón en el desarrollo de la ciencias naturales y defendió la idea de un dualismo entre la mente y el cuerpo,
a los que consideraba entidades separadas, aunque con vínculos
entre sí. Descartes sostenía que el cerebro controlaba las funciones más mecánicas -y que, según su punto de vista, eran las que
más se asemejaban a las de los animales-, mientras que la mente,
cuyo origen era divino, aparecía corno el lugar de asentamiento del
alma y, por ende, de las cualidades consideradas propiamente humanas: la inteligencia, la memoria y las emociones. De este modo,
el dualismo cartesiano planteaba una separación entre el cerebro,
Las neuronas de la vida en sociedad
1 31
vinculado a las actividades análogas a las de los animales, y lamente, relacionada con las propiedades que nos distinguen como seres
una visión que ejerció una influencia enorme en los
humanos.
pensadores posteriores a Descartes y que permeó el debate sobre la
dualidad mente-cerebro durante largo tiempo.
Ya en el siglo XX, numerosos estudios refutaron la idea de la separación mente-cerebro. Uno de los más populares neurólogos defensores de esta idea es António Damásio aludiendo a diversos estudios
y experimentos que demuestran una base orgánica para la conducta
humana y sus emociones. El neurólogo portugués afirmaba que la
capacidad de pensar de los seres humanos, lejos de recaer en un ente
mental, se sustenta en un ente físico: el cerebro. Damásio otorgaba
relevancia a las señales nerviosas ascendentes del cuerpo, que influyen en la manera como pensamos y sentimos. Por tanto, concluía
que las señales corporales y emocionales se encuentran en la base del
pensamiento y capacidad
decidir del ser humano. Estas ideas
se verían reforzadas por el descubrimiento de las neuronas espejo,
que pone en evidencia de forma diáfana que las células nerviosas
no solo intervienen en operaciones aparentemente sencillas, como
podrían ser las funciones motoras, sino que desempeñan un papel
importante en conductas sumamente complejas, como interpretar
o comprender los actos o pensamientos de otras personas o experimentar sentimientos de empatía hacia nuestros congéneres. En las
neuronas espejo se atisba la convergencia de procesos que tradicionalmente aparecían circunscritos bien a la mente o bien al cerebro.
Sin
descubrimiento de las neuronas espejo ha desempeñado un papel fundamental a la hora de redefinir nuestra visión
sobre el cerebro y de lograr una mejor comprensión de los numerosos procesos que intervienen en su funcionamiento. Las investigaciones realizadas en los últimos años demuestran que estas células nerviosas cumplen un sinfín de funciones: son un instrumento
para sustentar la conciencia, para la representación del otro y para
impulsar las interacciones sociales, entre muchas otras cosas. La
32 1
Las neuronas de la vida en sociedad
>
u
NU
Digna de destacar es la figura
del portugués António Damásio,
quien se ha centrado en el estudio de procesos de regulación
de la vida, como los sentimientos y las emociones, largamente
ignorados por los neurólogos.
Nacido en Lisboa, en 1944, cursó medicina en la universidad
de su ciudad natal, donde también completó sus estudios de
doctorado. Con la neurobiología
como ámbito principal de trabajo, ha centrado sus investigaciones en los procesos cerebrales
que hacen posible la conciencia, la memoria, las emociones,
la toma de decisiones y el lenguaje. A principios de la dé-
- El neurólogo portugués António Oamásio
en una imagen de 2012.
cada de 1990, se centró en el
estudio de pacientes con lesiones cerebrales que mostraban una buena
capacidad para razonar, pero que no podían tomar decisiones adecuadas
a causa de desajustes emocionales. De sus investigaciones, extrajo la
idea de que los sentimientos son «experiencias mentales de estados corporales», que tienen su raíz en la manera como el cerebro interpreta las
emociones, estados físicos surgidos como respuesta a estímulos externos. Pese a situarse a contracorriente de las tendencias dominantes de
la neurología de gran parte del siglo xx, sus ideas contribuyeron a superarla
tradicional dicotomía mente-cerebro.
33
importancia de las neuronas espejo es tal que podemos vincularlas
incluso al origen del nuestra especie y a su supervivencia, al grado
de que el neurólogo indoestadounidense Vilajanur S. Ramachandran se ha referido a dichas células nerviosas como «las neuronas
que dieron forma a la civilización».
Algunos investigadores afirman que las neuronas espejo desempeñaron un papel fundamental en la evolución del ser humano, en
la formación de grupos y en el desarrollo de las civilizaciones. De
acuerdo con Ramachandran, estas células nerviosas se encuentran
en la raíz de muchas de las cualidades que han hecho posible la supervivencia de nuestra especie: la capacidad de sentir empatía, la
imitación y el lenguaje. Estos rasgos permitieron que los seres humanos crearan vínculos con sus congéneres y pudieran comprenderlos, conductas que hacen posible la vida en sociedad.
Ventajas evolutivas
Los seres humanos vivieron una verdadera explosión civilizatoria
hace unos 40 000 años, momento en el que desarrollaron una serie
de elementos culturales que abarcaban desde las ropas costuradas,
herramientas de factura refinada con diversas piezas y manifestaciones artísticas y religiosas. De hecho, tampoco podría descartarse que durante dicha época apareciese también el lenguaje. Ahora
bien, no deja de resultar interesante constatar que nuestro cerebro
ya había alcanzado su tamaño actual de 1500 centímetros cúbicos
hace unos 200 000 años, 160 000 años antes del boom cultural al
que nos estamos refiriendo. Cabría preguntarse, entonces ¿por qué
los seres humanos vivieron un salto evolutivo tan importante, tan
vertiginoso y tan tardío hace 40 000 años?
Ramachandran ha ofrecido una explicación para responder
a dicha pregunta. El neurólogo indoestadounidense considera
que la explosión civilizatoria de los humanos fue desencadena-
34 1
Las neuronas de la vida en sociedad
da por la acción de ciertos factores ambientales sobre el cerebro
humano que, por alguna razón, ya había incrementado su masa
y estaba preparado para impulsar las transformaciones culturales que acabaron realizándose. De este modo, la invención de una
determinada herramienta o procedimiento pudo haber tenido un
carácter más o menos accidental, pero, gracias a la gran capacidad
imitativa del cerebro humano -impulsada por las neuronas espejo, como tendremos oportunidad de ver a lo largo de los próximos
capítulos de este libro- terminó por difundirse a gran velocidad.
Es probable que muchas de las innovaciones humanas derivasen
de hallazgos fortuitos condicionados por el medio, llevados a cabo
en momentos y lugares concretos. Sin embargo, la facilidad con la
que los humanos imitan provocó que dichas innovaciones fueran
replicadas una y otra vez entre los miembros del grupo, lo que permitió su rápida propagación.
La propensión de los humanos a la imitación representó, de este
modo, una enorme ventaja evolutiva para nuestra especie. Para hacernos una idea más clara de esto, detengámonos en un ejemplo.
Imaginémonos un individuo que caza un oso, arranca su piel y se
fabrica un abrigo con ella. Los pasos que ha seguido para encontrar
una vestimenta que le proteja del frío pueden ser aprendidos con
facilidad por muchos otros individuos mediante la observación, que
es, como veremos más adelante, una forma de aprendizaje vicario, y
la imitación de lo observado. Dentro de esta lógica, mientras que un
oso necesita 100 000 años y varias generaciones para desarrollar su
pelaje, el niño que aprende de sus padres a abrigarse con pieles de
animales, lo hace de forma inmediata, con un solo salto evolutivo.
Y una vez que dicha habilidad se aprende, se extiende de forma casi
inmediata al resto del grupo. Nos encontramos aquí con un ejemplo
claro de las grandes ventajas para la evolución humana ofrecidas por
la facultad imitativa humana, cuyo motor son las neuronas espejo.
Sin embargo, el papel de las neuronas espejo va más allá. Sabemos que estas células nerviosas también intervienen en otras ca-
Las neuronas de la vida en sociedad
! 35
pacidades importantes en los inicios de nuestra cultura. Gracias a
ellas, los primeros seres humanos pudieron empatizar y comprender a sus congéneres, unos actos que posibilitaron la creación de
los grupos que sentaron las bases de nuestras civilizaciones. Como
sugieren las investigaciones, las neuronas espejo están estrechamente vinculadas a los inicios de nuestra existencia como seres humanos. Y, desde entonces, han participado en numerosos procesos
neurológicos relacionados con la cognición y la vida en sociedad.
De ahí la importancia que reviste comprender en profundidad su
funcionamiento.
Investigaciones futuras
El descubrimiento de las neuronas espejo no solo se ha demostrado
importante para dilucidar el funcionamiento de diversos mecanismos cognitivos sino que abre el camino para entender ciertas enfermedades neurológicas y para diseñar estrategias novedosas para
combatirlas. La comprensión de la función desempeñada por las
neuronas espejo en la cognición social -con todas sus limitaciones
y las controversias que pueda suscitar- nos permite vincularlas a
varias patologías. Es probable, en este sentido, que un sistema defectuoso de neuronas espejo pueda explicar el autismo, una condición del desarrollo neuronal caracterizada principalmente por
deficiencias en la interacción social y la comunicación. De hecho, a
finales de la década de 1990, dos grupos de investigadores propusieron de forma independiente la llamada hipótesis del espejo roto, que
establece que las deficiencias presentes en el autismo son causadas
por defectos en el sistema de neuronas espejo. Gracias a estas aportaciones ha sido posible establecer líneas de investigación orientadas a desarrollar tratamientos para esta y otras patologías.
Un territorio que se presenta apasionante y sobre el cual diversos proyectos científicos cabalgan es el de la implementación del
36
1
Las neuronas de la vida en sociedad
comportamiento de las neuronas espejo en sistemas artificiales.
La aplicación del funcionamiento de estas neuronas en la programación de algoritmos que puedan inferir y leer la mente de los demás es una práctica que está en uso en diversos dominios. Aunque
parezca propio de la ciencia ficción, la existencia de un sistema
informático capaz de discernir entre personas sanas y enfermas
mediante la percepción de datos visuales es ya una realidad. De hecho, la creación de sistemas de este tipo representa tan solo el inicio
de la convergencia entre conocimiento cerebral y tecnología para
su aplicación a gran escala en hospitales, aeropuertos, ciudades y
otros entornos donde la información sobre personas, sus estados
mentales o intenciones es relevante para la seguridad propia y la
de los demás.
El descubrimiento de las neuronas espejo es relativamente reciente, de manera que las aplicaciones científicas y tecnológicas
que su conocimiento permite aún son limitadas. Sin embargo, los
beneficios potenciales que nos pµede reportar un conocimiento
más profundo de estas células nerviosas son enormes, con un alcance que apenas comenzamos a vislumbrar.
Las neuronas de la vida en sociedad
1 37
ilanayur S. Ramachandran afirmó en 1995, ante una audiencia
de seis mil científicos, que las neuronas espejo desempeñarían
un papel similar para la neurociencia y la psicología al que el ADN
ha tenido para la biología. Es un comentario que ha hecho
y que alude a la importancia adquirida por los sistemas neuronales
espejo para explicar fenómenos tan diversos como la imitación, la
capacidad de aprender, el lenguaje e, incluso, la empatía y las relaciones sociales.
Las neuronas espejo tienen un papel importante en diversos
procesos cognitivos vinculados con la imitación, que han facilitado
nuestra
diversas conductas importantes
especie. Estas neuronas intervienen en los mecanismos
vos más básicos, como copiar un gesto o un movimiento -atarse
el cordón de los zapatos, por ejemplo-, que dan paso a conductas y habilidades más complejas, como serían, respectivamente, el
aprendizaje y el lenguaje.
Sin embargo, la imitación nos permite ir aún más allá. No solo
nos ayuda a aprender, sino que también nos abre puerta a em-
La imitación, motor del conocimiento
1 41
patizar y comprender otras mentes. Investigaciones recientes están poniendo de relieve los mecanismos funcionales y neuronales,
ignorados durante muchos años, que vinculan la imitación y la
empatía. Imitar -una acción que a menudo hacemos de manera inconsciente- ayuda a modular las relaciones sociales y crear
vínculos emocionales con nuestros congéneres. Tal como iremos
desgranando en este y los siguientes capítulos, la imitación es un
instrumento poderoso que nos permite conocer, aprender y vivir
en sociedad. Un instrumento, en definitiva, que tiene en las neuronas espejo su motor.
UN MECANISMO PARA
RENDER
La imitación es un fenómeno omnipresente en el reino animal,
pero logra su forma más desarrollada y compleja en los humanos.
Un niño en sus primeros años de vida aprende muchas cosas por
imitación: a gesticular, a caminar, a hablar, a observar unas reglas
de higiene, a atarse los zapatos, entre otras miles de tareas que a
diario se añaden al amplio abanico de conductas humanas.
En las primeras fases de la vida, o imitamos o morimos. No nos
queda otra opción que realizar las acciones -desde el más mínimo
gesto motor hasta las conductas más complejas- que observamos
en nuestros mayores o modelos de referencia y darles una utilidad
a partir del resultado final de la acción ajena. La imitación no es
más que un proceso fácil de ejecutar y poco costoso desde un punto
de vista cognitivo dado el escaso rango de decisión que requiere.
Ella nos permite aprovechar acciones o conductas ya existentes sin
necesidad de inventar nada nuevo.
Aunque no solamos cobrar conciencia de ello, la imitación se
erige como una herramienta cognitiva de un alcance extraordinario. Ella nos ayuda a adquirir conocimiento en las primeras etapas
de la vida sin ni siquiera ser conscientes de ello, cuando tendemos
42 1
La imitación, motor del conocimiento
a repetir las conductas de nuestros allegados. Sin embargo, también lo hace en la edad adulta, cuando intentamos reproducir de
forma atenta y concienzuda los patrones de acción o comportamiento que nos transmiten nuestros instructores o compañeros
de trabajo. Por simple que pueda parecer, la imitación no solo está
en base del aprendizaje por observación sino que ha sido crucial
para la supervivencia de nuestra especie a lo largo de la evolución.
Y ello es así porque, al imitar una acción, el cerebro humano realiza
una asociación que permanecerá almacenada en la memoria y será
reutilizada de manera más eficaz en algún momento futuro. La imitación, en suma, nos lleva a un estado fisiológico que nos permite
responder de manera similar a lo observado y, al mismo tiempo, a
aprender de la experiencia para estar más preparados cuando se
produzca una situación similar.
Ahora bien, resulta interesante constatar que las neuronas espejo se encuentran detrás de los procesos cerebrales que rigen la
imitación. Como ya sabemos, las neuronas espejo se activan cuando el sujeto realiza una acción y en el momento en el que observa
una acción ajena. Cuando estas neuronas se activan, se solapan varios procesos cognitivos: percibimos objetos -ya sean estáticos o
en movimiento-, conformamos visualmente una representación
del espacio y dirigimos nuestra atención hacia un evento concreto.
Sin embargo, el mecanismo inherente que lleva al sujeto a realizar
estos actos complejos por medio de las neuronas espejo no es otro
que el de la imitación (una repetición voluntaria de una acción)
o contagio (imitación no intencionada de una acción), consistente, al fin y al cabo, en la repetición de una acción realizada por
otros.
Trabajos en psicología del desarrollo realizados por el psicólogo
estadounidense Andrew N. Meltzoff en la década de 1970 mostraron
cómo los bebés tienen ya patrones primarios de comportamiento
imitativo, hecho que sugiere que la imitación es un vehículo clave
del aprendizaje temprano. De manera similar, existen estudios que
La imitación, motor del conocimiento
i 43
demuestran que algunas especies de animales, como lo monos,
muestran una habilidad para imitar, lo que pone en evidencia una
conducta innata o adquirida de manera muy temprana como mecanismo protector de la especie en las fases más vulnerables de la vida.
Los niños son extremadamente sensibles a lo que sucede en su
entorno. Todos los estímulos externos -desde las miradas hasta
los sonidos pasando por las expresiones emocionales- son absorbidas de manera automática por el infante. Los actos de imitación quedan grabados de forma permanente en el sistema neuronal del niño y, de hecho, pueden condicionar el desarrollo de
su organismo. Si el niño carece de un sistema de imitación sano,
sufrirá retrasos o problemas de desarrollo que afectarán al aprendizaje normal de capacidades e interacciones sociales. Debido a
que la imitación es un proceso tan importante en el desarrollo de
los niños sanos -y, en última instancia, del adulto maduro-, los
padres procuran que sus hijos tengan los mejores modelos de conducta posibles.
Es sorprendente la facilidad con la que el padre o la madre logran hacer entender a sus hijos acciones como limpiarse los dientes
o comer con cubiertos, así como los objetivos implícitos a ellas. No
es necesario que se sirvan de un modelo educativo con los pasos a
seguir para que el niño aprenda las acciones por imitación; simplemente, basta con hacérselas ver. Y él las copia para incorporar lo
observado a un repertorio de nuevas acciones. Obviamente, para
conseguirlo requiere de múltiples intentos, debido a que el aprendizaje de este tipo es semiinconsciente o implícito. Desde esta perspectiva, la imitación puede entenderse como un modelo de aprendizaje sin instrucciones. Podemos aprender a cocinar, a realizar
un deporte o a usar un software con tan solo observar a un buen
modelo que realice correctamente sus acciones. Poco a poco, nuestro sistema de asociaciones se encargará de integrarlo como algo
propio y automático. La naturaleza y la cantidad de asociaciones
que incorporemos a lo largo de una vida tendrá un impacto sobre
44 1
La imitación, motor del conocimiento
-
imágenes que muestran cómo los bebes con solo dos-tres meses de vida son
capaces de imitar expresiones faciales. Estudios posteriores demostraron esta
capacidad también en chimpancés.
La imitación, motor del conocimiento
1 45
carácter de las funciones y habilidades que desarrollemos como
humanos. Aunque algunas son innatas, la mayor
nuestro
repertorio de conductas es aprendido
Los seres humanos
y, en buena medida, se enriquece de la
imitación.
parecen tener una
La importancia de la imitación gana
tendencia muy
marcada a adecuar
en complejidad dentro
un marco de
interacción social. Dado que, en una
su comportamiento
al de sus
situación de interacción con otras personas -como podría serlo, por ejemcompañeros durante
las interacciones
con amigos-, recibiplo, una
mos una gran cantidad de estímulos
sociales.
contextuales, entre los que se cuentan
MARCO IACOBONI
gestos, expresiones verbales, señales
emotivas y ruido ambiental, entre otros, nuestro control voluntario sobre acciones, pensamientos o emociones tiende a ser menor.
En situaciones como esta expresamos de manera involuntaria
emociones o ideas que quizá no querríamos transmitir. Del mismo modo, podemos incurrir en patrones de imitación producidos
sin ser conscientes de ello. Es lo que John A. Bargh, Mark Chen y
Lara Burrows han caracterizado como el efecto camaleón: la imitación inconsciente de posturas, gestos, expresiones faciales y otros
signos externos de las personas que participan en una situación
de interacción. De modo que el comportamiento de un individuo
cambia de forma pasiva e involuntaria para coincidir con el de los
demás en una situación concreta. Los autores sugieren
dicho
mecanismo cognitivo tiene su origen en el vínculo entre percepción y comportamiento. Gracias a él, cuando una persona percibe
el comportamiento de otra, aumentan
forma automática las
probabilidades de que termine participando de este. De acuerdo
con dichos autores, el mimetismo, en la medida en que lleva a la
persona a imitar la postura y movimientos de los otros, sosiega las
interacciones sociales y las hace más placenteras. Es como si la
46 1
La imitación, motor del conocimiento
adopción de patrones miméticos comunes otorgara mayor cohesión a las personas y acentuara la percepción emocional del acontecimiento social.
Las bases neuronales de la imitación
El circuito cerebral implicado en las conductas imitativas es bastante conocido. A grandes rasgos, está formado por tres regiones
que constituyen lo que podría definirse como un circuito central,
fundamental para la imitación: en primer lugar, encontramos la
parte posterior del surco temporal superior, región en la que se
producen los estímulos visuales de entrada que alimentan diversos procesos cognitivos; por otro lado, aparece una región que se
solapa entre la parte posterior del giro frontal inferior y la corteza
premotora ventral, en el córtex frontal inferior y, por último, tenemos el lóbulo parietal inferior.
En el proceso de imitación, el estímulo visual de entrada del
surco temporal superior fluye hacia el sistema de neuronas espejo
de la región parietal (implicada fundamentalmente en la descripción del patrón motor de la acción) y de ahí hacia la región situada
en el córtex frontal inferior (implicada en el objetivo de acción).
A continuación, tiene lugar un flujo en sentido inverso: de la región
ubicada en el córtex frontal inferior parten los estímulos de salida
con las órdenes de imitación del sistema motor que se dirigen de
vuelta hacia el surco temporal superior, para valorar la coincidencia
entre las predicciones sensoriomotoras y la información visual de la
acción observada. Se trata de un sistema de pocas sinapsis, pero que
se producen a una velocidad extraordinaria.
Este doble componente visual y motor de la imitación se refleja
en las neuronas espejo. Cuando se observa una acción, se activan
estas neuronas y el surco temporal superior registra y codifica dicha acción para realizarla posteriormente. De hecho, ambos proce-
La imitación, motor del conocimiento
1 47
sos pueden ocurrir de forma casi simultánea, lo que podría llevar a
pensar que las fases sensorial y motora pueden englobarse en una
acción. En algunos experimentos, se ha podido observar que las
neuronas del área premotora y del surco temporal superior tardan
el mismo tiempo en activarse -aunque no lo hacen de forma completamente sincrónica- al observar las acciones de alcanzar, agarrar
y llevarse a la boca un objeto. Este comportamiento neuronal parece ponemos en un dilema, pues la observación de una acción y su
imitación parecen realizarse de manera simultánea. Así, cuando
una persona observa la acción de alcanzar una taza, las neuronas
espejo se activan y el surco temporal superior registra y codifica la
acción para realizarla con posterioridad. Este proceso se repetirá
con el acto de agarrar la taza y el de llevarla a la boca. Durante la observación de las acciones que se suceden una tras otra, las latencias
de las neuronas en el área premotora y en el surco temporal superior disparan a una escala temporal muy precisa, pero ligeramente
desplazadas en el tiempo. Además, el aprendizaje permite predecir
el disparo del primer grupo neuronal de área premotora para guiar
y orientar el surco temporal superior. De hecho, los investigadores
han podido comprobar que, cuando un sujeto observa una acción,
se activa el mismo grupo neuronal que cuando se realiza dicha acción (fig. 1).
Obviamente, para imitar es necesario que un grupo de neuronas
espejo registre la acción observada, para estar en condiciones de
reproducirla posteriormente. Ahora bien, cabría preguntarse cómo
funcionan las neuronas espejo durante este proceso de acción-imitación. Para responder a esta cuestión, nos referiremos a dos situaciones. En la primera de ellas, un sujeto observa una acción, que
podría ser la de una persona cogiendo una botella de agua, pero no
la imita. Desde un punto de vista neurobiológico, se sabe que el córtex prefrontal envía una señal inhibitoria de control a las regiones
motoras para evitar que se realice la acción. A simple vista, el observador no está ejecutando ninguna acción. No obstante, dicho sujeto
48 1
La imitación, motor del conocimiento
r FtG. 1
IJl!III
'
'
En el día a día, cuando se ejecuta una acción, los distintos sentidos
sensomotores [la vista, el sonido, el tacto) que la monitorizan interactúan.
Alcanzar
Área
premotora
Genera
la acción
1111
111
Surco !empara!
superior
Responde a la
observación
de la acción
l
1111
Akarmir
1111
ms
Las neuronas espejo disparan con la observación de la
3cción 1 y el surco temporal superior registra y codifica
:a acción para realizarla posteriormente. Este proceso
3e repite con las acciones subsecuentes.
premotora
Agarrar
llevar a la boca
1
111111
Ag11rrar
200
ms
11111111
l¡
1!1111 ill l
/
111111
11111111111
Durante la observación de las sucesivas
acciones, las latencias de las neuronas
en ambas regiones disparan a una
escala temporal muy precisa pero
ligeramente desplazadas en el tiempo.
Surco temporal
superior
Registro de la actividad cerebral al observar las acciones de alcanzar, agarrar y
llevarse a la boca un objeto, del área premotora [cerebro izquierdo) y del surco
temporal superior [cerebro derecho).
La imitación, motor del conocimiento
1 49
activa ligeramente su sistema de preparación motora, tal como revelan marcadores biológicos en el músculo de la mano. En la segunda situación, el sujeto no solo observa a una persona cogiendo una
botella de agua, sino que también imita sus actos: la observación
y la acción confluyen. En este caso, no se emite la señal inhibitoria del córtex prefrontal hacia las regiones motoras, por lo que estas
quedan libres de control y los músculos de mano se activan. De
este modo, el individuo está en condiciones de emprender la acción
voluntaria y, por tanto, de imitar lo que está observando.
Ahora bien, cabe señalar que en el caso de los niños -o de las personas inmaduras- el córtex prefrontal ejerce una menor influencia
sobre el comportamiento. Este hecho reviste gran importancia, pues
ayuda a explicar por qué los infantes tienden a
las acciones
observadas de manera involuntaria, comportamiento que en última
instancia posee una gran relevancia para el aprendizaje.
Así pues y según lo expuesto hasta ahora, los procesos cognitivos implicados en la imitación son mínimos, pues surgen de una
manera espontánea y con poco coste cerebral. Sin embargo, esta
forma de aprendizaje no es la única; como veremos a continuación,
existe otra forma de imitación que permite adquirir conocimientos, aunque con empeño y esfuerzo.
LA IMITACIÓN QUE POTENC
EL
RENDI
E
El aprendizaje es un proceso cognitivo por cual se adquieren habilidades o conocimientos nuevos o se modifican los ya aprendidos
mediante el esfuerzo, la instrucción, la observación o el estudio. La
adquisición de conocimiento o capacidad de establecer asociaciones en los humanos se pone de manifiesto, al igual que la imitación,
desde los primeros meses y tiene continuidad hasta etapas tardías
de la vida, con un crecimiento exponencial. Tras un asentamiento de múltiples aprendizajes, se asientan las bases de la mayoría de
50 1
La imitación, motor del conocimiento
nuestra conducta diaria, reduciéndose a un manojo de hábitos (motores, cognitivos y emocionales).
La base neurobiológica del aprendizaje se encuentra en la plasticidad neuronal, es decir, en la capacidad del sistema nervioso para
modificar su estructura a lo largo de la vida del individuo como
respuesta a la diversidad del entorno.
Desde esta perspectiva, nosotros pode- Actuamos de acuerdo
mos aprender porque nuestro sistema a nuestros hábitos,
nervioso posee la cualidad de modifi- desde el momento en
car la naturaleza y la fortaleza de sus que nos levantamos
conexiones neuronales, sus sinapsis.
y realizamos todas
La explicación de la adaptación de las nuestras rutinas
neuronas durante el proceso de apren- matutinas hasta que
dizaje se remonta a la teoría de la asam- nos dormimos.
blea celular de Donald Hebb, quien
ANN GRAYBIEL
propuso, en 1949, que el aumento en la
eficacia de la sinapsis surge tras una estimulación repetida y persistente de la neurona postsináptica por parte de la presináptica.
Hebb afirmaba que, si el axón de la neurona presináptica está
suficientemente próximo a la neurona postsináptica y ayuda de
forma reiterada a dispararla, ciertos cambios estructurales -como
la aparición de botones sinápticos o el agrandamiento de los ya
existentes- harán que la sinapsis sea más eficaz. De este modo,
mientras más se repita la estimulación de la neurona postsináptica por parte de la presináptica, mayor probabilidad habrá de que
este proceso cobre la forma de un patrón aprendido, es decir, más
posibilidades habrá de que la red neuronal emita el impulso al producirse el estímulo.
Estudios posteriores han venido a confirmar que Hebb estaba
en lo cierto hasta el punto de que hoy se conoce el funcionamiento
biológico de este cambio que define las posibles diferencias entre
personas y que hace posible el fenómeno de la sinapsis, explicado
brevemente en el capítulo 1: las neuronas se comunican generando
La imitación, motor del conocimiento
1 51
potenciales de acción que se propagan de unas a otras a través de
la liberación de los neurotransmisores (glutamato, dopamina, serotonina, noradrenalina, entre otros). En última instancia, la neurona postsináptica recibirá la información con las indicaciones del
tipo de tarea funcional que deberá realizar (fig. 2). Hebb formuló la
hipótesis de que cuando un axón de una neurona (neurona presináptica) forma una conexión sináptica con otra neurona (neurona
postsinática) y libera neurotransmisor cuando la neurona postsináptica está activada, tiene lugar algún cambio en la sinapsis entre
estas dos neuronas, que permite que la futura acción de la primera
neurona sea más efectiva que antes. Es decir, cuanto más se repita
la descarga o flujo de información (liberación de neurotransmisor)
hacia la neurona postsináptica, mayores posibilidades habrá de
asentar un mecanismo cognitivo o motor como patrón aprendido.
Esta hipótesis hebbiana resulta fundamental para explicar la neuroplasticidad.
Í F10. 2
Neurotransmisores
Bomba
recaptadora de
neurotransmisores
NEURONA
PRESINÁPTICA
Vesícula
sináptica
NEURONA
POSTSINÁPTICA
, Re-cepto'fí:le ,
.· ·n~urofransmis<i're.s
}
Dibujo que ilustra los procesos que intervienen en la sinapsis química.
52 1
La imitación, motor del conocimiento
Gracias a estos hallazgos sobre la comunicación entre neuronas,
hemos conseguido comprender las bases del funcionamiento de
procesos tan complicados como la memoria, el aprendizaje, la adquisición de habilidades o patologías como la adicción. En última
instancia, somos el producto de nuestras experiencias.
Esta neuroplasticidad también desempeña un papel importante
en el funcionamiento de las neuronas espejo en el sistema nervioso central, especialmente para un tipo de aprendizaje denominado
vicario, que ha sido objeto de estudio por parte del psicólogo canadiense Albert Bandura y que se basa en la observación de acciones
ajenas. Parte de la idea de que el simple hecho de observar a alguien
realizando una acción nos ayuda a adquirir los patrones conductuales para replicar dicha conducta con mayor o menor fidelidad.
Es un tipo de aprendizaje sustentado en el condicionamiento vicario, que depende de las reacciones de otras personas ante estímulos -positivos o negativos- relevantes, considerados importantes
tanto para el sujeto como para quien observa.
Bandura modeló su teoría del aprendizaje vicario a partir de un
célebre experimento realizado con un muñeco llamado Bob. En su
estudio, el psicólogo hizo que varios niños observaran a sus padres
-quienes adquirían el papel de modelos de importancia- manifestar conductas agresivas hacia un muñeco. En concreto, el psicólogo
requirió a los padres para que se acercaran al muñeco y lo sometieran a actos de agresión física, aun a sabiendas de que estaban siendo observados por sus hijos. Posteriormente, dejó a los niños en la
misma sala, a solas con el muñeco Bob. La respuesta de los niños fue
radical. Mantenían las mismas conductas agresivas hacia el muñeco,
en lo que suponía una imitación casi idéntica de los modelos observados. Cabe señalar que aquí el papel de las neuronas espejo adquiere relevancia, en la medida en que estas se convierten en el motor de
un aprendizaje acerca de la manera de interactuar con un objeto. Si
los padres hubiesen tenido un comportamiento positivo, con toda
probabilidad, se hubiera observado en los niños la misma conducta.
La imitación, motor del conocimiento
1
53
Desde una perspectiva conductista, si observamos un comportamiento ajeno que es reforzado por el hecho de que quien lo
realiza adquiere un papel de modelo, la probabilidad de repetir
dicho comportamiento aumenta. Si un niño observa cómo a su
hermana mayor le permiten merendar su bocadillo favorito cuando se ha portado bien, probablemente el niño imitará dicho patrón
de conducta. Por el contrario, cuando una conducta va seguida
un castigo o la retirada de una recompensa («hoy no tienes tu bocadillo»), aprendemos que no debemos repetirla. Según el modelo
de Bandura y del aprendizaje vicario, la conducta del niño de este
ejemplo -al igual que la de los participantes en el experimento
con el muñeco Bob- quedaría influida por cuatro factores cognitivos: atención, retención, reproducción y motivación. primer
paso del aprendizaje mediante la observación es la focalización
de la propia atención sobre el modelo a seguir o la persona que
ejecuta la acción de interés. Son claves en este proceso las expectativas del observador sobre la conducta esperada, además de la
relevancia que tenga el contexto de la acción. El niño que observa a su hermana mayor la percibe como un ejemplo de conducta y modelo a seguir; por tanto, espera grandes acciones de ella,
como la de conseguir su merienda favorita. También le dará un
gran valor al hecho de conseguir su bocadillo preferido, pues la
alimentación es una recompensa primaria que guía nuestro comportamiento de la manera más instintiva y orientada a la supervivencia. Por eso, no resulta extraño que el niño del ejemplo preste
mucha atención a su modelo.
Después, llega el momento en el que lo aprendido y observado
va mutando en acción: es la fase de la retención. Bandura se refiere a ella como la capacidad de retener los puntos clave de la acción
y de replicarla sin necesidad de observar el modelo. Es decir, se
trata de memorizar lo observado e, incluso, de tener la capacidad
para explicar verbalmente lo que se debe hacer («portarme bien
para que así mis padres estén contentos conmigo»). Llega, así, la
54 1
La imitación, motor del conocimiento
-
Experimento con el muñeco Bob realizado por el psicólogo canadiense Albert
Bandura en 1961, para estudiar el comportamiento de diversos niños tras ver
conductas agresivas de modelos adultos. Las imágenes muestran a los niños
golpeando al muñeco, tal como lo había hecho antes un adulto.
La imitación, motor del conocimiento
1 55
fase de la reproducción, donde una vez aprendida la respuesta
observada, las habilidades de la persona se ponen a prueba y se
ejecuta la acción para conseguir el objetivo («el bocadillo favorito»). Aquí, la persona también analiza y corrige su conducta para
enmendar posteriormente los errores, en caso de que existiesen.
Es la primera vez que las neuronas establecen la conexión aprendida y se retroalimentan con lo ocurrido para asentar o corregir el
aprendizaje. Por último, tiene lugar la repetición de la conducta
que quedará estrechamente vinculada al hecho de que la persona
tenga la motivación y deseo de querer reproducirla. Conviene señalar en este punto que los humanos funcionamos por incentivos
y en muchas ocasiones buscamos un refuerzo mediante la imitación de otras personas, incluso sin saber a ciencia cierta por qué
lo hacemos.
Las neuronas espejo desempeñan un papel fundamental sobre
todo en las fases iniciales del aprendizaje vicario, cuando se fija
mayor atención sobre el modelo a observar y se retiene lo observado. Ahora bien, durante la observación de una acción de interés
por parte del sujeto, tiene lugar una interacción entre las distintas
etapas definidas por Bandura. Esto es así porque si una persona
fija su atención en una acción, lo hace impulsada por un interés
suficiente con un objetivo determinado -lo cual suscitará mecanismos de motivación.
Gracias a la neuroplasticidad cerebral, el grupo de neuronas activado comienza a asociar su actividad con el patrón de conducta
observado. Esto redunda en una mejora en la eficacia de la acción
que ejecutamos, lo que supone un menor uso de las regiones corticales a medida que se va dominando una conducta observada.
De este modo, si imitar una acción por vez primera exige una gran
actividad cerebral y trae consigo un alto coste fisiológico, la repetición de la acción requerirá un grado de actividad nerviosa cada vez
menor a medida que nos vamos haciendo más expertos y nuestros
hábitos ayudan a dominar la situación.
56 1
La imitación, motor del conocimiento
LAS NEU
NAS ESPEJO Y EL
NGUAJE
Como hemos visto, las neuronas espejo desempeñan una función clave en las conductas imitativas que se encuentran en la base de distintos procesos cognitivos relacionados con el aprendizaje. Ahora bien,
estas células cerebrales también están relacionadas con el lenguaje,
que se ha erigido en una habilidad fundamental para nuestra especie
y se ha revelado como uno de sus principales motores de cambio.
Las capacidades lingüísticas están distribuidas en una red de neuronas localizadas en la corteza cerebral y por debajo de ella, cuyas
funciones a menudo se comparten con otras capacidades cognitivas.
A grandes rasgos, el núcleo del lenguaje está formado por las áreas de
Broca y Wernicke. El área de Broca normalmente se localiza en el lóbulo frontal izquierdo del cerebro, en las personas diestras, y corresponde a las áreas 44 y 45 del mapa anatómico de la corteza cerebral
realizado por Korbinian Brodmann a principios del siglo xx (fig. 3).
r FIG.3
O Funciones
ejecutivas
Funciones
motoras
Funciones
somatosensoriales
Atención
Funciones visuales
Memoria
Regulación
emocional
Funciones
auditivas
Mapa de las áreas de Brodmann donde se indica la ubicación de las áreas de Broca
y Wernicke, y el lugar en el que sido detectada la presencia de neuronas espejo.
La imitación, motor del conocimiento
1 57
La primera de ellas -donde se ha identificado la existencia de neuronas espejo- se ocupa de la formulación y expresión verbal de pensamientos o ideas mientras que la segunda cumple un papel importante en el procesamiento de verbos. Además, esta última participa en la
planificación y programación motora para la articulación del habla.
Por su parte, el área de Wernicke se ubica en las áreas 22 y 42 de Brodmann, en la parte posterior del cerebro. Se ocupa de la comprensión
auditiva y el procesamiento de la selección del léxico a emplear para
formar oraciones. Es la región que emite el contenido del mensaje.
La interacción entre las áreas de Broca y Wernicke resulta clave
para la correcta adaptación de un discurso al objetivo de la conversación e interacción social. En el caso de que una de las dos falle, los
pacientes pueden exhibir problemas motores o semánticos del habla.
Resulta importante destacar la lateralización -es decir, el hecho de que las funciones se sitúen en uno de los dos hemisferios cerebrales de un individuo por el hecho de que sea diestro o zurdode las capacidades lingüísticas. De hecho, un 95 % de las personas
diestras tiene localizadas las funciones del lenguaje en el hemisferio izquierdo del cerebro, mientras que un 70 % de los zurdos las
tiene ubicadas en dicho hemisferio y otro 15 % las tiene distribuidas de forma bilateral. El motivo de esta diferencia se desconoce,
aunque se sabe que el sexo, la educación o la edad influyen en la
representación cerebral del lenguaje. De hecho, las mujeres tienden
a tener una localización más bilateral, mientras que en los hombres
el lenguaje tiende a lateralizarse en el hemisferio izquierdo del
cerebro. En cualquier caso, los investigadores consideran que la
lateralización de las funciones del lenguaje, lejos de ser inmutable,
se va desarrollando en el tiempo: al parecer la distribución del lenguaje es bilateral en el nacimiento, pero con el paso de los meses se
va restringiendo a uno de los hemisferios cerebrales. Cabe señalar
que la relación entre la organización de las funciones del lenguaje
en el cerebro y las neuronas espejo es aún objeto de conjeturas. Sin
embargo, sabemos que comparten regiones y circuitos, por lo que
58 1
La imitación, motor del conocimiento
>NEU
VD
ON
Existen algunas enfermedades cuyo origen puede deberse a disfunciones en las
neuronas espejo. Es el caso
de la ecolalia, una alteración neuropsicológica y del
lenguaje que consiste en la
repetición involuntaria de fonemas, palabras o frases que
el individuo acaba de escuchar. La palabra puede haber
sido escuchada de manera
exógena [producida por los
demás] o endógena [producida por el propio sujeto]. Los
investigadores piensan que
la repetición incontrolada de
palabras tiene su explicación
en una anomalía en las neuronas espejo. Este trastorno del lenguaje puede venir
-
El neurólogo francés Georg es Gilles de la
Tourette, quien identificó el síndrome que
lleva su nombre, entre cuyos síntomas se
encuentran la ecolalia y la ecopraxia.
acompañado de otros, como
el autismo. La ecopraxia, por su parte, es una alteración psicomotora
que lleva al individuo a imitar los movimientos de otra persona de manera
involuntaria. La alteración del sistema neuronal espejo en este padecimiento hace que el sujeto imite correctamente lo que ve, pero, al ser
incapaz de entender la acción, reproduzca los movimientos observados
sin un objetivo preciso. Este trastorno puede ir asociado a la ecolalia y se
presenta en pacientes con autismo, síndrome de Tourette, síndrome de
Ganser o esquizofrenia.
59
su estudio resulta interesante no solo para determinar los vínculos
entre unas y otras, sino también para encontrar nuevas técnicas de
rehabilitación de trastornos del lenguaje.
Imitación y lengua, ¿un origen común?
Así, se han descrito varios puntos comunes donde las neuronas
espejo y el lenguaje van de la mano. De acuerdo con el psicólogo
neozelandés Michael Corballis, las neuronas espejo permitirían
explicar el desarrollo del lenguaje. Estas células nerviosas fueron
descubiertas en el área FS del córtex frontal del mono, una región
considerada análoga al área 44 de Brodmann, que como hemos visto, se sitúa en el área de Broca del cerebro humano. Los investigadores han podido comprobar que el área 44 de Brodmann se activa
durante la realización de funciones no relacionadas con el lenguaje -como el aprendizaje sensoriomotor, la integración o los movimientos complejos de la manos-, mientras que el área 45 hace lo
propio con los estímulos lingüísticos de salida. De este modo, se
puede considerar que el área de Broca acoge una diversidad de funciones, no siempre vinculadas al lenguaje.
Como ya hemos explicado, la neuronas espejo desempeñan un
papel fundamental en la imitación. Por tanto, es digna de destacar la presencia de dichas células nerviosas en el área de Broca. Sin
embargo, esta región no es la única en la que coinciden las funciones lingüísticas e imitativas. Tal como señalan Marco Iacoboni y
Stephen M. Wilson, el área de Wernicke -que participa en la comprensión del mensaje semántico- realiza una función en el lenguaje análoga a la del surco temporal superior durante la imitación.
Del mismo modo, algunos estudios realizados con imágenes por
resonancia magnética funcional demuestran que la región de las
neuronas espejo en la corteza premotora se activa no solo cuando
los individuos observan movimientos del pie, la mano o la boca,
60 1
La imitación, motor del conocimiento
sino también cuando leen frases relacionadas con movimientos
dichos miembros (fig. 4). Todo esto parece sugerir un vínculo entre
las neuronas espejo y el lenguaje.
Otra de las coincidencias entre las neuronas espejo y el lenguaje
tiene que ver con la lateralización. Tal como ya se ha comentado,
las funciones del lenguaje tienden a situarse en el hemisferio
quierdo. De forma significativa, las áreas de Broca y Wernicke se
ubican predominantemente en dicha mitad del cerebro (al menos,
en el caso de las personas diestras), si bien es cierto que el fenómeno de lateralización se manifiesta especialmente en la producción
del lenguaje, mientras que la comprensión de este muestra una organización más distribuida en los dos hemisferios cerebrales. De
acuerdo con Corballis, la lateralización podría atribuirse a un sesgo del lado cerebral izquierdo originado por incorporación de
f FIG.4
0,6
0,25
~
0,5
~ 0,20
IC
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-o
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-o
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E
m
0,1
o
u
Boca
Mano
Pie
O, 10
0,05
o
Boca
Mano
Pie
Córtex premolor !hemisferio izquierdol
Córtex premotor !hemisferio izquierdol
O Observación de la boca
O Lectura de frases relacionadas
Observación de la mano
con el movimiento de la boca
Lectura de frases relacionadas
con el movimiento de la mano
O Lectura de frases relacionadas
con el movimiento del pie
O Observación del pie
Ambas figuras muestran cómo el área premotora activa más su región de bocamano-pie cuando la persona se centra en el miembro corporal. Esto es verdad
tanto durante la observación de dichos miembros, así como durante la lectura
(implica mentalización) sobre dichos miembros corporales.
La imitación, motor del conocimiento
1 61
vocalización durante la evolución.
el sistema de neuronas
espejo en el primate se activa también por los sonidos de las acciones (como la de abrir una bolsa de cacahuetes o el que se hace
al palmear), parece no reaccionar ante las vocalizaciones de otros
primates. Además, no hay evidencia de que producción vocal
en primates no humanos implique al sistema de neuronas espejo.
Sin embargo, la vocalización parece residir fundamentalmente en
el hemisferio izquierdo incluso en especies no humanas, como primates, ranas y ratones. Esto ha llevado a Corbalis a proponer que la
incorporación de la vocalización en el sistema de neuronas espejo
en el humano se extendió por el córtex del hemisferio izquierdo, lo
que con probabilidad dio lugar a asimetrías no relacionadas con el
lenguaje, como la lateralización en la mitad izquierda de las habilidades manuales.
Lo anteriormente expuesto parece reforzar el argumento evolutivo defendido por algunos investigadores según el cual las neuronas espejo podrían ser precursoras de los sistemas neuronales relacionados con el lenguaje en el cerebro humano. Este argumento se
basa principalmente en la semejanza anatómica entre el área FS del
cerebro de macaco y el área de Brodmann 44.
Si seguimos con este argumento evolutivo, es posible trazar un
hilo conductor que nos lleve desde la imitación hasta la gestualidad y de ahí hasta el lenguaje humano tal como lo conocemos en
la actualidad. En este sentido, se puede aventurar que el lenguaje
surgió, hace unos dos millones de años, de la imitación gestual del
Horno erectus, uno de los antecesores de nuestra especie. Gracias a
los privilegios que le otorgaba el bipedismo, este homínido comenzó a utilizar manos y dedos para reproducir movimientos y formas
de objetos y animales. De este modo, mover hacia delante y hacia
atrás, de forma alterna, los dedos índice y corazón con la mano
orientada hacia abajo podía indicar el movimiento de caminar, de
la misma manera que mover los brazos de arriba abajo, imitando el
aleteo, podía servir para aludir a un ave.
62 1
La imitación, motor del conocimiento
No es descarta ble la importancia de las propiedades auditivas del sistema
neuronal espejo en la evolución del lenguaje. Tal como destaca la psicobióloga italiana Mariella Pazzaglia, las neuronas espejo de la región frontoparietal del cerebro no solo se activan con la observación y realización
de acciones, sino también con la percepción de sonidos relacionadas con
estas. Lejos de ser exclusiva del cerebro de los primates, esta coincidencia
de funciones se aprecia también en el cerebro de otros animales. En este
sentido, se han detectado en el gorrión coronirrufo pantanero unas neuronas audiomotoras con una correspondencia auditivo-vocal, similares a las
neuronas espejo de los monos. Dichas neuronas muestran un incremento
en su frecuencia de descarga tanto cuando el pájaro canta como cuando
escucha el canto de otros pájaros. Esta constatación resulta interesante en
la medida en que los gorriones se comunican mediante el canto y aprenden
a cantar imitando a sus congéneres, hecho que puede resultar un indicio
de que las propiedades auditivas de las neuronas espejo podrían haber
contribuido a la evolución del lenguaje.
RECONOCIMIENTO DEL SONIDO
IMITACIÓN DEL SONIDO
n
-
Las neuronas espejo del mono se activan tanto cuando pela un cacahuete como
cuando oye el crujido del cacahuete al ser pelado. Las neuronas audiomotoras del
gorrión coronirrufo pantanero se activan tanto cuando canta como cuando escucha
el canto de otro pájaro.
63
>LA EVOLUCIÓN DEL SISTEMA ESPEJO
Humanos, monos y aves poseen neuronas espejo, pero dependiendo de la
especie estas funcionan en diferentes niveles de reconocimiento de eventos,
contribuyendo así en procesos de aprendizaje, imitación e interacciones
sociales. Asimismo, la naturaleza prospectiva de su codificación sugiere
Esta s regiones corticales
identifican los nodos cruciales del
sistema de neuronas espejo en
la corteza cerebral humana y de
los monos y en el núcleo HVC del
cerebro de las aves.
Circunvolución
frontal inferior
Área motora suplementaria
Regiones que constituyen el
nodo parietal del sistema de
neuronas espejo en los cerebros
del humano y del mono.
Regiones corticales que
representan una posible extensión
del sistema de espejo a través de
una vía prefrontal «in directa».
Corteza prern otora
ventral
HUMANO
Percibir una acción
Se activan cuando el humano, mono
o ave reali za n una acción o cuando
observan a otro congénere realizar
esa acción.
Niveles de reconocim iento
de una acción
Las neuronas espejo participan
en varios pasos de una acción,
desde un acto motor, como
copiar el gesto de alguien u
observar la acción de otros para
entender sus motivos, y durante
un movimiento simple individual.
64
Acto motor
Participan en
la imitación
inicial de la vida ,
aprendizaje o
interacción socia l.
Acción
Codifican aspectos
conductuales
que predicen las
intenciones de
una simple acción,
posibilitando la
ernpatía.
Movimientos individuales
Actúan a nivel básico sobre
gestos motores simples,
dond e puede surgir la
imitación involuntaria, así.
corno el a prendizaje vicario'
{o por observaciónl.
que también participan en la predicción del comportamiento de los demás.
La presencia de mecanismos de reflejo en las estructuras subcorticales y
la difusión de los fenómenos de imitación entre los animales indica que los
sistemas de neuronas pueden ser más antiguos de lo que se pensaba .
MONO
Acto motor
Se ocupan de imitar
en fases ini ciales
de la vida. fomentar
el aprendizaje y la
interacción socia l.
Acción
Predicen la s
intenciones de una
acción ayudando
a interactuar en
grupo.
Sílabas
Partic ipan e n interpretar
el can to de ot ros
mie mbros de su grupo,
así com o la imitación de
distintos tipos de cantos.
65
Con el paso del tiempo, los gestos de los homínidos que nos
precedieron fueron adquiriendo un carácter más convencional, de
manera que, para aludir a una cosa, no era necesaria una relación
mimética como la descrita anteriormente. Esto quiere decir que se
comenzó a establecer una relación arResulta evidente que
bitraria entre los signos visuales y sus
el descubrimiento
significados.
de las neuronas
En una tercera etapa, los signos viespejo ha otorgado
suales -que ya habían perdido su caun argumento sólido
rácter estrictamente imitativo- fuea la teoría que afirma ron sustituidos por la vocalización.
De esta manera, el lenguaje entre los
que el nguaje
seres humanos pasó de las manos a la
proviene de los
gestos manuales y no boca, si bien la utilización de la gestuade los gritos de los
lidad con finalidades lingüísticas sigue
perviviendo en contextos específicos,
primates.
como sucede con el lenguaje de signos
MICHAEL C. CORBALLIS
de los sordomudos.
La evolución desde la imitación gestual hasta el lenguaje hablado permite explicar por qué tanto los movimientos de la mano
como el lenguaje parecen estar vinculados al sistema de la neuronas espejo. Del mismo modo, nos ayuda a entender por qué existen coincidencias entre las áreas cerebrales donde residen algunas
funciones del lenguaje y las zonas en las que se han detectado neuronas espejo. Tal como sugieren investigadores como Corballis, es
probable que las propiedades del sistema de neuronas espejo de los
primates haya posibilitado el surgimiento de un lenguaje gestual,
que es el precedente del lenguaje hablado que los humanos utilizamos para comunicarnos, y que se ha convertido en uno de los rasgos
distintivos de nuestra especie. Aún nos quedan años de investigación para desentrañar por completo los vínculos existentes entre
las neuronas espejo y nuestras habilidades lingüísticas. No obstante, el descubrimiento de este tipo de células nerviosas ha abierto
66 1
La imitación, motor del conocimiento
nuevas perspectivas a neurólogos y lingüistas para adentrarse en
los procesos cerebrales que permiten que los humanos nos comuniquemos.
La importancia de las neuronas espejo no se limita al lenguaje
y a la cognición, puesto que ellas también desempeñan un papel
fundamental para la vida en sociedad. Diversos estudios en psicología social han demostrado que la imitación ayuda a establecer
vínculos de identificación y a generar sentimientos de empatía
entre las personas. De este modo, las neuronas espejo trascienden
su función como herramienta de conocimiento para convertirse,
como veremos en el siguiente capítulo, en catalizadoras de la vida
en sociedad.
La ímítacíón, motor del conocímíento
1 67
LOS MECANISMOS
EMOCIONALES Y SOCIALES
DEL CEREBRO
Nuestras emociones están íntimamente
ligadas a nuestras relaciones sociales
mediante la empatía, la capacidad de
ponernos en el lugar del otro que nace de la
imitación y que le debemos a las neuronas
espejo. Conocer mejor su funcionamiento será
clave para entender el papel del cerebro como
motor de la vida en sociedad.
as emociones son una parte indispensable de nuestra interacción social, del mismo modo que las relaciones sociales son una
parte indispensable que nutre nuestra experiencia emocional. El
ser humano es una especie que establece fuertes vínculos sociales,
y en la construcción de este entramado comunitario desempeñan
un papel primordial las emociones. Cuando observamos los gestos
de otra persona, les atribuimos un significado de forma inmediata,
sin necesidad de un análisis reflexivo. Nos basta con mirar el rostro
de alguien para comprender su estado emocional, si tiene miedo o
si está sorprendido, si es feliz o ríe por nerviosismo, si quiere hablar
con nosotros o, por el contrario, evitarnos. Y este reconocimiento
de gestos y emociones no ocurre solo con personas familiares para
nosotros, sino también con aquellos a quienes no conocemos. Tal
rapidez y facilidad en el reconocimiento de las emociones ajenas
indica que se trata de un mecanismo innato presente en los seres
humanos cuyo funcionamiento es automático y altamente eficaz.
Pero además, no solo somos capaces de identificar las emociones
de otros, sino que también tendemos a experimentarlas en nuestra
L
Los mecanismos emocionales y sociales del cerebro
1 71
propia piel. Ciertas manifestaciones emocionales como la risa o el
llanto son muy contagiosas, incluso entre extraños: si un desconocido está llorando en plena calle, no nos limitamos a ignorarlo, sino
que de algún modo nos hacemos partícipes de su dolor. Esta reacción es lo que conocemos como empatía, o la implicación afectiva
de una persona en una realidad ajena, de modo que es capaz de
percibir, compartir y comprender lo que el otro puede sentir. Es lo
que habitualmente conocemos como ponerse en el lugar del otro, o
saber leer sus sentimientos. La empatía constituye un mecanismo
ventajoso para la interacción entre los seres humanos que tiene su
origen en las neuronas espejo y en sus conexiones con diferentes
áreas cerebrales. Como hemos visto en capítulos anteriores, cuando una persona realiza una acción se dispara en el cerebro de quien
la observa un patrón de activación característico, y lo mismo sucede con la expresión emocional. Cuando miramos a alguien que
manifiesta una emoción, en nuestro cerebro se genera la misma
pauta de activación neuronal. Científicos especializados en la relación entre las emociones y las neuronas espejo, como el italiano
Vittorio Gallese, sostienen que comprendemos el significado de la
experiencia vivida por otras personas no por medio de sus explicaciones -por ejemplo, «el coche me dejó tirado en medio de la
autopista»-, sino gracias a una comprensión directa de la vivencia
casi real de tal experiencia.
En páginas anteriores hemos descrito y explicado la función primaria de las neuronas espejo, comprender el objetivo de una acción, así como el papel de estas neuronas en tareas cognitivas como
la imitación y el aprendizaje en humanos. Pero para entender la
relevancia de las neuronas espejo en la función cerebral es esencial profundizar en cómo estas células participan en los procesos
de comprensión de la mente y las emociones de otros, en estados
mentales como el deseo o la intencionalidad, y también en conceptos más globales como la empatía. Existe pues una íntima conexión
entre las neuronas espejo y el sistema emocional.
72 1
Los mecanismos emocionales y sociales del cerebro
EL SISTEMA EMOCIO
Según una definición propuesta por el neurocientífico francocanadiense Michel Cabanac, una emoción es una experiencia consciente caracterizada por una intensa actividad mental y acompañada por un cierto grado de placer o disgusto. La emoción a
menudo se entrelaza o compara con el estado de ánimo, el temperamento, la personalidad y la motivación. Sin embargo, expertos
como António Damásio aconsejan diferenciar las emociones de
los sentimientos; las primeras son las respuestas que ciertas regiones del cerebro transmiten a otras áreas del mismo o a partes
del cuerpo, mientras que los segundos son los estados mentales
que resultan de los estados emocionales. Así, para Damásio ambos son componentes de un proceso encadenado. Las emociones
son complejas, breves en duración y consisten en un conjunto
coordinado de respuestas que pueden incluir mecanismos verbales, fisiológicos, conductuales y neuronales. Por tanto, las emociones producen cambios físicos y psicológicos que influyen en
nuestro comportamiento.
El reconocimiento de las emociones humanas se remonta a las
culturas más antiguas que han dejado testimonios escritos, tanto en
Oriente como en Occidente, aunque según la psicóloga canadiense
Lisa Feldman Barrett antiguamente se hablaba de pasiones o sentimientos. En la Grecia clásica, Platón describía las pasiones como un
caballo que tira del alma humana en dirección contraria a la razón,
de manera que nos impiden pensar. Sin embargo, otros pensadores
como Aristóteles ya comenzaron a plantear una visión más positiva
según la cual las pasiones no forman una división separada y opuesta al intelecto, sino que encauzadas de la forma correcta son una
parte integral de nuestra experiencia vital. Varios siglos después,
el naturalista británico Charles Darwin desarrolló un gran interés
por el estudio de las emociones, tanto en el ser humano como en
los animales, principalmente aves y mamíferos. Dentro de su teo-
Los mecanismos emocionales y sociales del cerebro
1 73
ría sobre la evolución biológica, que postulaba la existencia de ancestros comunes para humanos y animales, Darwin indagó en
vínculo entre distintas especies en el terreno de las emociones y
sus expresiones, sobre todo faciales. Así, fue uno de los primeros
científicos en reconocer que los animales también experimentan
emociones, colisionando con las ideas de otros autores de su época para quienes los músculos de la cara respondían a un diseño
divino destinado a expresar algo exclusivamente humano. Darwin
pensaba que las expresiones faciales formaban parte del lenguaje
no verbal y que eran un medio para mostrar estados emocionales a
otros. Desde un punto de vista evolutivo, la capacidad de expresar
y detectar las emociones mirando los rostros de los demás tiene
una función o ... L,.U"'·"'-'- principal, acercarse o alejarse de otro
dividuo dependiendo de su estado mental. En aquella época, las
emociones eran concebidas como innatas y no tanto como asociadas a la cultura o el aprendizaje, un concepto que ha cambiado no
hace tanto tiempo.
Para la elaboración de su obra La expresión de las emociones
en el hombre y en los animales, Darwin mantuvo correspondencia
con misioneros, comerciantes y viajeros en todos los continentes,
a quienes enviaba un cuestionario con el fin de determinar si las
poblaciones humanas en distintos lugares del planeta manifestaban las emociones con expresiones faciales similares. Como consecuencia de estos estudios llegó a la conclusión de que tanto en
humanos como animales, en diferentes poblaciones y a cualquier
edad, las emociones se manifiestan mediante ciertos gestos comunes, lo que le llevó a proponer una universalidad de las expresiones
emocionales.
Este trabajo sería ampliado en el siglo xx por el psicólogo esta··
dounidense Paul Ekman, quien emprendió un trabajo exhaustivo
para definir los diferentes tipos de emociones en los humanos.
Su investigación consistió en estudiar 23 pueblos o culturas diferentes, de las cuales dos de ellas nunca habían tenido contacto
74 1
Los mecanismos emocionales y sociales del cerebro
>
o
DE
IÓN
Charles Darwin pensaba que existen emociones universales en distintas
culturas y especies, una idea innovadora en su época. Hacia 1870, el naturalista recibió unas fotografías del francés Guillaume-Benjamin-Amand
Duchenne, que mostraban gestos faciales provocados por estimulación
eléctrica. Duchenne creía que la cara poseía grupos de músculos específicos para al menos 60 emociones distintas. Darwin escribió: «No me
creo esto. Esto no es cierto». En su lugar, él pensaba que los músculos
faciales actuaban en conjunto para producir unas pocas emociones básicas. Para probarlo, seleccionó 11 de las imágenes de Duchenne y las
mostró a 20 personas. Estas solo reconocieron emociones básicas como
la alegría, la tristeza, el miedo y la sorpresa. Así, Darwin concluyó que solo
estas correspondían a emociones universales, mientras que el resto eran
simulaciones provocadas por el método de Duchen ne. Las ideas de Darwin
fueron confirmadas en el siglo xx.
- A la izquierda, una mujer con gesto desafiante; a la derecha, un perro gruñendo.
Imágenes como estas sirvieron a Darwin para indicar una analogía entre las
expresiones humanas y animales.
75
con el mundo civilizado. En su experimento, Ekman enseñó a individuos de una tribu aislada de Papúa Nueva Guinea una serie
de fotografías de rostros de personas
Las emociones
occidentales expresando diferentes
emociones como ira, miedo, alegría o
cambian la forma
tristeza. El resultado fue que aquellos
en que vemos el
pobladores remotos reconocían las exmundo y cómo
presiones faciales reflejadas en las fointerpretamos las
tos sin mayor problema. Asimismo, el
acciones de los
psicólogo fotografió a sujetos de aquedemás.
lla tribu escuchando relatos correePAUL EKMAN
bidos específicamente para provocar
expresiones faciales de distintas emociones, como por ejemplo la
reacción ante la muerte de un hijo, el reencuentro con un buen
amigo o el preludio de una pelea. Cuando aquellas imágenes se
presentaron a participantes occidentales, estos también reconocían las expresiones faciales y emociones de los nativos. La
conclusión de los estudios de Ekman confirmó lo que ya Darwin
había propuesto un siglo antes, y es que existen emociones detectables a nivel universal, innatas y no condicionadas por la cultura. En particular, estas investigaciones sirvieron a Ekman y su
equipo para proponer una lista de seis emociones básicas: alegría,
tristeza, ira, asco, miedo y sorpresa. Posteriormente, el psicólogo
Robert Plutchik modificó la clasificación de Ekman para crear la
rueda de las emociones (fig. 1), que agrupa ocho emociones primarias dos a dos según su base positiva o negativa: alegría versus
tristeza, ira frente a miedo, confianza versus aversión y sorpresa
frente a anticipación.
Estas emociones básicas pueden a su vez modificarse y combinarse para formar otras más complejas. Posteriores estudios
llevaron a Ekman a ampliar su modelo y agregar emociones
adicionales. Así, durante la década de 1990 añadió el desprecio
como una emoción universal, claramente visible en las caras de
76 1
Los mecanismos emocionales y sociales del cerebro
r FIG.1
A
Op"m;,m,
Amo,
Serenidad
V
Melancolía
R•monl;m;,,.,
º'"'"'"
La rueda de las emociones. Se compone de ocho emociones básicas con distintas
intensidades, que se combinan para dar lugar a ocho emociones avanzadas.
las personas, incluyendo además en su clasificación otras como
la diversión, la satisfacción, la vergüenza, el entusiasmo, la culpa,
el orgullo por un logro, el alivio, el bochorno, la complacencia o el
placer sensorial.
Los mecanismos descritos en capítulos anteriores explican cómo
se construyen las emociones complejas, pues a nivel neuronal, las
emociones también funcionan con los principios de Hebb sobre el
reforzamiento de sinapsis y la plasticidad de las conexiones. Si una
niña golpea inadvertidamente con su juguete a su hermano, este
percibirá primero el golpe, sentirá dolor, lo expresará con su rostro
y sus padres detectarán esa manifestación facial. Cuando en un futuro se repita una situación similar, la visión de alguien que expresa
Los mecanismos emocionales y sociales del cerebro
1 77
una mueca de dolor y el sonido que la acompaña dispararán en el
observador los programas motores faciales correspondientes, que a
su vez activarán los sentimientos internos previamente aprendidos
en relación a ese momento. Como ya explicamos, el aprendizaje vicario por observación hace que la visión de alguien que va a ser golpeado active nuestra corteza somatosensorial y emocional, y todo
ello es el resultado de la plasticidad sináptica que actúa durante
nuestras experiencias a lo largo de la vida.
Todo lo anterior resume a grandes rasgos el sistema emocional humano, que tiene carácter innato pero también se nutre del
aprendizaje. Sin embargo, ¿por qué tenemos reacciones emocionales tan fuertes ante una película, un espectáculo deportivo u otra
actividad? Y lo más importante, ¿cómo logramos conectarnos tan
profundamente con otras personas a través de la visión de las emociones? Estas preguntas se han ido respondiendo con los avances
en el conocimiento de la función cerebral gracias a los experimentos de neuroimagen, y en ello ha tenido un papel central el descubrimiento de las neuronas espejo, que están muy relacionadas
con la comprensión de las emociones ajenas y nuestra habilidad
para interpretar las intenciones y deseos de otras personas. Como
vamos a ver, en este sistema neuronal reside nuestra capacidad humana de empatizar.
ITACIÓN, EL CAMINO HACIA
EMPATÍA
Dentro del amplio repertorio de emociones que hemos enumerado, ¿cuáles de ellas podemos identificar si las observamos en
otros? Dado que las categorizamos basándonos en nuestra propia
experiencia, somos capaces de reconocer la mayoría de ellas. Este
es un aspecto crítico de la función de las emociones primarias y
complejas en la interacción con otras personas. Dicha interacción
implica mostrar conductas asociadas a las emociones, como llo-
78 1
Los mecanismos emocionales y sociales del cerebro
rar, sentir placer, deseo o atracción hacia alguien, o demostrar
culpa por una mala acción. Todas estas manifestaciones están
implicadas en la dinámica de los procesos sociales complejos, los
cuales definen el fuerte carácter comunitario de nuestra especie.
En la base de esta relación social
mediada por las emociones yace un me- Más que un lujo,
canismo fundamental, tratado ya ante- las emociones son
riormente, que es el de imitación. La una manera muy
tendencia a alinear nuestro comporta- inteligente de guiar a
miento con el de los demás durante las un organismo hacia
distintas interacciones sociales es algo ciertos fines.
natural en los humanos. Un ejemplo es
ANTÓNIO ÜAMÁSIO
la pertenencia a grupos, una tendencia
marcada especialmente en la adolescencia y que se muestra en multitud de conductas como la manera de hablar y expresarse, e incluso
en la vestimenta. Este caso pone de manifiesto cómo la imitación es
una de las autopistas hacia una buena interacción social, facilitando
las relaciones, aumentando la conectividad interpersonal, acercando a los individuos y fomentando el cuidado mutuo. En otras palabras, la imitación conduce hacia la empatía. Desde esta perspectiva,
los buenos imitadores sociales también deberían ser más hábiles a
la hora de reconocer las emociones de otras personas, lo cual llevará
a un mayor grado de empatía. Por tanto, debería existir una correlación entre la tendencia a imitar a los demás y la capacidad de empatizar con ellos.
Ciertos experimentos han apoyado esta hipótesis, corroborando además un mecanismo propuesto para el funcionamiento de la
imitación. En la década de 1990, el neurocientífico estadounidense Joseph LeDoux estudió las bases neuronales de las emociones,
sobre todo del miedo provocado por los estímulos nocivos en las
ratas. LeDoux propuso que existen dos rutas cerebrales diferentes
para la imitación: una más rápida y directa por la cual el observador copia los gestos, posturas, expresiones faciales y maneras
Los mecanismos emocionales y sociales del cerebro
1 79
de hablar de otros, y una segunda vía de alto nivel que conduce
procesamiento más complejo e implica formas sutiles de
imitación. En caso del miedo en las ratas, pero según LeDoux
también ocurre en los humanos, la ruta directa o baja envía directamente un estímulo visual desde los ojos al tálamo sensorial y
a la amígdala cerebral. Por otra parte, la vía lenta o alta transmite
información desde tálamo sensorial a la corteza visual en el
lóbulo occipital, donde pasa por un procesamiento cognitivo para
enviar una información más elaborada a la amígdala (fig. 2). Así,
según la idea de LeDoux, imitación y el mimetismo no son solo
procesos automáticos, sino que también operan a un nivel cognitivo superior más complejo.
En 1999, los psicólogos de la Universidad de Nueva York Tanya Chartrand y John Bargh llevaron a cabo tres experimentos para
1 F1G. 2
LENTA
ESTÍMULO
[Miedo)
ESTÍMULO
[Miedo)
Córtex
Córtex
Las dos vías del miedo. La rápida [izquierda) envía el estímulo visual al tálamo
sensorial y la amígdala. La lenta [derecha) pasa por la corteza cerebral.
80 1
Los mecanismos emocionales y sociales del cerebro
estudiar el comportamiento de imitación entre los individuos y su
correlación con la empatía. En el primero de ellos, se pidió a los
participantes que eligieran imágenes de un conjunto de fotografías. A los voluntarios se les había dicho que el motivo del estudio
era que los investigadores necesitaban algo de estas imágenes para
una prueba psicológica, y querían saber qué aspectos de las imágenes se consideraban más estimulantes. Sin embargo, el objetivo
real era otro. Mientras los sujetos elegían las imágenes, un aliado
del experimento estaba sentado en la misma habitación, fingiendo ser un participante que también estaba escogiendo las mejores
fotografías. Durante las sesiones, algunos aliados se frotaban deliberadamente la nariz, mientras que otros agitaban el pie. La conducta de los sujetos se grabó en vídeo para que su comportamiento
pudiera ser medido de manera objetiva por los investigadores. Los
resultados mostraron que los sujetos habían imitado involuntariamente el comportamiento del aliado con quien compartían habitación, ya fuera frotándose la nariz o agitando el pie. Esta observación de Chartrand y Bargh estaba en línea con la idea de que la
imitación es automática e involuntaria, un comportamiento que
los dos investigadores denominaron efecto camaleón.
En el segundo experimento los voluntarios fueron nuevamente
asignados a elegir imágenes, y también en este caso los aliados se
sentaron con ellos pretendiendo ser participantes en el estudio.
Se pidió entonces a ambos que se turnaran para describir lo que
veían en las fotos. Durante las sesiones, algunos de los aliados debían imitar posturas, movimientos y gestos de los sujetos, mientras que otros mantenían una actitud neutral. Al final se solicitó
a los participantes que completaran un cuestionario para valorar
cuánto les había gustado su compañero y cómo pensaban que
había funcionado aquella interacción. Curiosamente, los participantes que fueron imitados por sus aliados puntuaron más alta y
positiva la interacción que aquellos que no lo fueron. Este experimento demostró que la imitación y el agrado por otra persona
Los mecanismos emocionales y sociales del cerebro
1 81
tienden a ir juntos, y que cuando alguien nos está imitando y nos
hace formar parte de un grupo, tendemos a apreciarlo y empatizar más. Por último, en un tercer experimento Chartrand y Bargh
repitieron básicamente el esquema de imitación del primer ensayo, pero en este caso sometieron además a los participantes a un
cuestionario para medir su capacidad de empatía. Los resultados
confirmaron que aquellas personas con una mayor disposición
hacia la empatía eran más propensas al efecto camaleón. Gracias
al diseño del cuestionario, los dos investigadores pudieron concluir también que este tipo de empatía relacionada con la imitación requería un procesamiento cognitivo complejo para «ponerse en el lugar del otro».
En síntesis, estos estudios muestran que imitamos de forma natural y que simpatizamos más con una persona que copia nuestros
gestos o expresiones, probablemente porque durante la imitación
tendemos a sentir en nuestra piel lo mismo que el otro, lo cual fortalece el vínculo social. Esto explica no solo las conexiones profundas
que establecemos con otros, sino también por qué reaccionamos
con respuestas emocionales fuertes ante ciertas actividades que
nos interesan o nos resultan cercanas. La empatía es el precursor
de dichas experiencias emocionales intensas, capaz de crear lazos
sociales y vínculos entre las personas de una manera única. Y una
vez identificada esta capacidad y comprobado cómo actúa, es posible llegar a saber en qué regiones del cerebro se origina.
Cerebro y ernpatía
Las técnicas de neuroimagen permiten averiguar qué regiones cerebrales se activan cuando se realiza una tarea concreta. Una de
las más utilizadas es la imagen por resonancia magnética funcional, que mide el flujo sanguíneo en las distintas áreas del cerebro.
Dado que la actividad de las neuronas requiere un aporte de ener-
82 1
Los mecanismos emocionales y sociales del cerebro
gía por medio de la sangre, se asume que aquellas regiones del cerebro con una mayor corriente sanguínea en un momento
nado son las que están funcionando con más intensidad. En el caso
de la imitación y observación de las
emociones faciales, un estudio de ima- Uno de los retos
gen por resonancia magnética funcio- definitivos de la
nal reveló que la empatía es facilitada biología es entender
por una red neuronal compuesta por el procesamiento
las neuronas espejo, el sistema límbico cerebral de la
y otra región llamada ínsula. En esta emoción y la
red, las neuronas espejo se encargan de empatía.
la simulación de las expresiones faciaERIC KANDEL
les observadas en otros individuos, lo
que a su vez desencadenaría la actividad de las áreas límbicas, para
producir así en el observador la emoción que otras personas están
sintiendo. Pero desde un punto de vista neurobiológico, ¿para qué
sirve detectar las expresiones faciales o corporales de otra persona? Una utilidad que podría servir de ejemplo es la posibilidad de
evitar intoxicaciones alimentarias. Cuando una persona ve un gesto de desagrado en otra que ha probado algo de comida, automáticamente infiere que el alimento es malo y no debe consumirse.
De acuerdo con una explicación cognitiva, el procesamiento de la
expresión facial que se produce en las áreas corticales del cerebro
conduce a una representación de la emoción del asco, lo que lleva a
la determinación de no probar ese alimento.
Precisamente en la emoción del asco tiene un papel predominante la ínsula, una región del sistema espejo muy implicada también en comportamientos sociales con un componente afectivo
como el dolor o la exclusión. La ínsula o corteza insular se localiza
en una zona profunda de la superficie lateral del cerebro, dentro
del surco lateral (cisura de Silvio), que divide las cortezas temporal y parietal inferior. Aunque se ubica en la corteza cerebral, no
es visible en la cara externa porque se encuentra por debajo de
Los mecanismos emocionales y sociales del cerebro
1 83
opércula, una parte del lóbulo frontal, el parietal y el temporal que
se superpone y protege la ínsula (fig. 3). Esta estructura, y sobre
todo su porción anterior, está muy relacionada con el sistema límbico, en una ubicación muy adecuada para integrar información
recibida desde regiones como el tálamo, que canaliza señales sensoriales, y enviarla a otras zonas como la amígdala, implicada en
la respuesta emocional.
Así, la integración de información en la ínsula vincula la experiencia subjetiva emocional, como por ejemplo cuando disfrutamos observando un cuadro, y su representación en el organismo;
es decir, relaciona un estado mental emocional con una cascada
de eventos fisiológicos. António Damásio ha propuesto que esta
r FIG.3
La ínsula cerebral. En la figura se ha apartado la opércula para revelar esta
estructura de la corteza que se divide en dos zonas, anterior y posterior.
84 1
Los mecanismos emocionales y sociales del cerebro
región asocia estados primitivos emocionales con la sensación de
conciencia de una emoción o sentimiento, una forma de dar un sustrato biológico a la teoría de las emociones propuesta hace un siglo
por el psicólogo estadounidense William James. Este autor sugirió que los eventos emocionales originan una serie de respuestas
físicas, cuya interpretación o entendimiento a su vez da lugar a
la experiencia subjetiva emocional, los sentimientos. Las teorías
de James y Damásio explican la relación entre cuerpo y mente,
sobre todo cómo el organismo y su fisiología se modifican como
consecuencia de los estímulos emocionales. James solía decir que
cuando vemos un oso, la respuesta adecuada es correr, y es esta
reacción la que nos impulsa a sentir miedo. En otras palabras, según este modelo la reacción fisiológica ante el estímulo es la que
provoca la emoción: no lloro porque tengo pena, sino que tengo
pena porque lloro.
Los estudios neurocientíficos han demostrado que la ínsula desempeña un importante papel en la experiencia del dolor y de varias
emociones básicas como el amor, el odio, el miedo, el asco, la felicidad y la tristeza.
La división en dos zonas de la ínsula, la anterior y la posterior,
se corresponde con un reparto de funciones entre el sistema emocional y el sensoriomotor. Esta diferencia se revela en un estudio que controlaba de forma independiente dos variables de un
estímulo nocivo, la cantidad y la intensidad. Al incrementar la
cantidad de estímulo aumenta la respuesta emocional, aunque
la intensidad sea la misma y no afecte al componente sensorial.
Por el contrario, si la intensidad es mayor el mensaje sensorial
es más potente, mientras que el componente afectivo no se ve
alterado. Podemos pensar en una comida que nos disgusta: si la
cantidad es mayor se nos hará más duro terminarla (componente
emocional), al contrario de lo que sucederá si la ración es pequeña
aunque el sabor sea peor (componente sensorial). En el experimento, los investigadores aumentaban la cantidad de un estímulo
Los mecanismos emocionales y sociales del cerebro
1 85
>EL CIRCUITO DE LA EMPATÍA
Gracias al avance de las técnicas de neucoimagen , los científicos han podido
identificar las regiones cerebrales que se activan cuando empatizamos con
los demás. Al combinar esos resultados con los de otros métodos, la ciencia
empieza a determinar qué factores biológicos y ambientales refuerzan o
Reacción pri ma ria del
dolor ajeno
Imitaci ón de acciones y
emocion es de ot ros
Mentalización
lqué está pensando el otro]
Interpre tación de - - - -movimientos si mples
y expres iones oculares
de los otros
Reconocim iento de las
emociones y e l dolo r
LAAM ÍGOALA - -- -- - - - Las perso nas muy altrui s tas presentan
mayor actividad neurológica en la
am ígdala - centro cerebra l que procesa
tanto emociones aprendidas co mo
in natas, su inte nsidad y valor (positiva o
ne gativa ]- que, en s u caso, es de mayor
tamaño.
86
socavan nuestra capacidad de empatía. Conocer su circuito podría ayudar a
explicar por qué hay individuos que no tienen empatía, u otros que la tienen
en exceso, e incluso llegar a tratar trastornos clínicos caracterizados por
déficits de empatía, como el autismo o la psicopatía.
Reco nocimie nto
del tipo de dolor
Toma de decisiones,
perspectiva personal
ve rsus impe rsonal y
control mental
Cerebro normal
Co rteza prefrontal act iva
Cerebro homicida
Corteza prefrontal menos activa
LA CORTEZA PREFRONTAL
- - - - - - - - Análisis de reglas
socia les, recompensa
primaria y so cial
El escáner cerebral de un homicida !arriba, derechal
muestra una red ucción de la respuesta neuronal prefrontal
asociada a una mayor desi nhibi ción e impulsividad . Los
ca mbios de actividad en esta reg ión pueden alterar la
capacidad de empalizar.
Análi sis de las e mo cio nes faciales
Comprensión de las intenciones de los otros
CÓMO SE ACTIVA EL CIRCUITO
Biología
Psicología
Sociedad
Es posible que
ciertas variaciones
genéticas potenc ien
el reconocimiento de
expresiones faciales,
empatía o diversos
grado s de agresividad.
Un buen desarrollo infantil
con presencia de emociones
positivas puede modular
una persona genéticamente
carente de empatía hacia
una perso na atenta, sana
socialmente y no violenta.
El lloro de un amigo o el
gemido de dolor de un
perro pueden fácilmente
desencadenar procesos de
empatía. Consecuentemente,
se desea acabar con el
sufrimiento ajeno y propio.
87
doloroso sin alterar la intensidad. Los resultados mostraron que
esta condición inducía una mayor actividad en el área cingulada,
relacionada con la ínsula anterior e implicada en el componente
afectivo, sin llegar a cambiar la actividad en la corteza somatosensorial primaria, conectada con la ínsula posterior y relacionada
con el componente sensorial del dolor. Lo contrario ocurría cuando se aumentaba la intensidad de la estimulación dolorosa: en
este caso se activaban las áreas sensoriales y la ínsula posterior.
Estos experimentos permitieron definir un modelo del dolor formado por dos componentes diferentes, el afectivo y el sensorial,
que permite a los investigadores delimitar de manera precisa en
qué momento se disparan las neuronas del dolor afectivo, en comparación con las que perciben el estímulo de una manera sensorial más primaria.
Para acercarnos un poco más a la función de la ínsula en la empatía, debemos saber que esta región cerebral es en gran medida
responsable de la interpretación del cómo de una acción. Anteriormente hemos visto que algunas áreas del circuito espejo, como
la región parietal y la premotora, están predispuestas a comprender el qué y el porqué de una acción. Por ejemplo, si durante un
almuerzo pedimos a otro comensal que nos acerque el salero, este
puede hacerlo de forma educada con un movimiento suave y lento, o bien de modo enérgico y agresivo. El resultado es el mismo,
según interpretarán las regiones espejo que analizan el qué y el
porqué de la acción de acercarnos el salero. Sin embargo, la ínsula diferenciará entre ambas situaciones, ya que está implicada en
reconocer la dinámica concreta de la acción, lo que en inglés se
conoce como vitality form. Esta dinámica afecta a la comprensión
de la relación cognitiva y emocional entre el sujeto que genera una
acción y el que la recibe. Es por esto por lo que el modo o el cómo
se realiza una acción va a ser clave para obtener mayor información sobre el estado mental de la otra persona o sobre sus intenciones hacia nosotros.
88 1
Los mecanismos emocionales y sociales del cerebro
Esta función de la ínsula queda reflejada en un estudio elaborado en 2016 por Giacomo Rizzolatti y sus colaboradores. Los investigadores presentaron a un grupo de sujetos una serie de vídeos de
acciones ejecutadas de forma educada, grosera o neutral. Los participantes observaban los vídeos dentro de un equipo de imagen
por resonancia magnética funcional, y se les instruyó para que se
fijaran alternativamente en dos aspectos (fig. 4): en el primer caso,
debían focalizarse en el objetivo de la acción (qué); en el segundo,
tenían que considerar la vitality form (cómo se ejecutaba tal acción). En ambas condiciones se producían activaciones cerebrales
en el circuito de observación/ejecución de la acción. Sin embargo,
solo en la segunda condición de cómo se inducía actividad en la
ínsula, en particular en la región dorsocentral derecha. El estudio
llevó a Rizzolatti y sus colaboradores a concluir que la ínsula puede
ser una región crucial para comprender la intención con la que se
realiza una acción. Y como vamos a ver, esta función convierte a la
ínsula en una estructura esencial del circuito espejo para la construcción de la empatía como vínculo social.
LA EMPATÍA CO O PROCESO EMOCIONAL Y SOCIAL
La empatía y los procesos de interacción social están íntimamente relacionados y son estrechamente dependientes del sistema de
neuronas espejo. Sin embargo, para comprender cómo funciona la
empatía y cuál es su papel en las relaciones sociales, no hay que
confundir empatía con otros conceptos similares como la simpatía, la compasión o el altruismo. La empatía es tanto cognitiva
como emocional, y se produce cuando la observación o la imaginación de estados afectivos en los demás induce estados emocionales compartidos en el observador. Por tanto, la empatía no es
lo mismo que el contagio o la imitación emocional, procesos en
los que se comparte una experiencia pero no se llega a sentir la
Los mecanismos emocionales y sociales del cerebro
1 89
r FIG.4
0
0 CURVAS DE VELOCIDAD
[fil TRAYECTORIAS
22
1,2
21
20
19
18
17
16
15
14
13
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25
30
Grosero
35 40 45 50
Espacio X (cm)
Amable
55 60
~ Neutral
Velocidad versus vitalidad
Activación de la ínsula por el cómo de una acción. Los sujetos ven un vídeo en el que
se ejecuta una acción (A y B) de tres modos posibles, rudo (más rápido, C, y con gesto
más amplio, O), amable o neutral. La visión del cómo de la acción activa la ínsula
(en negro), mientras que la visión del qué activa otras áreas [en blanco).
90 1
Los mecanismos emocionales y sociales del cerebro
emoción del otro. Por ejemplo, el contacto con un amigo en una
situación problemática puede inducirnos un contagio emocional que nos provoque una angustia personal y una respuesta de
aversión, desde un punto de vista egocéntrico que nos impulsa a proteger- Sin empatía no
nos de las emociones negativas. Por seríamos capaces de
el contrario, el sufrimiento de otros navegar en nuestro
puede suscitarnos una simpatía o una mundo social.
compasión que nos dispare una resMARC BEKOFF
puesta vicaria hacia un sentimiento
de preocupación, lo cual quizá nos mueva a intentar aliviar ese
sufrimiento. En este caso existe un comportamiento altruista de
cuidado y apoyo, pero esto no implica necesariamente que compartamos los mismos sentimientos. Por tanto y a la hora de emprender estudios neuropsicológicos sobre el funcionamiento de
la empatía, es crucial disponer de un sistema modelo basado en la
emoción adecuada que permita provocar de forma fácil y precisa
la respuesta empática deseada. Curiosamente, la solución óptima
se ha encontrado en la investigación del asco, que se ha convertido en la emoción más estudiada en estos últimos años. Desde que
Ekman describió las emociones primarias, el asco siempre se ha
considerado el más sencillo de estudiar, ya que es fácil provocarlo
por distintos estímulos a través de diferentes vías sensoriales, lo
que facilita su investigación como desencadenante de la empatía
y permite la localización de las regiones cerebrales implicadas mediante técnicas de neuroimagen. En experimentos de imagen por
resonancia magnética funcional se ha expuesto a los participantes
a olores desagradables, al tiempo que se les mostraban vídeos de
individuos con una expresión facial de asco. Así pudo comprobarse que la exposición a olores desagradables activa específicamente
la ínsula anterior y el cíngulo anterior, regiones que como hemos
visto forman parte del circuito emocional. Pero, además, estos experimentos han demostrado la implicación de la ínsula anterior
Los mecanismos emocionales y sociales del cerebro
1 91
en empatía, ya que la observación de expresión facial de asco
activa el mismo sector de esta estructura cerebral. Otros experimentos han revelado también la activación de la ínsula anterior
durante observación e imitación de las expresiones faciales de
otras emociones primarias. Tomados en conjunto, estos estudios
claramente que la ínsula contiene un grupo neuronal
que se activa no solo cuando un individuo experimenta directamente una emoción, sino también cuando esta emoción se desencadena por la observación de la expresión facial de otras personas.
Lo anterior establece implicación de la ínsula en el sistema
espejo que se activa en la empatía, pero otros experimentos han
tratado de determinar hasta qué punto dicha región cerebral es
esencial para esta respuesta emocional y social; o dicho de otro
modo, en qué medida la ínsula es la causa directa de la empatía, al
menos para la emoción del asco. Es oportuno destacar que los estudios de imagen por resonancia magnética funcional en humanos
muestran qué áreas del cerebro están activas durante una tarea o
una experiencia, pero en estos casos es difícil saber si la relación
inversa también se cumple; es decir, si activando una zona cerebral
concreta se puede provocar una respuesta, por ejemplo, una emoción. Para ello suele recurrirse a los estudios en modelos animales.
En esta línea, un equipo de investigadores aplicó una estimulación
eléctrica a la ínsula de los monos para determinar si la activación
directa de esta región puede producir comportamientos emocionales o sociales específicos, y para saber exactamente qué partes de
esta estructura son responsables de dichos comportamientos. Los
resultados mostraron que la estimulación de partes específicas de
la ínsula provocaba dos comportamientos emocionales, uno básico
(asco) y otro social (filiación). Así, el experimento demostró que la
ínsula controla los procesos de empatía y que un estímulo exógeno
sobre esta región cerebral puede modificarlos.
Pero naturalmente, no solo podemos empatizar a través del
asco. Según hemos visto, otro de los procesos emocionales que ha
92 1
Los mecanismos emocionales y sociales del cerebro
atraído la atención de los investigadores es el dolor, y también en
este caso la existencia de la empatía es evidente: cuando observamos a alguien que sufre un dolor físico, podemos rápidamente
sentirlo sobre nosotros mismos. Este dolor vicario (provocado por
la observación de otra persona que lo padece) puede originar una
empatía caracterizada por la comprensión de su estado emocional
y de estados correspondientes al yo que permanecen conceptualmente separados del sufrimiento personal. Por tanto, empatizar
con el dolor observado en otros individuos puede tener efectos
comparables con el dolor experimentado en el propio cuerpo. Al
igual que sucede con el asco, también este proceso de observación
y empatía del dolor se basa en el sistema de las neuronas espejo.
En concreto, en este caso la contemplación pasiva del dolor activa
neuronas espejo que corresponden a los músculos implicados en
el dolor activo (fig. 5).
La actividad se centra sobre todo en la circunvolución frontal
inferior y el lóbulo parietal inferior, dos regiones cuyas neuronas
espejo permanecen inactivas en la experiencia normal del dolor físico propio. La red neuronal implicada contiene información sensorial y afectiva que hemos aprendido a través de nuestra propia
experiencia del dolor y que utilizamos para evaluar el sufrimiento
de otros, lo que facilita la empatía. En el proceso interviene además otra estructura cerebral: como hemos señalado en párrafos
anteriores, la corteza cingulada, conectada con la ínsula anterior,
está involucrada en el procesamiento afectivo del dolor propio,
pero también participa en el vicario. Los estudios sugieren que
el componente emocional representado por la actividad de estas
neuronas procesa el concepto del dolor observado como algo desagradable, lo que facilita el discernimiento del estado afectivo del
individuo que está sufriendo. Como consecuencia, a mayor actividad en la corteza cingulada, aumenta el grado de comprensión y
por tanto la empatía durante la observación del dolor corporal y sus
expresiones faciales.
Los mecanismos emocionales y sociales del cerebro
1 93
r FIG. 5
Áreas cerebrales que se activan en niños cuando ven una imagen de una persona
con dolor en un estudio con resonancia magnética funcional. De acuerdo con
los estudios de neuroimagen sobre la empatía del dolor, la percepción de dolor
en niños se asoció con una mayor actividad hemodinámica en los circuitos
neuronales implicados en el procesamiento de la experiencia de dolor de primera
mano, incluyendo la ínsula, la corteza somatosensorial, la corteza cingulada
anterior (ACCl, el gris periacueductal (PAG) y el área motora suplementaria (SMA).
94 1
Los mecanismos emocionales y sociales del cerebro
Por supuesto, no solo las emociones negativas concurren en la
función social de la empatía. La risa, una de las expresiones emocionales más presentes en nuestra interacción social cotidiana, también se detecta en otros y se refleja en uno mismo como una sensación agradable que apoya los procesos de empatía positivos. Sin
embargo, su estudio puede ser más complicado al tratarse de algo
característicamente humano, aunque no de forma exclusiva; algunos animales tienen manifestaciones similares a la risa.
Para estudiar el proceso típicamente humano, los investigadores han aprovechado la circunstancia de que ciertos pacientes llevan electrodos implantados en el cerebro para controlar trastornos
como la epilepsia. A través de estos electrodos no solo es posible
estimular eléctricamente regiones concretas del cerebro, sino además registrar la actividad electrofisiológica de las neuronas cuando al paciente se le presenta un estímulo de otro tipo, por ejemplo
visual. Gracias a estos estudios se ha podido indagar en el sustrato
neuronal responsable del contagio de la risa y la empatía. Así, se ha
descubierto que la estimulación eléctrica de la corteza cingulada
anterior provoca en los pacientes una expresión facial sonriente,
revelando que esta zona
cerebro está involucrada en la producción del gesto. Pero por otra parte, cuando se presentan al paciente
vídeos de personas riendo, llorando o con gesto neutral y se registra su función neuronal mediante los electrodos, se observa que
la corteza cingulada también responde a modo de espejo con un
aumento de actividad, únicamente con las imágenes de individuos
riendo. Estos hallazgos indican que tanto la producción de sonrisas
como el reconocimiento de las mismas están codificados en la corteza cingulada, respaldando aún más papel de esta región en los
procesos de empatía y en la cognición social.
En resumen, la empatía como proceso social se basa en nuestra capacidad de dar sentido a acciones, emociones y sensaciones
de los demás gracias a una simulación interna que activa nuestra propia representación interna de los estados de otra persona.
Los mecanismos emocionales y sociales del cerebro
1 95
Dichas representaciones están asociadas con estímulos sociales o
emocionales de una manera tan fuerte que parece como si estuviéramos involucrados en una acción o en un contexto similares,
hasta tal punto que llegamos a experimentar emociones o sensaciones semejantes. El hecho de que una misma región cerebral se
active durante las emociones propias y actúe como espejo con las
ajenas sugiere que tal vez exista un mecanismo más antiguo en
la evolución, que ha permitido tanto comprender la experiencia
directa como el mundo interno de otros individuos. Pero aunque
generalmente cuando hablarnos de ernpatía pensamos en la aplicación de este tipo de comprensión a las emociones de otras personas, existe otro caso que también está muy presente en nuestras vidas y que comparte los mecanismos de la empatía a través
de las neuronas espejo: se trata de la emoción estética.
La emoción estética
A menudo nos emocionamos contemplando una obra de arte, una
película u otro tipo de manifestación artística, de manera que nos
parece compartir los sentimientos del artista o de los personajes.
Pero ¿por qué la experiencia estética nos suscita empatía? El neurocientífico italiano Vittorio Gallese ha explorado esta corriente
de investigación llamada neuroestética, que estudia los mecanismos neuronales responsables del poder empatizante de imágenes
cargadas de elementos artísticos, ya sean positivos o negativos.
Por supuesto, no todas las obras de arte tienen la misma capacidad
de provocar empatía, ni todas las personas tienen la misma predisposición o sensibilidad a diferentes estilos o manifestaciones
artísticas. Pero en la empatía reside la clave de la emoción estética, ya que el observador experimenta un sentido de participación
o implicación de su propio cuerpo en la obra de arte. De hecho,
la contemplación produce un cambio detectable en las respues-
96 1
Los mecanismos emocionales y sociales del cerebro
>
La implicación de las neuronas espejo en la empatía de la emoción estética se
revela en experimentos como el que en 2011 llevaron a cabo expertos en neurociencia y arte de la Universidad de Columbia [Nueva York). Los investigadores mostraron a un grupo de voluntarios una imagen del fresco Expulsión de
Adán y Eva del Paraíso, pintado por Miguel Ángel en el techo de la Capilla Sixtina. La obra muestra a un ángel amenazando con una espada a Adán, quien
se protege del ataque extendiendo el brazo y flexionando la muñeca. Utilizando la técnica de estimulación magnética transcraneal, los científicos midieron la respuesta de las neuronas de la corteza motora responsables del movimiento de la muñeca cuando los sujetos miraban la pintura, en comparación
con la visión de imágenes de otras obras de arte o con un estado de relajación
como condición de control. Los resultados mostraron que la contemplación
de la muñeca de Adán induce la activación de las neuronas destinadas a
producir el mismo movimiento del personaje, lo que revela la intervención
del sistema espejo que empatiza con la escena representada en la obra.
2,0
Descanso
6 segum:ios
Descanso
Observación
de la pintura
- A la izquierda, secuencia de la tarea cognitiva en la que la persona no veía nada
[descanso; condición control para comparar con la condición de interés) o veía obras
de arte. Simultáneamente, recibían pulsos magnéticos sobre su cerebro [área motora)
para ver los cambios neurofisiológicos asociados a lo que observan en cada condición.
97
tas fisiológicas que es coherente con lo que un cuadro y su artista
han querido transmitir. Así, estos cambios fisiológicos revelan las
emociones internas de la obra en cuestión, y por ello las mejores
obras son aquellas que más fácilmente logran impactar sobre la empatía de
Las neuronas espejo
ofrecen la posibilidad los observadores.
Un ejemplo propuesto por Gallese
de entender mejor
la relación entre la
es el de las esculturas de los Esclavos
de Miguel Ángel, figuras que parecen
percepción del arte
querer escapar de la roca. La visión de
y las emociones que
provoca.
esta obra, dice el neurocientífico, inV1noR10 GALLESE
duce en el observador una activación
de los mismos músculos que los personajes representados tratan de emplear para liberarse de los bloques.
Otro caso citado por el investigador es el cuadro de Caravaggio
La incredulidad de santo Tomás, que representa a este personaje tocando las heridas en el cuerpo de Jesucristo. La clave de la
obra reside en este gesto y en la sensación de tacto que transmite,
lo que activa de manera automática en nuestro cerebro una red
cortical de áreas que normalmente están involucradas en la experiencia real de ser tocado. Esta es la simulación de una experiencia estética que logra alcanzar la empatía a través del tacto. Pero
Gallese afirma que no solo las obras figurativas pueden suscitar
esta reacción empática que invita al movimiento: en los cuadros
abstractos de Jackson Pollock o en los lienzos cortados de Lucio
Fontana el observador puede empatizar con los gestos que el artista ha utilizado para pintar los trazos o rajar la tela.
Junto con los hallazgos empíricos revisados en apartados anteriores, sobre todo focalizados en tareas motoras y cognitivas, los
datos sobre las experiencias estéticas emocionales apoyan también
la existencia del sistema de neuronas espejo. El hilo común es que
el cerebro humano no está constituido por dos centros diferentes,
uno para comprender y otro para actuar, sino que estos mecanis-
98
1
Los mecanismos emocionales y sociales del cerebro
mos están altamente conectados. En el caso de la observación de
una acción, hay una comprensión inmediata de
que la acción
significa debido a que el sistema implicado en esta comprensión
es el mismo que usamos para realizar la acción. Del mismo modo,
también en emoción estética nos identificamos con los gestos,
movimientos e intenciones de otros, en este caso los que el artista
ha querido transmitir.
Sin embargo, y del mismo modo que no todos mostramos las
mismas respuestas empáticas ante las obras de arte, tampoco todas las personas son igualmente susceptibles a la empatía en general. En particular, existen condiciones patológicas en las cuales la
empatía se encuentra específicamente alterada. Como veremos en
el capítulo siguiente, el estudio de estos trastornos no solo es una
fuente de conocimiento sobre funcionamiento y las bases biológicas de empatía, sino que al mismo tiempo la comprensión de
esta capacidad puede ayudar también a entender mejor los propios
síndromes de cara a mejorar su enfoque clínico.
Los mecanismos emocionales y sociales del cerebro
99
LOS SISTEMAS ESPEJO
EN EL FUTURO
El descubrimiento de las neuronas espejo
aporta cambios radicales en el ámbito
de la investigación. La comprensión
del funcionamiento de estas células
cerebrales posibilitará grandes avances
en el desarrollo de nuevas terapias
para el tratamiento de enfermedades
neuronales, como el autismo y la afasia,
y será de gran utilidad para el diseño de
sistemas de inteligencia artificial, capaces
de empatizar con las personas y entender
sus intenciones.
as neuronas espejo han supuesto una revolución en el ámbito de
la ciencia, en la medida en que nos han ayudado a comprender
de una manera más clara y profunda los procesos neuronales que
subyacen tras los actos y conductas de ciertos animales y del propio ser humano. La importancia de su descubrimiento radica en
el hecho de que nos ha permitido reformular algunas teorías sobre el funcionamiento y la organización del cerebro. Ahora sabemos más sobre este órgano tan complejo y contamos con mejores
instrumentos para descifrar el rico y variado mosaico de funciones
que en él se llevan a cabo.
Los avances en la comprensión de los sistemas neuronales espejo también tienen consecuencias prácticas, con aplicaciones en
nuestra vida cotidiana. Uno de los terrenos en los que el estudio de
estas neuronas tendrá más incidencia es el clínico. La neurociencia clínica basa su labor en la búsqueda de funciones cerebrales
para mejorar la calidad de vida de personas con enfermedades. Y,
en este sentido, ya existen equipos de investigadores de distintas
partes del mundo que intentan aprovechar nuestros conocimien-
L
Los sistemas espejo en el futuro
1 103
tos en neuronas espejo para aplicarlos al tratamiento de patologías
como el autismo y para la rehabilitación de pacientes afectados por
lesiones cerebrales.
Otra de las aplicaciones clínicas de las neuronas espejo está relacionada con el diagnóstico. En los últimos años, se ha estado experimentando con sistemas artificiales programados con algoritmos
basados en modelos de empatía capaces de identificar las enfermedades de individuos que asisten a consulta, para derivarlos a los
distintos especialistas.
Ahora bien, los sistemas espejo también sirven de modelo a
desarrollos informáticos con aplicaciones que trascienden la medicina. Así, por ejemplo, algunas empresas ofrecen programas de
reconocimiento de emociones mediante las expresiones del rostro
y la voz que se utilizan en ámbitos tan distintos como los de los
estudios de marketing, las encuestas políticas y la seguridad de vehículos automotores.
Investigaciones de este tipo nos sitúan de lleno en el terreno de
la inteligencia artificial, donde las neuronas espejo están llamadas a
desempeñar un papel esencial. De hecho, el funcionamiento de estas
células nerviosas se está utilizando como modelo para diseñar máquinas capaces de aprender mediante la imitación y de mostrar comportamientos análogos a la empatía. En el horizonte, se vislumbra
la posibilidad de crear robots con una inteligencia cada vez más humana, capaces de adquirir conocimiento de una manera semejante
a como lo hacemos nosotros y de comprender nuestros sentimientos
y emociones. La posibilidad de producir máquinas capaces de pensar como los seres humanos parece para muchos de nosotros todavía
propia de la ciencia ficción, pero lo cierto es que ya se han dado pasos
importantes para crear inteligencias artificiales inspiradas en ciertos
procesos cerebrales, en los que las neuronas espejo poseen una importancia fundamental.
La huella de las neuronas espejo está presente en ámbitos de
la ciencia y la tecnología muy distintos. Ello es una prueba de la
104 1
Los sistemas espejo en el futuro
importancia del descubrimiento realizado por el equipo de Giacomo Rizzolatti que ha abierto la puerta a un buen número de
líneas de investigación, cuya trascendencia apenas comenzamos
a vislumbrar.
LAS NEURONAS ESPEJO Y
CONTRA EL AUTISMO
LUCHA
Probablemente, la medicina es el campo en el que las investigaciones con neuronas espejo comienzan a dar frutos de manera más
clara. Pese a su carácter azaroso, el descubrimiento de estas neuronas ha permitido iluminar nuevas interpretaciones de la conducta
humana. Además, estas se han visto reforzadas por estudios de pacientes con lesiones cerebrales, análisis de comportamiento y pruebas realizadas con técnicas de neuroimagen, que han hecho posible
establecer la relación entre el cerebro y la conducta de manera más
precisa. Todo ello pone a nuestra disposición nuevas herramientas
clínicas susceptibles de combatir patologías del cerebro cuyo origen se encuentra en las regiones del cerebro en las que se asientan
las neuronas espejo.
estudio del autismo y de las posibles terapias para combatirlo se ha beneficiado particularmente de nuestro conocimiento de las neuronas espejo. De hecho, algunos investigadores han
relacionado esta patología con una disfunción en dichas células
cerebrales y, a partir de ahí, han comenzado a trabajar en diversos
métodos para tratarla.
Descubierto en la década de 1940, el autismo es un desorden del
desarrollo que comienza en la niñez y que se prolonga a lo largo de
toda la vida, con consecuencias en el comportamiento, el aprendizaje y las relaciones interpersonales. Sus principales síntomas son
el aislamiento social, la pobreza en las habilidades lingüísticas y
la falta de contacto ocular. Otros rasgos que distinguen los com-
Los sistemas espejo en el futuro
1 105
portamientos autistas son la tendencia a interpretar las palabras de
forma literal -lo que impide la comprensión de las metáforas- y
las dificultades para imitar las acciones de otras personas. Y, aunque puedan experimentar emociones
como el miedo, la rabia y el placer,
Algunas carencias
quienes padecen este desorden tienen
funcionales propias
como denominador común una carende los trastornos
del espectro
cia de habilidades sociales, entre ellas,
la capacidad de experimentar empatía.
autista tienen una
Desde que se identificó el autismo
contraparte clara
en las funciones del
en la década de 1940, los investigadores
han centrado sus esfuerzos en determisistema espejo.
nar sus causas. En la actualidad, sabeLUIGI CATTANEO
y GiACOMO RIZZOLATTI
mos que la propensión a padecer autismo tiene un componente hereditario,
si bien es posible que esta también pueda verse condicionada por
factores de riesgo ambientales.
Tras el descubrimiento de las neuronas espejo, un equipo de
investigadores de la Universidad de California dirigido por Vilayanur S. Ramachandran, centró sus esfuerzos, a partir de finales
de la década de 1990, en determinar la existencia de vínculos entre estas células y el autismo. El interés de los científicos partía
del siguiente razonamiento: dado que las neuronas espejo intervienen en los procesos neuronales que posibilitan la empatía y la
capacidad de interpretar intenciones complejas, quizás algunos
de los síntomas del autismo podrían tener su origen en una disfunción del sistema espejo del cerebro.
Para comprobar si sus conjeturas eran ciertas, Ramachandran y
sus colaboradores debían estudiar la actividad neuronal de niños
autistas, pero sin utilizar métodos invasivos como la implantación
de electrodos en el cerebro. Por este motivo, decidieron recurrir a
técnicas de encefalografía para registrar las ondas cerebrales y, en
concreto, el ritmo mu -es decir, los patrones de actividad eléctrica
106 1
Los sistemas espejo en el futuro
>
UY
Tal como lo define el neurólogo italiano Marco lacoboni, el ritmo mu es la actividad eléctrica oscilante
que se registra en las zonas
motoras centrales del cerebro. Se trata de unos patrones de actividad eléctrica
en la que se ve implicado
un importante número de
neuronas. Comenzó a estudiarse en la década de -vista del hemisferio izquierdo del cerebro con el
1930, cuando se le otorgó
área en la que se registra la actividad del ritmo
mu.
el nombre de ritmo wícket.
Sin embargo, no fue hasta
dos decenios más tarde, cuando el neurólogo francés Henri Gastaut lo
describió de manera de manera detallada. El ritmo mu puede medirse
mediante técnicas de electroencefalografía, electrocortigrafía y magnetoencefalografía, y se manifiesta en el córtex motor, en una banda que se
prolonga de oreja a oreja, por la parte superior del encéfalo. Se detecta en
las personas a partir de los cuatro meses de edad con una frecuencia que
alcanza los 5,4 hercios. Se va incrementando a lo largo del crecimiento
del individuo, de manera que, en la edad adulta, oscila entre los 8 y los
13 hercios, aunque sus patrones de actividad son más acentuados cuando
el cuerpo está en reposo. Por el contrario, dicho ritmo se inhibe cuando la
. persona efectúa, observa o tiene la intención de llevar a cabo una acción
motora. Este comportamiento ha llevado a algunos investigadores, entre
los que se cuenta Vilayanur S. Ramachandran, a sugerir que las neuronas espejo intervienen en la inhibición del ritmo mu, si bien este extremo
sigue siendo objeto de debate.
107
producidos en el área del cerebro que controla los movimientos voluntarios- de los infantes.
Los investigadores en neurociencia han podido comprobar que,
cuando un sujeto realiza ciertos movimientos corporales voluntarios, el ritmo mu se inhibe o se reduce (para utilizar la terminología
de los neurólogos). Esto sucede, por ejemplo, cuando un individuo
abre o cierra una de sus manos. Por tanto, existe una correlación
inversa entre el ritmo mu y la actividad de las áreas motoras del
cerebro. Ahora bien, resulta interesante constatar que el ritmo mu
no solo se inhibe cuando una persona realiza un movimiento, sino
también cuando observa los movimientos de otros individuos.
Esta relación de simetría inversa entre el comportamiento del ritmo mu y el de las neuronas espejo llevó al equipo de Ramachandran a considerar que el registro de aquel permitiría conocer la
actividad de estas.
En una primera fase, Ramachandran y sus colaboradores centraron sus investigaciones en un niño autista sin disfunciones cognitivas severas, con unos resultados que demostraban que sus suposiciones iniciales eran correctas: cuando el infante realizaba un
movimiento voluntario simple, el ritmo mu se inhibía, cosa que no
sucedía cuando observaba en un vídeo a alguna otra persona realizar el mismo movimiento (fig. 1). Este hecho llevó a los investigadores a concluir que el sistema encargado de dirigir las funciones
motoras del niño estaba sano, pero que, en cambio, el sistema neuronal espejo presentaba anomalías. Para decirlo con las palabras de
Ramachandran, «las neuronas espejo estaban rotas».
Posteriormente, los investigadores ampliaron sus investigaciones a un grupo de diez pacientes, tomando en cuenta variables
como el sexo y la edad. Los resultados refrendaron el estudio inicial: tal como se preveía, el ritmo mu de los sujetos con autismo
se inhibió cuando estos movían sus propias manos, pero no se vio
reducido cuando ellos observaban a otras personas efectuar la misma acción.
108 1
Los sistemas espejo en el futuro
F1G. 1 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - .
REALIZACIÓN DE UNA ACCIÓN
Las neuronas motoras se activan cuando una
persona realiza un movimiento muscular.
Los investigadores pidieron a los sujetos que
abrieran y cerraran su mano derecha. Tal como
se esperaba, tanto en los niños con autismo como
en los sujetos de control, estos movimientos
inhibieron la amplitud del ritmo mu.
Antes del
movimiento muscular
Abriern:lo y
cerrando la mano
Después del
movimiento muscular
30
20
40
50
frecuencia de las omlas cerebrales (hercios)
SIMULACIÓN DE UNA ACCIÓN
Las neuronas espejo en el córtex premotor
también se activan cuando una persona observa
a otra realizar una acción. Los investigadores
realizaron electroencefalogramas de la actividad
cerebral mientras los sujetos observaban el vídeo
de una mano abriéndose y cerrándose. El ritmo
mu de los sujetos de control [línea oscura) se
inhibía, cosa que no sucedió con el ritmo mu de
los niños con autismo [línea clara).
- - Niños con autismo
t
'\/ideo de una mano
abriémlose
cerrándose
Sujetos de control
o
30
40
50
20
Frecuencia de las ondas cerebrales {hercios)
\
Experimento para comprobar la inhibición del ritmo mu durante la realización
de una acción y la observación de la misma acción realizada por otro, en niños
autistas y sin el trastorno.
Los sistemas espejo en el futuro
109
Hacia un posible tratamiento de los trastornos autistas
El descubrimiento de las posibles causas de las conductas autistas
reviste una gran importancia. Sin embargo, para los pacientes y sus
familiares, la preocupación fundamental es otra y radica enlamanera de cómo los avances en la investigación puedan ser trasladados a la práctica clínica. La cuestión fundamental puede formularse de la siguiente manera: ¿es posible reparar de alguna manera un
sistema de neuronas espejo roto? Es importante responder a esta
pregunta y lograr que los pasos de gigante que los neurocientíficos
están dando para comprender los procesos que provocan el autismo trasciendan el ámbito de la ciencia efectiva y tengan un impacto efectivo sobre la vida de las personas.
De entrada, tal como el propio Ramachandran ha indicado en alguna ocasión, nuestros conocimientos sobre los vínculos entre las
neuronas espejo y el autismo pueden ser utilizados con finalidades
diagnósticas. Los médicos pueden basarse en la falta de inhibición
del ritmo mu al momento de observar acciones para determinar la
presencia de trastornos autistas en etapas muy tempranas de la infancia, hecho que permitiría anticipar la aplicación de las terapias
de la conducta para combatirlos. En la medida en que las terapias de
dicho tipo son menos efectivas cuando se manifiestan los principales síntomas del autismo -generalmente entre los dos y los cuatro
años de edad-, un diagnóstico temprano permitiría mejorar de
forma significativa el tratamiento de la patología e incrementar las
posibilidades de revertirla. Ahora bien, se puede ir más allá e intentar aplicar los avances en el conocimiento de los sistemas neuronales espejo no solo al diagnóstico del autismo, sino a su tratamiento,
como ha hecho el equipo encabezado por el neurólogo indoestadounidense.
En su búsqueda de técnicas para tratar los trastornos autistas, Ramachandran y sus colaboradores recurrieron a una variante de la llamada terapia del espejo, inventada en la década de 1990 por el propio
11 O
I Los sistemas espejo en el futuro
>
DE
N
Investigador riguroso y, al mismo tiempo, autor de exitosos
libros de divulgación científica,
Vilayanur S. Ramachandran ha
destacado como uno de los más
importantes neurocientíficos de
nuestro tiempo. Nació en Tamil
Nadu, India, en 1950. Hijo de un
ingeniero y diplomático, pasó
gran parte de su juventud en
el extranjero. Estudió medicina
en el Stanley Medical College
de Madrás para después doctorarse en el Trinity College de
-Vilayanur S. Ramachandran fotografiado
Cambridge. En 1983, comenzó
en 2012.
a impartir clases en la Universidad de California en San Diego, institución de la que aún es profesor.
Interesado inicialmente en la percepción visual, se valió de métodos psicofísicos que le permitían inferir los procesos cerebrales que subyacen
tras el procesamiento de los estímulos de la vista. A partir de la década
de 1990, se centró en el estudio de trastornos neurológicos como el desorden de integridad de la identidad corporal o el síndrome del miembro
fantasma. De hecho, se le considera el inventor de la caja del espejo,
utilizada originalmente en terapias para aliviar el malestar asociado al
citado síndrome, aunque también se ha usado en tratamientos para trastornos como el autismo. Ramachandran ha sido, por otra parte, uno de
los grandes defensores de la importancia de las neuronas espejo, que
considera de gran utilidad para explicar diversas capacidades humanas.
El biólogo británico Richard Dawkins se ha referido a él como «el Marco
Polo de la neurociencia».
111
investigador indoestadounidense. Esta terapia fue usada originalmente para aliviar el dolor provocado por el miembro fantasma, es decir, el
malestar derivado de la sensación de tener un miembro que en realidad está amputado.
Para realizar esta terapia, se suele
El descubrimiento
de deficiencias en
contar con una caja con dos agujeros
en uno de sus lados, a la que se añade
las neuronas espejo
un espejo en posición perpendicular a
de las personas
este para formar dos compartimientos
con autismo
separados. paciente debe introducir
abre el camino a
el miembro sano -el brazo derecho,
nuevas formas de
por ejemplo- en uno de los agujeaproximarse al
ros, mientras que, en el otro, colocará
diagnóstico y el
la extremidad dañada -como podría
tratamiento de este
serlo, siguiendo el ejemplo, el brazo iztrastorno.
quierdo con la mano amputada-, de
VILANAYUR S. RAMACHANDRAN Y
LINDSAY M. ÜBERMAN
manera que ambos queden separados
por el espejo. Si dirige su mirada hacia
el espejo en un cierto ángulo, el paciente verá el reflejo de la extremidad sana donde esperaría ver su miembro amputado. De este
modo, cuando el paciente mueve el miembro sano, se queda con
la sensación de que es en realidad la extremidad afectada la que
realiza el movimiento con normalidad (fig. 2).
Para la aplicación experimental de la terapia del espejo al tratamiento del autismo, Ramachandran y su equipo enseñaron a un
niño afectado por dicha patología a alcanzar un juguete escondido
bajo una mesa. Ahora bien, la particularidad del experimento consistía en que el niño debía guiar su conducta observando el movimiento de su mano mediante un espejo y no directamente (corno
normalmente hacemos); el infante solo podía observar la actividad
de forma indirecta. Y en este punto radica la clave del estudio, pues
el cerebro de este niño miraba la mano como si fuese ajena para reclutar las neuronas espejo restantes en su cerebro. Para el paciente
112 1
Los sistemas espejo en el futuro
r F1G.2
Dibujo que ilustra el funcionamiento de la caja del espejo en la terapia del mismo
nombre.
que logra realizar bien el ejercicio, existe una sincronía perfecta entre los comandos motores y la observación de los movimientos del
otro niño virtual reflejado en el espejo. De hecho, este experimento
hizo posible una mejora en la conducta del paciente y le permitió
localizar el objeto con mayor rapidez. Por tanto, es probable que,
gracias a la estimulación realizada mediante el espejo, la terapia
restableciese las neuronas espejo rotas en el niño.
De todos modos, conviene ser cautelosos con los resultados de
esta terapia experimental, pues, en los casos de conductas más
complejas, el proceso sería más difícil de modular. Es necesario
profundizar en las investigaciones con terapias de este tipo para
calibrar el verdadero potencial como forma de tratamiento para
el autismo.
Ahora bien, los sujetos que padecen autismo no son los únicos
que se pueden beneficiar de los tratamientos basados en las neuronas espejo. Como veremos a continuación, estas terapias también
Los sistemas espejo en el futuro
1 113
pueden resultar útiles para la rehabilitación de pacientes que sufren trastornos como la hemiparesia o afasia, entre otras.
LAS NEURONAS ESPEJO CO OH
DE REHABILITACIÓN
RAMIE
Algunos investigadores ya están trabajando en la aplicación de la
terapia del espejo para rehabilitar pacientes afectados por hemiparesia, un trastorno neurológico que provoca una parálisis total
o parcial de un lado del cuerpo. Esta patología es consecuencia de
una lesión cerebral provocada por una ausencia de oxigenación en
el cerebro. Puede ser causada por ictus o infarto cerebral, cuando
las fibras que se extienden desde el cerebro hasta la médula espinal
son privadas de oxígeno y quedan dañadas.
Existen algunos métodos para recuperar la movilidad de los
miembros de pacientes afectados por la hemiparesia. Gracias a un
entrenamiento intensivo de la mano afectada, es posible inducir
cambios en el córtex motor primario, aprovechando la plasticidad
neuronal, mediante estimulación magnética o eléctrica transcraneal. Sin embargo, en la medida en que dichos métodos solo resultan efectivos para el tratamiento de parálisis leves o moderadas,
diversos investigadores han centrado sus esfuerzos en la búsqueda
de terapias para rehabilitar a pacientes que padecen inmovilidad
aguda o total.
En este sentido, un equipo encabezado por el profe sor
Hamzei, del Hospital Universitario de Jena, realizó un experimento para analizar las posibilidades ofrecidas por la terapia del espejo
en la rehabilitación de pacientes con parálisis severa en una de sus
manos y para estudiar el papel desempeñado tanto por el córtex
sensoriomotor primario como por las neuronas espejo en este proceso. Para su estudio, los investigadores recurrieron a dos grupos
de 13 individuos diestros sanos. Los participantes debían realizar,
114 1
Los sistemas espejo en el futuro
con su mano derecha, una serie de acciones convencionales, pero
que exigían minuciosidad. Entre las tareas encomendadas, se encontraban mover canicas de un cuenco a otro con la ayuda de una
cuchara, y recuperar clavijas de un tablero con nueve agujeros para
colocarlas sobre la mesa en posiciones predeterminadas, antes de
llevarlas de vuelta al tablero. Ahora bien, mientras que los miembros de uno de los grupos debían realizar sus tareas frente a una
pizarra opaca, los del otro tenían que hacerlas frente a un espejo, de
manera que, cuando lo observaban, se quedaban con la impresión
de estar moviendo la mano izquierda y no la derecha. Los componentes de cada uno de los grupos realizaron las tareas indicadas
por los investigadores a lo largo de 20 minutos durante cuatro días,
manteniendo siempre la mano izquierda inmóvil.
Como parte del estudio, los miembros del equipo de Hamzei
comprobaron si se habían producido mejoras en las habilidades de
las manos derecha e izquierda de los miembros de los equipos. De
la misma forma, registraron la actividad cerebral (mediante imágenes de resonancia magnética funcional) de los participantes antes
y después de la realización de las tareas.
Los resultados de la prueba tienen un interés particular. La
mano derecha de los participantes -activa durante el experimento- mostró un patrón homogéneo de mejora de sus habilidades en
los miembros de los dos grupos. En otras palabras, no se apreció
una diferencia en la mejora de las habilidades de la mano derecha
de los participantes situados frente al tablero opaco respecto a los
ubicados delante del espejo. En cambio, pese haber permanecido
inmóvil, la mano izquierda de cada uno de los participantes situados frente al espejo experimentó un aumento significativo de sus
habilidades en comparación con la la mano izquierda de los participantes colocados frente a la pizarra (fig. 3).
Los análisis realizados mediante las imágenes de resonancia
magnética funcional pusieron en evidencia que la observación y la
imitación de tareas por parte de los sujetos ubicados frente al espe-
Los sistemas espejo en el futuro
1 115
1 FIG.3
MANO IZQUIERDA SIN ENTRENAR
MANO DERECHA ENTRENADA
160%
160%
·¡;:,
E 140%
140%
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D..
GRUPO CON ESPEJO i GRUPO SIN ESPEJO
Gráfica que documenta la mejora de las habilidades de las manos izquierda y
derecha en el experimento llevado a cabo por Farsim Hamzei y su equipo.
jo activaba el córtex premotor dorsal derecho y el córtex premotor
izquierdo, así como el córtex sensoriomotor izquierdo. Por su parte,
los estudios sobre la conectividad revelaron un incremento de la
vinculación funcional entre cada una de las regiones premotoras
y el área motora suplementaria izquierda, que, a su vez, mostró un
aumento de la interacción funcional con el córtex sensoriomotor
situado en el mismo lado del cerebro.
El estudio realizado por Hamzei y su equipo vino a confirmar
los resultados de otros trabajos que han demostrado que es posible mejorar la movilidad de una mano con cierto grado de parálisis gracias a la observación de las acciones de la mano sana en
un espejo (lo que crea la ilusión en el paciente de mover la mano
enferma). Esto es así porque los impulsos visuales ilusorios se
sincronizan con unas descargas cerebrales inicialmente débiles
o erráticas, pero que van ganando en importancia a medida que
las acciones de la mano derecha se van repitiendo, en un proceso que se desarrolla de forma paralela al efecto de aprendizaje que
conlleva el movimiento repetido de la mano derecha. Al parecer,
116
1
Los sistemas espejo en el futuro
las señales procedentes de la mano derecha hacen de puente a los
comandos motores de la mano izquierda o no entrenada. De este
modo, las habilidades aprendidas por la mano izquierda gracias al
efecto ilusorio del espejo -que hace que el individuo perciba que
su mano izquierda se mueve cuando en realidad está inactiva-, se
codifican en el córtex premotor dorsal derecho, situado en una posición contralateral. Cabe señalar en este punto que la terapia del
espejo potencia el procesamiento de información entre el córtex
premotor dorsal derecho y el área motora suplementaria izquierda.
Y el hecho de que el área motora suplementaria esté vinculada a
tareas de coordinación entre las dos manos ha llevado a Hamzei y
su equipo a concluir que el área motora suplementaria izquierda
está relacionada con un movimiento ilusorio de ambas manos (el
movimiento real de la mano derecha y el simulado de la izquierda)
y que su información provenía de las regiones premotoras derecha
e izquierda.
Así, las neuronas espejo pueden ser modificadas por la terapia
espejo. Como hemos descrito anteriormente, observar acciones y
ejecutarlas activa el córtex premotor ventral izquierdo, el córtex premotor dorsal bilateral y el área sensoriomotora. Del mismo modo, el
córtex premotor ventral está vinculado a algunos efectores - neuronas que ejecutan respuestas frente a los estímulos recibidos- específicos, mientras que el córtex premotor dorsal es el responsable de
la posición espacial de estos. Ahora bien, cuando alguien aprende
alguna acción novedosa mediante la imitación, la nueva habilidad
se incorpora en su repertorio motor. De esta manera, la observación
de las acciones ya conocidas activa las regiones vinculadas a las
neuronas espejo, probablemente a causa de la simulación motora,
tal como argumentan los investigadores Emily S. Cross, Antonia F.
Hamilton y Scott T. Grafton.
En cualquier caso, el estudio de Farzim Hamzei indica que,
gracias a la plasticidad cerebral, la terapia del espejo permite remodelar el sistema motor mediante la conexión funcional del mo-
Los sistemas espejo en el futuro
1 117
vimiento de la mano con el córtex sensoriomotor que opera en
el mismo lado del cuerpo. Esto permite explorar nuevos caminos
para hacer posible la rehabilitación de pacientes afectados por
hemiparesia -incluso, en casos graves- con tratamientos en los
que las neuronas espejo desempeñan un paP.el activo.
Terapias musicales
Algunos investigadores están explorando otras vías para aprovechar
el potencial de las neuronas espejo en la rehabilitación clínica. Así,
por ejemplo, existen líneas de investigación centradas en diseñar
tratamientos de neurorrehabilitación mediante la música, una forma de expresión creativa en la que la imitación tiene particular importancia, que activa áreas vinculadas tanto con la audición como
con las neuronas espejo. Regiones como la circunvolución frontal
inferior y la corteza premotora ventral (en la que se incluye el área de
Broca) pertenecen al sistema de neuronas espejo pero también están
ligadas a la producción y a la percepción musical. De hecho, el área
de Broca se activa tanto cuando una persona escucha música como
cuando se implica en tareas asociadas con la interpretación musical,
como cantar o imaginar que se toca un instrumento. Por este motivo, los investigadores están trabajando en métodos que, mediante
la música, puedan reactivar las neuronas espejo con el objetivo de
rehabilitar funciones motoras, cognitivas o emocionales.
La terapia de entonación melódica ha sido utilizada desde la
década de 1970 como método de rehabilitación para pacientes que
presentan problemas de afasia, es decir, de falta de capacidad para
comprender o producir lenguaje. Esta técnica basa su eficacia en la
constatación de que los individuos af~sicos pueden expresarse con
mayor fluidez mediante el canto que mediante el habla. La terapia
de entonación melódica se sustenta en un método muy estructurado
en el que el paciente comienza cantando determinados sintagmas
118 1
Los sistemas espejo en el futuro
>EL PAPEL DE LOS SISTEMAS ESPEJO
EN LA EXPERIENCIA MUSICAL
lstvan Molnar-Szakacs y Katie Overy han propuesto un modelo para explicar
el papel de las neuronas espejo en la elaboración de respuestas emocionales frente la música. Parten de la idea de que la experiencia musical se
nutre tanto de la percepción de secuencias de actos motores intencionales y
organizados jerárquicamente como de información auditiva sincronizada en
el tiempo. Los elementos auditivos de la señal musical se procesan, de entrada, en el giro temporal superior y, combinados los elementos estructurales sincrónicos de la información motriz de la citada señal, en el giro frontal
inferior y el córtex premotor adyacente. Acto seguido, la ínsula anterior hace
de puente entre los sistemas neuronal espejo y límbico, lo que permite que
la información sea evaluada de acuerdo con el estado emocional del sujeto
para contribuir a una respuesta emocional compleja. Posibles procesos de
realimentación pueden influir en el procesamiento subsiguiente de la señal
musical a corto y largo plazos. El hecho de que este modelo sea susceptible
de operarse tanto en el intérprete como en el receptor de la interpretación
musical abre la puerta a una experiencia estética compartida.
Correpresentación de elementos
motores intencionales, secuenciales
y jerárquicamente org,mlz,iaos
con información
Procesamiento
de la señal
Realimentación
- Esquema que sintetiza los procesos cerebrales implicados en la experiencia
estética musical.
119
u oraciones, mientras el terapeuta, sentado frente a él, le sujeta la
mano derecha con su mano izquierda y golpea suavemente la mesa
con cada sílaba pronunciada. Además, el terapeuta utiliza la mano
izquierda para indicar al paciente cuándo debe cantar y cuándo
debe escuchar. En esta terapia, el paciente va avanzando poco a poco
en sesiones continuadas y repetitivas hasta que es capaz de expresar
por sí mismo las oraciones mediante el habla normal.
Aunque algunos estudios tempranos avalaban la eficacia de la
terapia de entonación melódica, lo cierto es que esta no ha llegado a generalizarse como método de rehabilitación, de la misma
forma que tampoco se sabe a ciencia cierta cuál es la explicación
neurológica de su eficacia. descubrimiento de las neuronas espejo ha servido para dar un nuevo impulso a esta terapia y ofrecer
elementos para explicar las causas que la hacen efectiva. En este
sentido, el neurólogo Istvan Molnar-Szakacs y la profesora en educación musical Katie Overy sostienen que la terapia de la entonación musical es un método en el que la imitación, la sincronización
y la experiencia compartida -fenómenos muy vinculados con las
neuronas espejo- tienen una gran importancia. Como se ha explicado anteriormente, dicha técnica se basa en la repetición de frases
que son cantadas con el paciente y posteriormente imitadas por él,
y en ella tienen gran importancia el golpeteo sincronizado y el contacto manual y ocular constante. Todo apunta a que buena parte de
la eficacia de este método radica en la imitación, la sincronización
y la compartición de elementos, conductas que suponen la activación de las neuronas espejo.
Un tratamiento para la tartamudez
Otro trastorno que está relacionado con la función de las neuronas espejo muy prevalente en nuestra sociedad es la tartamudez.
Se trata de un trastorno en la fluidez del habla, caracterizado por
120 1
Los sistemas espejo en el futuro
una expresión verbal de ritmo interrumpido, que afecta a más de
4,5 millones de personas solo en la Unión Europea y que no cuenta con una terapia o fármaco eficaz para su control. A pesar de que
algunos resultados recientes sugieren que la tartamudez tiene
una base genética, la gestión de este trastorno se sigue limitando
a la instrucción externa y la ejecución de objetivos mediante el
control de la conducta, hecho que provoca la recaída de numerosos pacientes.
Sin embargo, gracias a nuestra comprensión de las neuronas espejo, comienzan a abrirse líneas de investigación que están ofreciendo resultados alentadores y que permiten ser optimistas sobre
las posibilidades de luchar contra este trastorno. Una de las propuestas emergentes explota el vínculo entre la percepción gestual
y el habla en la búsqueda de métodos para conseguir una mayor
fluidez verbal en la personas tartamudas. Tal como ya se ha comentado en capítulos anteriores, las neuronas espejo están vinculadas
al procesamiento del habla (la expresión oral), pero también al
lenguaje gestual (la utilización del movimiento de manos y brazos
para generar signos visuales), lo que ha llevado a algunos investigadores a estudiar las conexiones entre una y otro para diseñar tratamientos contra la tartamudez.
Un estudio exploratorio llevado a cabo por Greg Snyder y Madison R. Jones ha demostrado la viabilidad de esta línea de trabajo.
Para su estudio, los investigadores pidieron a un grupo de pacientes afectados por tartamudez que hablaran mientras realizaban
gestos de manera voluntaria o mientras observaban a otra persona
realizarlos. Su conducta se comparó con la de los miembros de otro
grupo -también tartamudos- a los que se pidió que hablaran,
pero sin gesticular y sin la ayuda visual de los gestos de otras personas. Los resultados revelan que los participantes sometidos a las
condiciones experimentales de conversación unida a la realización
u observación de gestos motores experimentaron una mejora significativa en la fluidez del habla. Los investigadores consideran que
Los sistemas espejo en el futuro
1 121
esta mejora está relacionada con la implicación de regiones subcorticales del cerebro (relacionadas con la selección de fonemas o
palabras) y de regiones en las que se localizan las neuronas espejo.
NEU
NAS ES
O E INTELIGENC
FIC
Las neuronas espejo también están llamadas a cobrar protagonismo fuera del ámbito estricto de la medicina. El poder disruptor de
su descubrimiento se extiende también a otros campos, como lo
son los de la robótica y la inteligencia artificial. De hecho, los procesos y las conductas en los que intervienen los sistemas neuronales espejo ya se comienzan a utilizar como modelo para el desarrollo de máquinas inteligentes y se prevé que su papel vaya ganando
importancia en el futuro.
En los últimos años, hemos sido testigos de un progreso espectacular en el desarrollo de la robótica. Los grandes avances en el
desarrollo de sensores, motores y materiales ha dado lugar a la
aparición de un gran número de máquinas capaces de realizar tareas complejas y, en algunos casos, de imitar -cuando menos, en
apariencia- comportamientos y conductas humanas. Uno de los
ejemplos más espectaculares es Asimo, un robot humanoide desarrollado por la empresa Honda, capaz de moverse, reconocer su
entorno e, incluso, tomar decisiones.
Sin embargo, los investigadores se han topado con grandes dificultades para lograr que los máquinas piensen de manera autónoma, pues todavía no se han encontrado algoritmos susceptibles de
dotarlas del dinamismo y la flexibilidad de los sistemas biológicos,
y mucho menos de otorgarles la capacidad de replicar los complejos procesos desarrollados en el cerebro humano. Un paso superior
en el desarrollo de los algoritmos es la ideación de sistemas de captación de señales complejas como una acción, lo cual se acerca al
nacimiento de funciones espejo en robots.
122 1
Los sistemas espejo en el futuro
- Diversas empresas privadas e instituciones públicas están desarrollando robots
que emulan la empatía humana, como Pepper, de SoftBank Robotics (arriba a la
izquierda); 3E-A 18, de Honda (arriba a la derecha). y Octavia, del Navy Center for
Applied Research in Artificial lntelligence (abajo l.
Los sistemas espejo en el futuro
1 123
áquinas que imitan y aprenden
Tradicionalmente, los robots han operado gracias a la inserción
de programas específicamente diseñados para que realicen tJreas
concretas o bien bajo la dirección de un humano que controla cada
comportamiento mediante la teleoperación. Para superar estas limitaciones, algunas líneas de investigación en inteligencia artificial han centrado sus esfuerzos en el diseño de máquinas capaces
de aprender.
Y, precisamente, uno de los principales modelos de aprendizaje
propuestos se basa en la imitación. Ya desde principios de la década de 1980, investigadores corno Anthony Levas y Mallory Selfridge
propusieron modelos de aprendizaje imitativo basado en el razonamiento simbólico. Sin embargo, el descubrimiento de la neuronas
espejo en la década siguiente llevó a un experto en robótica como
Stefan Schaal, profesor de Ciencias de la Computación, Neurociencia e Ingeniería Biomédica de la Universidad del Sur de California,
a proponer modelos de aprendizaje basados en la imitación de modelos, en los que la interacción bidireccional entre percepción yacción desempeña un papel importante. Tomando como referencia
los sistemas neurales espejo de los seres vivos, Schaal proponía que
el aprendizaje de acciones en robots podía sustentarse en una dinámica en la que el reconocimiento del movimiento de una máquina
se lograra realizando el propio mecanismo que lo genera. En última
instancia, este proceso recuerda las formas de aprendizaje imitativo descritas en humanos.
Muchos de los enfoques sobre el aprendizaje de los robots surgidos a partir del finales del siglo pasado han estado estrechamente vinculados al modelo inicial del robot imitador, aunque se han
beneficiado del uso de sensores que permiten captar los estímulos
visuales del modelo del comportamiento a imitar, que bien puede
ser un humano o una máquina. Otros proyectos han partido de datos obtenidos mediante guantes o sistemas de observación basa-
124 1
Los sistemas espejo en el futuro
dos en marcadores como vía para obtener los estímulos de entrada
que posibilitan el aprendizaje imitativo. En tiempos más recientes,
la investigación sobre la imitación de las máquinas se ha visto influenciada por el desarrollo de redes neuronales artificiales. Estos
proyectos se encuentran de lleno en el terreno de la llamada ingeniería neuromórfica, cuyo objetivo consiste en diseñar sistemas
computacionales que imitan las arquitecturas neurobiológicas del
sistema nervioso.
Inteligencia artificial y emociones
La voluntad de diseñar unas inteligencias artificiales más eficientes
ha llevado a algunos investigadores a concebir máquinas capaces
de aprender por imitación, de forma análoga a los seres humanos.
Ahora bien, el aprendizaje no es la única capacidad humana impulsada por las neuronas espejo trasladable al mundo de la inteligencia artificial, con el objetivo de optimizar su funcionamiento. Hay
otros rasgos propiamente humanos, como la habilidad para anticipar los sentimientos y los comportamientos de otras personas e
incluso la tendencia a experimentar empatía por ellas, que podrían
enriquecer los programas de los robots y las máquinas del futuro.
Después de todo, si los humanos son capaces de entender las intenciones de las personas gracias a la actividad de las neuronas espejo,
¿no sería útil disponer de robots o arquitecturas informáticas con
habilidades para predecir el comportamiento de las personas e, incluso, de sentir empatía por ellas?
Nuestro cerebro aprende a detectar cambios en las personas
que observamos. Recurriendo a procesos psicosociales y relacionados con la memoria, recupera información sobre los distintos estados de los individuos que nos rodean para compararlos.
Cuando alguien experimenta un sentimiento de vergüenza, los
capilares sanguíneos sufren vasocompresión (encogimiento), con
Los sistemas espejo en el futuro
1 125
el consecuente enrojecimiento de las mejillas y las orejas. Es lo
que sucede cuando alguien se ruboriza. Gracias a nuestro cerebro,
percibimos la aparición de dicho signo externo y detectamos que
la persona ha experimentado un cambio con respecto a su estado
pasivo y normal. No nos cuesta recuperar la información de un rostro tranquilo, sin emoción aparente y relajado para poder compararlo con el de la persona avergonzada. Esto sucede porque nuestro
cerebro va almacenando los cambios operados en las personas, para
recuperarlos cuando es necesario y compararlos en cuestión de milisegundos, con el objetivo de identificar estados mentales en los
demás. La habilidad humana de detectar emociones por cambios
faciales es instintiva, rápida y mayormente automática.
Este comportamiento propiamente humano comienza a tener
sus equivalentes en el mundo de las máquinas. De hecho, ya existe
una categoría emergente de inteligencia artificial centrada en desarrollar algoritmos que pueden identificar no solo las emociones
humanas básicas como la felicidad, la tristeza y la ira, sino también
estados cognitivos más complejos como la fatiga, la atención, el interés, confusión y distracción, entre otros: se trata de la inteligencia artificial emocional.
En la actualidad, existen empresas centradas en el desarrollo
de sistemas de inteligencia artificial que ponen acento en el reconocimiento y el análisis de las emociones humanas. Affectiva es
una de ellas. Dicha compañía, surgida del Media Lab del Instituto
de Tecnología de Massachusetts, ha «elaborado» un archivo formado por unos seis y medio millones de vídeos faciales recopilados en 87 países, con el objetivo de crear un motor de inteligencia artificial capaz de registrar e interpretar expresiones reales de
emoción. El software desarrollado por la compañía realiza lo que
se conoce como codificación facial: identifica los gestos y los signos externos que asociamos a determinadas emociones, como las
cejas levantadas, los ceños fruncidos y las sonrisas. De este modo,
el programa recupera las imágenes de personas grabadas con una
126 1
Los sistemas espejo en el futuro
>
!NG
N
ó
En la actualidad, es posible constatar un interés creciente por la biomi-
mética, esto es, el estudio de la estructura y los procesos de los sistemas
biológicos con el objetivo de utilizarlos como modelo para el desarrollo de
productos tecnológicos. Y una de las ramas de esta que más entusiasmo
suscita entre los investigadores es la ingeniería neuromórfica, que se inspira
en la forma y el funcionamiento de las neuronas y las redes neuronales para
crear procesadores y programas informáticos más potentes y con mayor
rendimiento. Los desarrolladores que trabajan en este ámbito de la tecnología han centrado sus esfuerzos en imitar la eficiencia del cerebro humano,
sobre todo, desde un punto de vista energético, en un intento por paliar
el altísimo consumo requerido por los supercomputadores. Los avances
en este campo se materializan en los chips neuromórficos, cuya eficiencia
energética y capacidad de procesamiento -aún lejana a la de nuestro cerebro- se encuentra muy por encima de la de los chips tradicionales. Otro de
los ámbitos de investigación de la ingeniería neuromórfica está relacionado
con el desarrollo de máquinas capaces de aprender mediante la imitación,
tal como lo hacen algunos seres vivos dotados de sistemas espejo.
- El supercomputador K, de Fujitsu, una de cuyas tareas ha consistido en simular la
actividad del cerebro humano.
127
cámara y las compara con las de su archivo para determinar los
estados emocionales de ellas.
Ahora bien, el verdadero interés del software de Affectiva radica
en que es capaz de anticipar comportamientos e intenciones. Igual
que las áreas cerebrales donde actúan
las neuronas espejo, los programas de
¿Han oído hablar
inteligencia artificial emocional interde neuroética,
pretan sentimientos y predicen conneuromarketing,
ductas. Así, por ejemplo, el software de
neuropolítica? Ya
Affectiva se ha utilizado con éxito en
oirán en los años
estudios de mercado para preveer las
y las décadas
reacciones de los consumidores frente a
por venir, y la
ciertas mercancías. Con la ayuda de una
investigación en
cámara, el programa registra las expreestos campos
siones faciales de los espectadores que
se enraizará en las
miran anuncios de televisión y, acto sefunciones de las
guido, las compara con la información
neuronas espeJo.
conservada en su archivo, para determiMARCO IACOBONI
nar la respuesta emocional de la gente
a determinados productos o campañas publicitarias. Los resultados
han mostrado que las mediciones faciales permiten predecir con un
75 % de fiabilidad si las ventas de los productos anunciados aumentarían, disminuirían o permanecerían estables tras el uso de la publicidad. Se trata de unas cifras que se encuentran por encima de las de
los estudios de opinión de consumidores convencionales.
Sin embargo, las aplicaciones de estos programas se sitúan más
allá del ámbito del marketing. El software de Affectiva fue utilizado
para interpretar las expresiones faciales de diversas personas que
miraban segmentos del tercer debate entre Barack Obama y Mitt
Romney, candidatos a la presidencia de Estados Unidos, celebrado en 2012. Con esta información, el equipo de Affectiva, obtuvo
información sobre las respuestas emocionales de los espectadores
ante las propuestas de la candidatos y, con ellas, pudo predecir, con
128 1
Los sistemas espejo en el futuro
un margen de acierto superior al 73 %, la dirección del voto hacia
alguno de ellos.
Del mismo modo, la tecnología de Affectiva ya se comienza a
aplicar en la seguridad automovilística, con un sistema de sensores visuales y sonoros que permite monitorizar de forma permanente los estados emocionales y cognitivos de los ocupantes
de los vehículos. De esta manera, mediante el registro de las expresiones faciales y la modulación de voz, el programa puede
conocer en todo momento estado emocional de los conductores de coches, para detectar conductas peligrosas o para anticipar
posibles necesidades. Este software se está usando también en el
sector emergente de los automóviles sin conductor, pues permite realizar un seguimiento de las respuestas emocionales de los
pasajeros -desde tranquilidad hasta temor o angustia- ante las
maniobras de los vehículos. Se trata de una información de enorme utilidad para desarrolladores de coches altamente automatizados, como los taxis robot.
Estos avances ponen en evidencia que la inteligencia artificial
comienza a poseer habilidades que parecían exclusivas de los humanos, como identificar emociones y prever las conductas a que
estas podrían dar lugar. Ahora las máquinas no solo pueden leer algunos de sentimientos de las personas mediante la empatía cibernética, sino que también pueden ir un paso más allá y predecir la
probabilidad estadística de un comportamiento posterior. Y, pese
a que el desarrollo de las inteligencias artificiales emocionales aún
está en sus fases iniciales, ello no nos impide cobrar conciencia del
enorme potencial que estas tecnologías poseen.
Aplicaciones en el diagnóstico clínico
De forma permanente y a menudo involuntaria, exteriorizamos
signos que revelan no solo nuestro estado de ánimo, sino también
Los sistemas espejo en el futuro
1 129
nuestro estado de salud. Que nos sintamos mal como consecuencia
de una enfermedad puede resultar obvio para quienes nos rodean,
especialmente si mostramos síntomas físicos, como tos o congestión. Pero incluso cuando tratamos ocultar cómo nos sentimos
realmente, nuestro rostro puede ofrecer pistas sutiles que permiten
a los otros detectar que nos encontramos enfermos. De hecho, la
empatía permite inferir el estado emocional o de salud de otra persona valiéndose de sus gestos o de las expresiones de su rostro. Esto
es posible porque desde la infancia temprana y a lo largo de toda la
vida, vamos recopilando datos físicos, motores y psicosociales de
los demás. Tales datos quedan almacenados en nuestra memoria
para ser usados en situaciones de necesidad; por ejemplo, para saber si una persona necesita ayuda.
Una serie de experimentos realizados por un equipo encabezado por John Axelsson, de la Universidad de Estocolomo, han demostrado que la simple observación de un rostro neutral en una
fotografía puede servir para detectar si la persona retratada está
sana o enferma. Para llevar a cabo su estudio, los investigadores
utilizaron 22 personas. Todas ellas fueron inoculadas una primera vez con bacterias (o una segunda, dependiendo del orden de la
condición, para cumplir con el llamado contrabalanceo, importante para evitar que el orden del experimento pueda influir en los resultados) y, una vez pasadas varias semanas, recibieron una inyección placebo. Posteriormente, los participantes fueron retratados
con una expresión neutra y sus imágenes fueron mostradas a 62
voluntarios para que determinaran, tras mirar las fotos, si estaban
sanos (en la condición placebo) o padecían alguna dolencia (en la
condición con inyección real). Después de casi 3 000 evaluaciones,
los voluntarios acertaron la condición de las fotos un 81 % de las
veces, un valor demasiado alto como para ser fruto del azar. Estos
resultados demuestran que personas normales pueden identificar
sujetos enfermos simplemente mediante la observación de sus fotografías.
130 1
Los sistemas espejo en el futuro
>N
e
El
Las interfaces cerebro-ordenador son vías de enlace que procesan las ondas cerebrales para que puedan ser interpretadas por un ordenador. Así,
permiten que el cerebro pueda dirigir actividades externas, como mover
una prótesis. Estas interfaces pueden ayudar a personas discapacitadas
a controlar distintos dispositivos. Una de las dificultades con las que se
encuentran los desarrolladores de estas tecnologías consiste en crear
un cartografiado que relacione la actividad neuronal y el movimiento del
dispositivo a operar; es decir, el problema consiste en elaborar un mapa
que vincule las regiones cerebrales que habría que activar para conseguir
determinadas acciones en el dispositivo que recibe la información. Este
problema se hace más complicado en la medida en que muchos candidatos
a usar estas tecnologías no tienen capacidad para realizar movimientos
precisos. Las neuronas espejo, en la medida en que se disparan cuando
un individuo imagina una acción determinada, pueden servir para crear un
mapa de las regiones que se activarían si dicha persona realizara efectivamente la acción.
ELECTRODO CAPTANDO IMPULSOS
ELÉCTRICOS LIBERADOS
Impulsos
eléctricos
liberados
-
En la interfaz, el electrodo capta los impulsos neuronales y los procesa para
enviarlos a un ordenador.
131
Esta habilidad humana casi instintiva de reconocimiento de
normalidad de un rostro, está siendo replicada en ordenadores
diseñados con algoritmos para percibir ciertos detalles faciales
asociados a enfermedades. Así, por ejemplo, en Japón, los médicos de cabecera -encargados de hacer la primera recepción en el
hospital- están siendo sustituidos por máquinas que derivan a los
pacientes a los especialistas requeridos en cada caso. Dicha capacidad técnica es el resultado de un aprendizaje de algoritmos basados en modelos de empatía para reconocer los problemas.
De hecho, los proyectos que aplican inteligencia artificial con finalidades diagnósticas están siendo desarrollados por todo el mundo. En España, se llevó a cabo un estudio para tratar de mejorar la
rapidez de diagnóstico en pacientes psiquiátricos y salvarles del
suicidio u otros riesgos para la salud. Al fin y al cabo, la capacidad
de diagnosticar con rapidez es de una enorme importancia en el
caso de las enfermedades mentales, pues si no se proporciona una
prevención o tratamiento oportuno, el trastorno puede adquirir un
carácter crónico e, incluso, puede provocar la muerte. Los médicos
deben, por tanto, tomar decisiones apropiadas con gran rapidez
para eliminar riesgos potenciales para la salud de sus pacientes.
La posibilidad de diseñar protocolos con inteligencia artificial
entrenada para interpretar la información ofrecida por el paciente
siguiendo los patrones de funcionamiento de los sistemas neuronales espejo puede traer grandes mejoras en la práctica médica. La
ayuda de estas tecnologías avanzadas permitirá mejorar la gestión
de pacientes y analizar riesgos clínicos a tiempo.
Como hemos visto, las neuronas espejo están impulsando nuevos desarrollos científicos y técnicos. Su estudio no solo nos posibilitará explicar numerosos procesos cerebrales que han supuesto
un misterio para los científicos durante siglos, sino que también
nos ayudará a mejorar nuestras condiciones de vida. Gracias a ellas
contaremos con mejores herramientas para luchar contra trastornos que hasta la fecha parecen incurables y podremos dotarnos de
132
1
Los sistemas espejo en el futuro
instrumentos tecnológicos que nos permitirán superar discapacidades y potenciar nuestras habilidades. Además, los sistemas espejo servirán como modelo para diseñar algoritmos de inteligencia
artificial más refinada, capaces de colaborar mejor con los seres humanos e, incluso, descifrar emociones complejas. Es cierto que aún
necesitamos comprender con mayor profundidad los procesos en
los que intervienen estas neuronas para sacar el máximo partido
de su potencial. Pero es que ellas son, al mismo tiempo, un enigma
que descifrar y una oportunidad que aprovechar.
Los sistemas espejo en el futuro
1 133
GAZZANIGA, M1cHAEL, El cerebro ético, Barcelona, Paidós, 2006.
IAcosoN1, MARCO, Las neuronas espejo: empatía, neuropolítica, autismo, imita-
ción o de cómo entendemos a los otros, Buenos Aires, Katz, 2009.
LEDoux, JosEPH, El cerebro emocional, Barcelona, Planeta, 2006.
MoRGADO, IGNAc10, Emociones e inteligencia social: Las claves para una alianza
entre los sentimientos y la razón, Barcelona, Ariel, 2010.
N1coLEL1s, MIGUEL, Más allá de nuestros límites: los avances en la conexión de
cerebros y máquinas, Barcelona, RBA, 2012.
OVEJERO BERNAL, ANASTAS10, Psicología social: algunas claves para entender la
conducta humana, Biblioteca Nueva, Madrid, 2015.
PFAFF, DoNALD
El cerebro altruista. Por qué somos naturalmente buenos,
Madrid, Herder, 2017.
RAMACHANDRAN, V. S., BLAKESLEE, S., Fantasmas en el cerebro, Barcelona, Debate, 1999.
R1zzoLATT1, G., S1N1GAGLIA, C., Las neuronas espejo: Los mecanismos de la em-
patía emocional, Paidós, Barcelona, 2006.
Lecturas recomendadas
1 135
afasia 101, 114, 118
Affectiva 126, 128-129
alegría 10, 75-77
amígdala 20, 80, 84, 86
aprendizaje vicario 35, 53-54, 56,
64,78
área
cingulada 88
de Broca 57, 60, 62, 118
de Wernicke 57-58, 60
asco 76, 83, 85, 91-93
Asimo 122
atención 10, 26, 43, 54, 56,
126
Axelsson, John 130
Bandura, Albert 53-56
Bargh, John 46, 80-82
Chartrand, Tanya 80-82
codificación facial 126
cognición social 36, 95
córtex
cingulado 31
frontal inferior 47
motor primario 114
corteza prefrontal ventrolateral
64-65
corteza premotora ventral 47, 64,
118
Cross, Emily S. 117
Darwin, Charles 73-76
Dawkins, Richard 111
dopamina52
ecolalia 59
Índice
1 137
ecopraxia 59
efecto camaleón 46, 81-82
Ekman,Paul74,76,91
electrofisiología 23
emoción estética 96-97, 99
epilepsia 95
espigas24
esquizofrenia 59
Fontana, Lucio 98
Gallese, Vittorio 23, 72, 96, 98
ganglios basales 20
Gastaut, Henry 107
giro frontal inferior 29, 47, 119
glutamato 52
Granon, Scott T. 117
Hamilton, Antonia F. 117
hemiparesia 114, 118
hipocampo 20, 31
hipótesis del espejo roto 36
Hamo erectus 62
Iacoboni, Marco 46, 60, 107, 128
ingeniería neuromórfica 125,
127
inteligencia artificial 11, 101,
104,122, 124-126, 128-129,
132-133
emocional 126, 128
interfaces cerebro-ordenador 131
ira 76, 77, 126
138 1
Índice
James, William 85
lateralización 58, 61-62
LeDoux, Joseph 79-80
lenguaje no verbal 74
Levas, Anthony 124
lóbulo parietal inferior 29-30, 47,
64-65, 86, 93
miedo 71, 75-77, 79-80, 85, 106
miembro fantasma 111-112
Molnar-Szakacks, Istvan
119-120
motivación 9, 20, 54, 56, 73
neuroestética 96
neuroplasticidad 52-53, 56
noradrenalina 52
Octavia123
Overy, Katie 119-120
Pepper123
plasticidad
neuronal 9, 51,114
sináptica 78
Platón 73
Plutchik, Robert 76
Pollock, Jackson 98
proceso de imitación 47
Ramachandran, Vilanayur S. 34,
41, 106-108, 110-112
reproducción 54, 56
retención 54
ritmo mu 106-110
ritmo wicket 107
rueda de las emociones 76-77
Schaal, Stefan 124
seguridad automovilística 129
Selfridge, Mallory 124
serotonina 52
sinapsis química 52
síndrome
de Ganser 59
de Tourette 59
sistema límbico 20, 83-84
Snyder, Greg 121
sorpresa 75-77
supercomputador K 127
surco
lateral 64-65, 83
temporal superior 47-49, 60,
86
tartamudez 120-121
teleoperación 124
terapia de entonación melódica
118,120
trastornos del lenguaje 60, 106
tristeza
85, 126
vitality form 88-89
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