Pese a haberse planteado varios modelos teóricos a lo largo de los años, los aspectos esenciales contenidos en todos ellos serían lo siguientes:

-Controlan conductas automáticas y pueden afrontar situaciones novedosas y  planificar conductas futuras.
-El procesamiento cognitivo asociado a esa habilidad debe ser inherentemente flexible para poder gestionar situaciones cambianes y producir una conducta adaptativa.
-Las funciones ejecutivas tienen a tener influencias sesgadas sobre la conducta, haciendo unas conductas más probables que otras.

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En general, los modelos nacían para dar explicación a datos derivados de estudios sobre aspectos cognitivos concretos y de resultados en pacientes humanos o animales. Aún así, el modelo más usado es el de Norman y Shallice (1986), reformulado por Shallice y Burgess en 1996. Este modelo trata de la conducta dirigida a metas, del control de de la acción y del afrontamiento de situaciones novedosas. El elemento central parte de los esquemas (unidades que controlan acciones sobreaprendidas), los cuales serían activados por los estímulos externos y que, una vez entran en juego más de un esquema, entraría en juego algún mecanismo de control, el cual sería el encargado de activar o inhibir X esquemas en función de la situación.

En situaciones nuevas o algo más demandantes donde la selección no es suficiente, haría su aparición el Sistema Atencional Supervisor (SAS, Sistema Ejecutivo), el cual requeriría además de un sistema de monitorización para ajustar las acciones en caso necesario. En la reformulación de 1996 dieron al SAS una mayor cantidad de procesos (la memoria operativa, monitorización, recuperación de información...).

Como ya dije antes, estas funciones se concentran en el córtex prefrontal (CPF), el cual podemos dividir en tres partes diferenciadas anatómica y funcionalmente: la división lateral, la división medial y la división orbital

Adaptado de Ward, 2010.

La división lateral es la que se ubica inmediatamente anterior a los campos oculares frontales y al córtex premotor. Su trabajo está relacionado con los inputs sensoriales. Como siempre en neurociencia, aún podemos hacer más divisiones (y cómo no, lo haremos en breves), así que ahí vamos.  

En el primer estudio que relacionó la actividad en el CPF anterior  (BA 10) con el control ejecutivo de la atención, compararon la actividad cerebral mediante iRMf (resonancia magnética funcional, para más información de esta y otras técnicas de medición de la actividad cerebral click aquí) durante dos tareas realizadas por separado con la activación resultante a ejecutar las dos tareas de manera simultánea. Como supondréis, en la situación de realizar ambas tareas se encontró activación del CPF anterior que no estaba en las tareas por separado. Sin embargo, hoy sabemos que realizar dos tareas a la vez no es suficiente para la activación extra del CPF anterior, sino que también implica la coordinación de la activación de las áreas implicadas en el procesamiento de cada tarea por separado.

El estudio del que se extrajo la función esencial del CPF anterior (BA 10, mantenimiento de metas) fue el realizado por Koechlin et al. (1999). Aquí realizaron cuatro condiciones con dificultad creciente para manipular el grado de control ejecutivo y examinar las áreas cerebrales activadas, encontrando con ello que en la única condición done había una activación diferencial era en aquella que implicaba integrar procesos de la memoria operativa con procesos de distrubuciónd e recursos de atención.

Por otra parte, el CFP ventrolateral (BA 45/47/44) se encarga de la recuperación y mantenimiento de información léxico-semántica y visuoespacial en la memoria de trabajo y el CPF dorsolateral (BA 46/9) manipula los contenidos de la memoria a corto plazo y de memoria operativa de trabajo, monitoriza información y controla la atención sostenida. Además, ambas zonas (ventrolateral y dorsolateral) se activan cuando ante procesos que impliquen manipulación de los contidos de la memoria y procesos de memoria operativa bajo situaciones de atención sostenida.



La divisón medial está implicada en procesos de inhibición de respuestas, de monitorizar la conducta en situaciones de conflicto entre más de una respuesta y detectar posibles errores durante la ejecución. Dicho de otro modo: esta división se ocupa de la flexibilidad conductual. En esta ocasión solo veremos una estructura, la cual se encarga de todos estos procesos: el giro cingulado anterior (BA 24/32).

Esta zona se encagar de varias cosas, siendo la primera que explicaré la inhibición de respuestas irrelevantes y/o interfirientes. Este efecto es conocido como efecto Stroop, y (como no podía ser de otro modo) fue descritpo por Stroop (1935) mediante una prueba de conflicto entre colores. El sujeto debía decir el color con el que estaban escritos los siguientes colores: azul rojo verde amarillo. Al darse una incongruencia entre lo leído y lo visto, el sujeto sufría un retardo significativo en su respuesta. Estudios con técnicas de neuroimagen encontraron que el conflicto se asocia con la activación del giro cingulado anterior.

También es de su incumbencia la flexibilidad conductual, el cual se evalua con el test de cartas de Wisconsin. En esta prueba se presenta una serie de cuatro cartas diferentes más una carta objetivo ante la que se debe decidir a qué categoría pertenece en función de tres reglas posibles (forma, color o número). De vez en cuando, la regla cambiará y se debe buscar cual es la correcta. Aquellas personas con daños en áreas prefrontales siguen usando la regla aunque ya no sea la correcta. En una modificación que en que se presentan sonidos para indicar el cambio de regla, encontramos que el cambio generaba una onda P3a mientras que las cartas objetivo provocaban una P3b cada vez que se "recupera" la norma. Mediante MEG (magnetoencefalografía) se observó que se activan el CPF lateral y el giro cingulado anterior ante el cambio de norma pero no cuando no hay cambio.



Por último, el giro cingulado anterior es también el encargado de monitorizar y supervisar los errores que cometemos junto con la solución de conflictos ante más de una respuesta posible. En estudios recientes encontraron que la negatividad relacionada con el error (NRE, en inglés ERN) se generan en este lugar, aumentando su amplitud bajo situaciones en las que se prima la corrección de los errores frente a cuando esta corrección se prohíbe.

Para finalizar hablaremos de la división orbital, compuesta por el córtex prefrontal orbital o córtex orbitofrontal (BA 11), el cual se encarga de las tomas de decisiones basadas en su valor emocional.  Para explicar la implicación del CPF orbital, Damasio desarrolló la teoría de los marcadores somáticos, los cuales son asociaciones entre estímulos y refuerzos que inducen un estado afectivo fisiológico (vamos, que son nexos entra situaciones previas y emociones en estas situaciones). Los marcadores se ubican en el córtex prefrontal orbital ventromedial, activándose cuando tenemos que tomar una decisión y formando un estado somático global que dirige nuestra decisión sobre cómo actuar. Esta influencia puede ser consciente o inconsciente dependiendo de la vía cerebral que tome a la hora de escoger la opción más ventajosa, simplificando la toma de decisiones. Para estudiar esto se utilizó el juego de cartas de Iowa y los estudios de neuroimagen (iRMf).

Los almacenes sentoriales tienen una gran capacidad y retienen las características físicas de los estímulos durante un tiempo muy breve (menos de un segundo). Los dos estímulos más estudiados son los visuales (memoria icónica) y los auditivos (memoria ecoica). Un método para recordar esto es "visual-icono-icónica" y "sonido-eco-ecoica".

Sólo los estímulos atendidos pasarán al siguiente almacén. Inicialmente se pensaba que podíamos almacenar como máximo 4 o 5 ítems, por limitaciones en la percepción o en la memoria, mas Sperling dio con la realidad empleando un aparato llamado taquicoscopio, nombrando a este método "paradigma del informe parcial". Aquí, se le presentaba a los sujetos los estímulos durante apenas 50 milisegundos en tres filas una encima de otras como la siguiente:


Tras la presentación, realizaba una señal auditiva que indicaba cual de las tres filas debían nombrar (ojo, la señal era un sonido, nada de palabras). Los sujetos respondían correctamente a 3 de cada 4 ítems (el 75% de los resultados), aunque a medida que alargábamos el tiempo entre la presentación del estímulo y el sonido más descendía esta relación. Como los participantes no sabían a qué fila debían atender hasta que el estímulo ya había desaparecido, sabemos que si respondían correctamente al 75% de las letras es porque nuestra memoria sensorial alcanza las 9 letras en lugar de las 4 que se creía inicialmente. En condiciones de informe total (informar de todas las letras presentadas) la actuación es peor porque no hay tiempo para explorar y reconocer todos los estímulos antes de que se borren de la traza visual.

Según Sperling, el almacén icónico es de naturaleza precategorial, mas estudios posteriores sugirieron la posibilidad de que los sujetos empleen información de las categorías para la recuperación de los estímulos durante el informe parcial.

A modo de curiosidad, si antes y después de la presentación estimular presentáramos a los sujetos un campo visual claro (con mucho brillo) estos tendrán peores resultados que del otro modo, pues se da un enmascaramiento por brillo.

Por otra parte, la memoria ecoica se estudiaba empleando tres pistas de sonido: una por el oído derecho, otra por el izquierdo y una última por ambos a la vez, dando la sensación de que esta venía de nuestra cabeza. Mientras que la memoria visual tiene un carácter simultáneo (nos llega toda de golpe y dura muy poco en la memoria) la memoria ecoica se extiende en el tiempo, logrando así un carácter sucesivo. Esto es así porque los diferentes sonidos que constituyen una palabra se pronuncian uno detrás de otro, siendo necesaria una cierta cantidad de tiempo para ser percibidos (duración de hasta 20 segundos, aunque la ventaja del informe parcial frente al total desaparece a los 4 segundos).

En general, los resultados fueron iguales que con la memoria icónica, aunque encontramos el curioso efecto sufijo, pues si añadimos un estímulo irrelevante al final de la serie ("fin", "stop") éste enmascarará el recuerdo de los últimos elementos de la lista. Pese a no existir una teoría adecuada sobre el almacén ecoico, Crowder y Morton afirman que la existencia del efecto sufijo sugiere la presencia de un almacén acústico precategorial.

El informe parcial también se ha utilizado en tareas táctiles (asociamos zonas de la mano a diferentes letras y luego estimulamos usando aire, pidiendo a los sujetos que recuerden qué letras son las asociadas a esas zonas)

MEMORIA A CORTO PLAZO

Posee una capacidad limitada (7 más menos 2 ítems) y una duración que no suele superar los 20 segundos. Si en ese tiempo la información no pasa al tercer almacén, esta se pierde. Almacena información acústica, visual o semántica y el proceso de recuperación es inmediato.



Almacena información de manera permanente durante tiempo indefinido. En ocasiones resulta muy difícil recuperar la información a partir de la MLP de manera voluntaria y consciente. El problema es si esto se da por desuso o interferencia entre sus contenidos y otros que llegaron después. De un modo u otro, el resultado es el olvido.

Aunque este modelo (estructural de la memoria) fue muy popular en los setenta, surgieron problemas con los resultados, llegando algunos científicos a mentener la existencia de un único almacén, centrándose en el estudio del procesamietno de la información (hipótesis de los niveles de procesamiento de Craik y Lockhart), según la cual el recuerdo será  mejor a mayor profundidad se haya realizado su procesamiento. Para ello, presentaban una frase a un sujeto y le hacían diferentes preguntas que requerían distintos tipos de procesamiento:

-Estructural: ¿está escrita en maýsculas?
-Fonético: ¿rima con pez?
-Categorial: ¿es un tipo de pájaro?
-Oracional: ¿encajaría en la siguiente frase?

Eso sí, este modelo ha sido muy criticado por ser demasiado vago y circular (dice que se recuerda mejor porque se ha codificado más profundamente y que se ha codificado más profundamente porque se recuerda mejor)

Hoy por hoy sabemos que para retener información es imprescindible atender selectivamente, que a mayor complejidad informacional mayor será el esfuerzo que deberemos realizar y que esta atención voluntaria depende de la red neural anterior (giro cingulado anterior de la corteza prefrontal, lóbulo frontal anterior izquierdo y ganglios basales). Además, sabemos que los recuerdos asociados a emociones agradables perduran más tiempo que los desagradables, por lo que la emoción también jugará un papel crucial en el recuerdo, llegando incluso a interferir en recuerdos tristes si estamos alegres o a potenciar su aparición si estamos alicaídos. Dicho de otro modo: cuando tenemos congruencia emocional el recuerdo es mucho mejor. Las regiones relacionadas con la emoción son la amígdala (memoria emocional) y la corteza prefrontal (procesamiento de la emoción).

Por último, nos encontramos con una doble influencia de la emoción. Por un lado proporciona al organismo la energía necesaria para la acción; por otro, dirige el comportamiento y la actuación hacia ciertos fines. Así, cuanto más elevado sea el objetivo propuesto mayor será la actuación (aunque para ello los objetivos deben ser específicos, importantes y medibles).

-Superficial: aprendizaje literal, el chapar de toda la vida mostrando poco o nulo interés en el contenido.
-Profundo: le da un mayor énfasis al significado, relacionando ideas e integrando la información de distintas fuentes
-Estratégico: empleo de técnicas de estudio para aprobar con el mínimo esfuerzo. El mítico "esto dijeron que no cae ergo no lo leo".



Si queremos la seguridad del aprobado, debemos entender plenamente el significado de lo que se está estudiando (aprendizaje profundo) y ser plenamente consciente de lo que se incluirá en la evaluación (aprendizaje estratégico). Aún así, el estudio eficaz implica más que usar el aprendizaje adecuado. El enfoque SQ3R (Morris, 1979) proporciona una perspectiva más amplia sobre este tema, siendo SQ3R las siglas de Survey (inspección), Question (pregunta), Read (lectura), Recite (narración) y Review (revisión).

-----Inspección: implica la obtención de una visión global de la manera en que se organiza la información del capítulo. La lectura del resumen del capítulo sería la manera más sencilla de este objetivo (si no hay resumen pues ojeas el capítulo saltándote párrafos y listo).
-----Preguntas: reflexionar sobre las preguntas relevantes a las que esperamos que la sección responda.
-----Lectura: ahora sí que toca leer, buscando con ello responder a las preguntas planteadas anteriormente e integrar la información con el conocimiento previo.
-----Narración: intentar recordar las ideas principales del capítulo. Si somos incapaces será nuestro deber repetir la fase de lectura.
-----Revisión: una vez completada la lectura trataremos de recordar las ideas principales combinándolas con nuestros conocimientos previos. Basicamente nos sirve para comprobar si las fases anterior han funcionado o no.

Una de las razones por la que el SQ3R es tan efectivo es porque evita la ilusión del estudiante, la cual consiste en que el estudiante es autoconvence de que se sabe la materia porque tras ojear el libro todo le resulta familiar, lo cual no es más que la memoria de reconocimiento, así que no es garantía de que el recuerdo sea igual de bueno a la hora del examen. Este descubrimiento es relevante en relación con el fenómeno conocido como efecto de la prueba, el cual (explicación técnica) explica que la fuerza de almacenamiento refleja la persistencia relativa de un trazo de memoria, mientras que la fuerza de recuperación refleja la accesibilidad de un determinado trazo de memoria. La recuperación es fácil cuando la fuerza de recuperación es alta, pero una fácil recuperación no incrementa la fuerza de almacenamiento. Por el contrario, la recuperación es difícil cuando la fuerza de recuperación es baja, pero incrementará la fuerza de almacenamiento a largo plazo. ¿Que no has entendido una mierda? Explicación cómoda: merece la pena esforzarse en recordar la información en una prueba de memoria, ya que hará que la información se recuerde mejor a largo plazo.

Entonces, ¿cómo podemos causarnos efecto de la prueba? Hazte exámenes a ti mismo cada X días. Es cierto, al principio los resultados son peores que con la memorización, pero a largo plazo producen hasta un 50% más de recuerdo que las técnicas repetitivas (Roediger y Karpicke, 2006a). Si alguien tiene curiosidad, el motivo de que la mayoría prefieran utilizar la repetición se debe a su caracter inmediato (grandes beneficios a corto plazo), a que provoca una gran ilusiónd el estudiante (autoengaño) y requiere mucho menos esfuerzo que las pruebas alternativas que aquí recomendamos. Por cierto, si después del recuerdo se da una retroalimentación (si te equivocas que tengas la respuesta correcta al momento) recibirás incluso una mejor memoria a largo plazo que del otro modo.



A todo esto, ¿a alguien le suena lo que son los mapas mentales? Son diagramas en los que una idea central se relaciona con otras muchas ideas y/o conceptos de varias maneras, los cuales presentan numerosas ventajas en comparación con los enfoques tradicionales. En primer lugar, para crear mapas mentales es necesario estar activamente involucrado en el proceso de aprendizaje (los apuntes no dejan de ser una copia literal); en segundo lugar, los conceptos obtenidos mediante mapas mentales presentan numerosas conexiones o asociaciones; tercero: cada concepto se resume en una o dos palabras, reduciendo las ideas a su esencia; cuarto, son imágenes visuales muy llamativas que pueden ser fáciles de recordar y quinto, si empleamos colores para las mismas categorías serán incluso más sencillos de recordar. Suena a lío, ¿verdad? Ahora, si os digo que un mapa mental es un esquema como otro cualquiera la cosa cambia.

Aún así, esto apenas sirve en casos de aprendizaje de vocabulario, así que para ello utilizaremos la técnica de la palabra clave. Esto consiste en una asociación entre cada palabra a aprender y una palabra o frase de la lengua materna que suene de forma parecida. A continuación creamos una imagen mental con ambas palabras y ¡listo! A los que leísteis la entrada sobre técnicas de memoria seguro que este método os suena.

Por ejemplo, pongamos la palabra yellow, la cual suena parecido a hielo. Así, con una imagen de un cubo de hielo pintado de amarillo podríamos aprender la palabra clave antes. Este sistema fue puesto a prueba por Atkinson y Raugh en 1975 usando 120 palabras en inglés y ruso, encontrando mejoría de hasta un 70% en el recuerdo  a largo plazo si eran ellos quienes entregaban a los sujetos las asociaciones (si los sujetos debían generarla también era más eficaz  que métodos como la repetición pero menos). El problema de este estudio es que solo considera el aprendizaje de vocabulario receptivo (producción de la palabra del idioma propio para una palabra de otro idioma) pero seguro que a más de uno le resulta bastante útil pese a su inutilidad para conceptos abstractos (esperanza, altruismo) y necesidad de entrenamiento previo.

Eso sí, apuesto a que más de uno sigue pensando que su técnica del aprendizaje literal (chapar) es la óptima para sus estudios (o que quiere ser actor y le toca chapar guiones). No seré yo quien trunque sus sueños, pues le diré que, aunque no lo parezca, para chapar grandes textos la comprensión ayuda. Así, los estudios de Noice y Noice (sí, está bien, Noice y Noice, debían ser heramnos o algo) con actores demuestran que estos, a la hora de prepararse sus papeles, lo que hacen es comprender qué sentían sus personajes a la hora de decir eso para comprender el verdadero significado de lo que deben replicar a posteriori. No voy a enrollarme hablando de este estudio, pues está bastante lioso en mis libros de referencia y tengo la impresión de que no es del todo correcta la explicación aquí dada (no en el significado sino en las formas), así que dejaré caer un detalle y pasaré a la siguiente parte de la entrada: los actores aprenden también por imágenes visuales, pues con los ensayos, en caso de no recordar lo que tienen que decir en su camerino, al verse en la situación ante sus compañeros "les sale natural" (vamos, sería como el método de los lugares, la imagen visual les ayuda a recordar el guión).



¿Y qué hay del interés? ¿Es lo mismo estudiar algo que nos importe que algo que nos la sople? Obviamente no. Bartlett (1932) demostró que la información sobre un determinado tema se recordará mucho mejor en el caso de personas que estén muy interesadas en él (siendo este el motivo que seamos capaces de decir la trama de nuestro RPG de 90 horas preferido con un solo vistazo pero no de recordar la materia de un libro que nos aburrió pero de una longitud mucho más breve). También la motivación tiene que ver con esto, pues Edwin Locke (no confundir co el filósofo, este es de 1968) propuso la "teoría del establecimietno de objetivos", según la cual cuanto más difíciles sean las metas que nos propongamos mayor probabilidad habrá de que nuestra ejecución sea superior. Además, no vale un "deseo ser más listo", debemos crear objetivos específicos, medibles, alcanzables y relevantes dentro de un marco temporal concreto. Vamos, que "deseo ser más listo" no vale pero "deseo aprobar todas este trimestre" sí, porque es medible (aprobé 5 de 6), alcanzable (no pedimos la luna, es algo que podemos hacer), específico y dentro de un marco temporal concreto (este trimestre).

Aún así, esta teoría tiene varias limitaciones, siendo el primero que la mayoría de las investigaciones se llevan a cabo en ausencia de distracciones. Por un lado es lógico, pues necesitamos que todos los sujetos estén en igualdad de condiciones, pero por el otro no es natural (nadie vive en un espacio blanco sin nada más que sus apuntes). Para intentar capear este fallo apareció la teoría de Gollwitzer sobre las intenciones de implementación. Por ejemplo, "Si aparece una de mis compañeras de piso le diré que hablamos en una hora" o "Si hay algo interesante en la TV le pediré a alguien que me lo grabe para verlo en otro momento".  Vamos, que para luchar contra las distracciones no debemos esforzarnos más sino crear contramedidas a las mismas.

La actividad del cerebro cambia cuando éste participa en la resolución de problemas, requiriendo la región activa más oxígeno y aumentando por ello el flujo sanguíneo a esas regiones. Sabiendo esto, los métodos computerizados modernos nos posibilitan la observación de la actividad cerebral tanto para estudio como diagnóstico de lesiones. Hay dos tipos principales de  estudio: mediante técnicas electrofisiológicas y vía técnicas de neuroimagen.



Como la actividad de las células nerviosas tiene una base electroquímica, puede ser registrada con instrumentos sensibles a los pequeños cambios de la actividad eléctrica. En base a esto, las principales técnicas de registro son el registro de célula única, el registro electroencefalográfico (EEG) y el registro de potenciales evocados (PE). El registro de célula única ofrece info sobre lo que está haciendo una neurona en un momento dado pero tiene una mínima capacidad de generalización; el EEG informa sobre la función del cerebro en su totalidad pero aporta pocos datos sobre la actividad de neuronas aisladas y los potenciales evocados serían un término medio, pues tienen una resolución mayor que el primero pero mayor que la del segundo. Las tres son muy útiles, pero el registro de célula única solo se realiza en animales.



Registro de célula única: insertamos un electrodo directamente en el cerebro de un animal adyacente a una neurona única para después registrar la actividad eléctrica de la neurona en un ordenador. La necesidad de colocar electrodos directamente en el tejido cerebral dificulta la participación de sujetos humanos en esta clase de estudios.

Aunque inicialmente el registro se hacía célula a célula, hoy en día las técnicas de multiunidades permiten insertar hasta 50 alambres finos en una región cerebral para registrar muchas neuronas simultaneamente. Además, se han desarrollado técnicas que permiten identificar neuronas específicas y poder seguir su actividad durante períodos prolongados.

Los gráficos de célula única se representan en segundos.

Los potenciales de acción constituyen la corriente con la cual opera el cerebro, representando imágenes, sonidos, olores, gustos, sensaciones, deseos y emociones (aunque todavía no sabemos el cómo el mismo potencial puede representar en una neurona una imagen y en otra un sonido). En otras palabras, en los organismos complejos los patrones de actividad de las neuronas producen comportamientos  representaciones y percepciones que asociamos con estar conscientes.

Las neuronas codifican la información de varias formas, usando códigos temporales (emite durante toda la duración del evento) o de sucesos (emite al comenzar y al terminar el acontecimiento). Esto se ve apoyado tanto por la anatomía cerebral como por los resultados de estudios de registro de células única.

En general, las neuronas corticales disparan con un nivel relativamente bajo ( >3 descargas/minuto), mas puede aumentar hasta las 10 descargas por minuto con la activación. Otra opción es que el estímulo provoque una inhibición de la actividad neural.

La mayoría de las neuronas tiene un repertorio conductual limitado, respondiendo solo a un tipo de fenómeno o de conducta sensorial.

Las conductas bien aprendidas parecen ser codificadas por una actividad cortical relativamente escasa, mas las recién adquiridas se asocian a una excitabilidad mucho más difusa en la corteza.

Registro electroencefalográfico: colocando electrodos desde un voltímetro sobre el cráneo, podemos registrar la actividad eléctrica de grandes regiones del encéfalo humano. Estos registros han demostrado ser útiles para el estudio del sueño, la profundidad de la anestesia, diagnosticar epilepsia y daño encefálico y estudiar la función cerebral normal.

En una disposición típica de EEG, un electrodo (electrodo activo) se fija al cuero cabelludo para detectar la actividad eléctrica de las neuronas en el área cerebral subyacente, y un segundo electrodo (electrodo indiferente) en el lóbulo de la oreja, lugar carente de actividad eléctrica que se pueda detectar. Se requieren al menos dos porque el EEG registra la diferencia de los potenciales eléctricos detectada por los electrodos (de ahí que el segundo se coloque en una zona carente de energía eléctrica).  Pese a ser pequeñas, las fluctuaciones eléctricas se pueden reproducir en un osciloscopio y trasladarse al papel mediante una impresora con tal de amplificarlas.

Cuando los electrodos colocados sobre el cuero cabelludo registran la actividad eléctrica del cerebro, en realidad están sumando los potenciales graduados de muchos miles de neuronas subyacentes.

El ritmo de las células puede fluctuar con la frecuencia cardíaca o la respiracíon, procesos que aportan oxígeno y glucosa a las células e influyen en la actividad cerebral.

El EEG permite el diagnóstico de la epilepsia gracias a que los diferentes tipos de epilepsia se asocian con ritmos eléctricos anormales.

También funciona para el estudio de las funciones cognitivas registrando diferentes canales de info del EEG y comparar las amplitudes y frecuencias del EEG de diferentes canales.

Potenciales evocados: se tratan de cambios breves en una señal EEG como respuesta a un estímulo sensitivo. Dado que un PE de interés está mezclado con tantas otras señales eléctricas en el cerebro que es imposible detectarlo únicamente con la inspección del EEG, una forma de conseguirlo es producir el estímulo repetidas veces y realizar el promedio de las respuestas registradas.

Pueden utilizarse para estudiar la función normal de la vía a través de la cual pasa la señal, la función normal de los núcleos que toman parte en el procesamiento de la señal y los procesos cognitivos en la neocorteza que se emplean para discriminar la señal y analizarla. Los PE pueden poner de manifiesto cambios eléctricos asociados con la planificación y la ejecución de movimientos.

Magnetoencefalografía: la actividad neural, al generar un campo eléctrico, también produce un campo magnético. Pese a lo reducido que es este campo para una sola neurona, el generado por muchas es lo suficientemente amplio para registrarse sobre el cráneo. Este registro se llama magnetoencefalograma (MEG).

Proporciona descripciones de la actividad eléctrica de las neuronas, y permite una localización tridimensional de los grupos celulares que generan el campo magnético, de ahí que sea más útil que el PE o que el EEG para identificar el origen de la actividad que ha de registrarse.

Para llevar a cabo el MEG necesitamos un dispositivo sensor que contiene los espirales superconductores especiales necesarios para detectar los débiles campos magnéticos del cerebro.

La desventaja del MEG es su elevado coste.

Estimulación magnética transcraneal (EMT): Mediante estimulación eléctrica cerebral podían suscitarse movimientos o sensaciones en los sujetos. Incialmente estas técnicas sólo podían utilizarse en el curso de una intervención quirúrgica, mas ahora también pueden ser usadas a través del cráneo mediante una pequeña espina que estimula las neuronas de las regiones cerebrales que se encuentran directamente debajo de la espiral. Este método es inofensivo al sujeto.

Ha demostrado que el cerebro difiere sustancialmente de un individuo a otro en el tamaño de las áreas del neocórtex dedicadas a diferentes funciones.

También se ha descubierto que su uso permite analizar tanto las diferencias individuales en la organización de la corteza como las diferencias resultantes de la experiencia de una persona.

 

TÉCNICAS DE NEUROIMAGEN O HEMODINÁMICAS

La Tomografía Computerizada (TC) fue trascendental por cambiar la práctica de la neurología al proporcionar una forma de estudiar el interior del cráneo sin dañar al paciente y por inspirar a científicos a usar estrategias matemáticas y computerizadas inteligentes a fin de desarrollar otros tipos de reconstrucción de imágenes.

Tomografía por emisión de positrones (PET): inyectamos una pequeña cantidad de agua con moléculas radiactivas en el torrente sanguíneo del paciente (también podemos usar un gas) y lo introducimos en una cámara con un conjunto de detectores de radicación dispuestos a modo de anillo alrededor de su cabeza. Un ordenador reconstruye las variaciones en la densidad del flujo de partículas provenientes de diferentes localizaciones para producir una imagen de un corte del cerebro. Al moverse por el flujo sanguíneo, las variaciones en la imagen representarán las áreas con diferentes flujos sanguíneos.

Para conocer la relación entre flujo sanguíneo y actividad mental, los investigadores toman el patrón de flujo sanguíneo registrado cuando el sujeto participa en una tarea experimental y le restan el patrón de cuando el cerebro se encuentra en un estado de control. Esta sustracción proporciona una imagen del cambio del flujo de un estado a otro.

El PET puede detectar cientos de sustancias químicas radioactivas diferentes, cantidades relativas de un neurotransmisor concreto, la densidad de los receptores del neurotransmisor o la actividad de los metabólicos asociados con el aprendizaje o la intoxicación encefálica.

Por otra parte, es indirecta, pues mide el flujo sanguíneo regional y no la actividad neural; las imágenes PET requieren un proceso de sustracción (la resta ya comentada) y, al interpretar los datos, los investigadores están realizando suposiciones que podrían no ser válidas en todas las circunstancias.

Resonancia magnética (RM): tecnología de estudio por imágenes no invasora de los tejidos blandos del cuerpo humano. Emplea un imán de gran tamaño y un pulso de radiofrecuencia  de cierta resonancia desde el cerebro a fin de producir una imagen. Puede aplicarse al estudio de la anatomía encefálica y de la función nerviosa, además de que no posee riesgos.

Se basa en el principio de que el núcleo de un átomo de hidrógeno se comporta como un imán que gira, giro que genera una corriente eléctrica detectada para formar imágenes de densidad protónica del cerebro cuando todos los protones están alineados.

Resonancia magnética funcional (RMf): el mayor aporte de oxígeno por el incremento del flujo sanguíneo durante la actividad cerebral es superior a la necesidad tisular de oxígeno, así que aumenta la cantidad de oxígeno en un área cerebral activa. Es decir,  a medida que las neuronas se activan se eleva su consumo de oxígeno y este lleva a una caída transitoria de la concentración de oxígeno en la sangre que se recupera a continuación con una mayor dilatación capilar.

Así, pasamos de un equilibrio entre las proporciones de desoxihemoglobina (hemoglobina sin oxígeno) y oxíhemoglobina (hemoglobina con oxígeno) a una predominancia de la oxihemoglobina. Estos cambios del contenido de oxígeno de la sangre alteran las propiedades magnéticas del agua que contiene y ello afecta a la señal de la RM. En base a esto, se demostró que la RM puede compatibilizar con precisión estos cambios en las proiedades magnéticas con localizaciones específicas del encéfalo, conociéndose las imágenes resultantes como RM funcionales (RMf). En otras palabras, a partir de los cambios en la señal de la RM producidos por las variaciones de oxígeno se pueden inferir cambios funcionales en el cerebro.

La RMf tiene una mejor resolución espacial que la PET pero no su resolución temporal no es tan precisa como la del EEG y el PE. Además, los aparatos empleados para ellas son costosos.

Espectroscopia por resonancia magnética: permite recoger imágenes de las zonas que el RM y el RMf no puede (20% del cerebro).

LOS PROCEDIMIENTOS DE ESTUDIO DE LA NEUROCIENCIA COGNITIVA

Manipulacion controlada experimentalmente de la conducta para estudiar los cambios en la actividad cerebral concomitantes.

Definición de hipótesis con base en modelos e funcionamiento cognitivo.

Diseño de tareas experimentales que pongan a prueba estas hipótesis.

Principio de sustracción cognitiva