¿Cuáles son las explicaciones y modelos neuronales actuales de la 'conciencia'?

Los principales modelos neuronales de la conciencia en este momento se dividen aproximadamente en dos campos: cognitivo y fenomenológico. Están definidos por la controversia en torno a qué tipos de experiencia califican como conscientes.

Modelos cognitivos

Por un lado, existen modelos cognitivos fuertes de la conciencia, como el propuesto por Stanislas Dehaene , donde la conciencia se caracteriza, neuralmente, por un procesamiento reverberante a gran escala en todo el cerebro. Es decir, cuando la actividad basada en estímulos de retroalimentación y la actividad de retroalimentación de arriba hacia abajo (es decir, factores cognitivos internos) se coordinan en toda la corteza. Desde este punto de vista, se puede decir que un estímulo se percibe conscientemente cuando accede a una población especial de neuronas del espacio de trabajo.que tienen capacidad limitada y transmiten información relacionada con el estímulo a otros subsistemas modulares (p. ej., memoria, modalidades sensoriales del lenguaje). La capacidad limitada y la transmisión son propiedades de las neuronas del espacio de trabajo que explican tanto la naturaleza limitada de la conciencia (p. ej., la atención) como la coherencia de la conciencia (es decir, percibimos la información multisensorial coherentemente como eventos que están unidos, no como fragmentos separados de información). experiencias visuales, auditivas y táctiles). Se cree que estas neuronas del espacio de trabajo son parte de la red de atención fronto-parietal y están involucradas en la selección de información en los sistemas occipito-temporales.

Modelos fenomenológicos

En contraste, las llamadas teorías fenomenológicas, como las presentadas por Victor Lamme y Ned Block , proponen que la conciencia también surge de la actividad recurrente local entre dos regiones del cerebro. La característica central de estas teorías es que, además de las formas cognitivas de la conciencia, también existe una conciencia fenoménica que da cuenta de las propiedades sensoriales (no cognitivas) brutas de la conciencia.

El argumento clave para este tipo de conciencia es que la conciencia fenoménica desborda la conciencia cognitiva, es decir, somos conscientes de las cosas que están fuera del foco de atención y que no se codifican en una forma más duradera por el sistema cognitivo central (I creo que Ned Block todavía argumentaría que la conciencia fenoménica requiere atención, así que estoy creando una caricatura aquí). Según esta teoría, la conciencia fenoménica se sustenta en la actividad recurrente local entre dos regiones. Por ejemplo, es posible tener un sentido fenomenal del movimiento cuando la corteza selectiva de movimiento (área MT) y la corteza visual primaria (V1) entran en una relación de realimentación y retroalimentación. Note Block y Lamme tienen los mismos puntos de vista que Dehaene con respecto a la conciencia cognitiva.

Viejos y otros modelos

También es posible distinguir estas dos teorías de la conciencia de otros puntos de vista anticuados que argumentan que partes particulares del cerebro reflejan los acontecimientos de la conciencia. Por ejemplo, una opinión común es que el procesamiento en los lóbulos frontales refleja la conciencia. Estas teorías regionales específicas son bastante diferentes de las descritas anteriormente, donde la conciencia se caracteriza por relaciones entre regiones. Sin embargo, este tipo de teorías están muy pasadas de moda y por una buena razón: es probable que la conciencia sea una propiedad dinámica compleja del sistema.

Sin embargo, una vez que comienzas a decir que todo el sistema es importante, algunas personas, como Alva Noe , argumentan que no tiene sentido decir que la conciencia reside en el cerebro. Para Noe, la conciencia es una relación dinámica entre el organismo y el entorno. No diría que los puntos de vista de Noe están ampliamente aceptados en la comunidad neurocientífica.

Bueno, estos son los únicos modelos que he seguido en detalle. Sé que hay otros modelos más complejos, como el modelo de integración de la información de Giulio Tononi , pero este modelo requiere un buen conocimiento de la teoría de la información (así que nunca lo seguí). Si algo de este material necesita más aclaraciones, estoy más que feliz de ampliarlo.

Bibliografía

Para una introducción, intente leer:

• Kouider, S. (2009). Teorías Neurobiológicas de la Conciencia. En Banks, W. (Ed.) Enciclopedia de la Conciencia. Elsevier, vol. 2, 87-100. ( pdf )

Ver también:

• Dehaene S, Changeux JP, Naccache L, Sackur J y Sergent C (2006) Procesamiento consciente, preconsciente y subliminal: una taxonomía comprobable. Tendencias en Ciencias Cognitivas 10: 204–211. ( pdf )

• Lamme VA (2006) Hacia una verdadera postura neuronal sobre la conciencia. Tendencias en Ciencias Cognitivas, 10: 494–501. ( pdf )

Uno de los colaboradores de Koch, Francis Crick (sí, ese Francis Crick, mucho más tarde en su carrera), presentó una teoría interesante con Koch que, aunque tal vez sea un poco exagerada, vale la pena mencionarla en aras de una perspectiva ligeramente diferente.

Crick y Koch postularon el claustrum (ver diagrama a continuación) como uno de los asientos de la conciencia en el cerebro. Koubeissi, Bartolomei, Beltagy y Picard (2014) respaldaron su hipótesis al realizar un mapeo de estimulación eléctrica en una paciente con epilepsia de 54 años, que no respondía a la estimulación en el claustro izquierdo/región de la ínsula anterior. Sin embargo, varias limitaciones en este estudio necesitan más investigación, como una alta corriente eléctrica, 14mA y falta de estimulación en el hemisferio derecho.

Como ya ha leído parte del trabajo de Koch, tiene una idea de sus definiciones de trabajo para la conciencia, pero en resumen

...casi todas las teorías neuronales de la conciencia... necesitan... interacciones continuas entre grupos de neuronas piramidales ampliamente dispersas que se expresan en la corriente continua de percepciones, imágenes y pensamientos conscientes.

http://www.wikinfo.org/upload/8/84/Gray718.png

Ahora, antes de preguntar cómo una pequeña franja de materia gris que se extiende entre dos tractos prominentes de materia blanca podría esencialmente "unir" estímulos de todo el cerebro, considere los siguientes puntos (extraídos principalmente de datos de primates no humanos y gatos):

• Las células tipo I del claustrum reciben información de áreas cercanas de la corteza y también se ha descubierto que se proyectan hacia atrás.

• Existe una superposición significativa entre la representación de las cortezas sensoriales y motoras, las cortezas visuales y las áreas prefrontales, junto con las cortezas motoras y las áreas prefrontales dentro del claustrum.

• Las interneuronas allí pueden poseer una sensibilidad de tiempo más "afinada", apropiada para unir las áreas que responden a estímulos multimodales.

• El cat claustrum, además de las conexiones con las áreas sensoriomotoras y las cortezas visuales, también tiene una sección prominente ventral a las proyecciones visuales que integra la información auditiva.

Crick y Koch afirman que estos puntos apoyan la idea de que el claustrum podría estar actuando como un director (orquestal) de estímulos multimodales. Usando uniones comunicantes (conexiones directas entre las membranas celulares, en este caso se usan como sinapsis eléctricas de alta velocidad), las interneuronas del claustro podrían estar empleando las células tipo I para "tomar" y juntar información de porciones dispares de la corteza simultáneamente.

Por supuesto, una vez que la información está unida, quedaría por ver qué estructuras particulares interpretarían estos datos enlazados. Crick y Koch realmente no comentan sobre esto, pero dado que existen fuertes conexiones bidireccionales con las áreas prefrontales, tal vez el "conductor" también esté enviando señales sobre las cuales se podría activar la atención del lóbulo frontal, pero eso es simplemente un conjetura educada, y no tengo más apoyo para eso.

Entonces, por muy descabellado que parezca, una estructura cerebral que es pequeña en volumen puede tener una representación lo suficientemente significativa de información cortical, la capacidad de proyectar hacia atrás y "conducir" áreas corticales, junto con una columna vertebral interneuronal capaz de sincronizar con precisión, todo lo cual le da alguna oportunidad de ser un asiento importante de la conciencia en el cerebro.

Crick, FC, Koch, C. (2005) ¿Cuál es la función del claustrum? Fil. Trans. R. Soc. B 360: 1271–1279 [DOI] [PDF]

Koubeissi, MZ, Bartolomei, F., Beltagy, A. y Picard, F. (2014). La estimulación eléctrica de un área pequeña del cerebro interrumpe reversiblemente la conciencia. Epilepsia y comportamiento, 37, 32-35. [DOI] [PDF]

Paul Thagard ha estado trabajando con Neural Engineering Framework (NEF) y Semantic Pointer Architecture (SPA) para crear una teoría de la conciencia biológicamente unificada. Esto se presenta en el artículo " Dos teorías de la conciencia: Competencia de punteros semánticos vs. integración de la información ", donde se contrasta directamente la teoría de Thagard con la Teoría de la integración de la información de Tonini.

Básicamente, la competencia entre punteros semánticos que "se descomponen en representaciones neuronales de actividad sensorial, motora, emocional y verbal". Varias simulaciones por computadora se ejecutan y se informan en el documento para demostrar la aplicabilidad de esto a varios aspectos de la conciencia.

Una exploración muy controvertida de la conciencia puede encontrarse en

• Penrose, R. (1994). Sombras de la Mente. Prensa de la Universidad de Oxford, 1ª ed.

Argumenta que la conciencia no puede ser modelada por una máquina de Turing, utilizando el teorema de Godel y luego plantea la hipótesis de que los efectos de la mecánica cuántica en los microtúbulos dentro de las neuronas podrían desempeñar un papel importante en el surgimiento de la conciencia.

Le pregunté a 3 neurocientíficos y 2 investigadores de IA sobre esta perspectiva, todos se quejaron del libro y algunos dijeron que la conciencia es el mero resultado de la emergencia y que no se requiere una mecánica cuántica sofisticada para explicarla.

Entonces (basado en mi encuesta de 5 científicos), este libro no transmite ningún consenso en el campo de la neurociencia. Sin embargo, creo que es, hasta cierto punto, importante considerar argumentos/perspectivas opuestos al estudiar temas.