Biologia De La Memoria

BIOLOGIA DE LA MEMORIA APRENDIZAJE Y MEMORIA Definimos aprendizaje como un cambio en el comportamiento basado en la experiencia. La memoria es el depósito de nuestra experiencia. Nuestra maduración del pensamiento parte de nuestra propia experiencia. Pensar es una técnica operativa mediante la cual la inteligencia actúa sobre la experiencia con un propósito, que es resolver un problema. Este párrafo merece leerse varias veces. Estamos asistiendo a una época en que la biología se propone desmistificar al cerebro. Ya no es una caja negra mágica donde ingresan las señales de una perturbación y egresa una manera práctica (decir, hacer o ignorar) que logre la atenuación de esa perturbación. La palabra "mágica" de esta descripción está desapareciendo. Una de las promesas que hemos formulado desde el comienzo del presente texto se refiere a la comprensión de la memoria y del aprendizaje. Nuestro camino hacia el tema siguió una ruta que pasó por una primera lectura de Hopfield acerca de la autoorganización del cerebro (lectura 20) y ahora sigue en la dirección de la segunda lectura de dicho autor, algo más abajo (lectura 72). Esto coincide con la evidencia de Karl Lashley. Enseñó a pequeños animales a resolver determinados problemas y sistematicamente les extirpaba, a diferentes ejemplares, una porción del cerebro. Nunca pudo encontrar un sitio para la memoria donde estaba guardada la solución. La cantidad de memoria era proporcional, además, a la cantidad de tejido que dejaba sin extirpar. Lashley señaló: la memoria está presente en ninguna y en todas partes. Nosotros, como seguidores de Hopfield, decimos que estas actividades cerebrales están en mapas diferentes, ubicados en la red compleja y autoorganizada de neuronas interconectadas. MEMORIA Y CONCIENCIA En lo que sigue, aceptamos acriticamente que hay una conciencia (superego), una preconciencia (ego) y un inconciente (id + religiosidad inconciente). La conciencia se estudiará en el capítulo siguiente y por ahora diremos tentativamente que gracias a ella nos damos cuenta de nosotros mismos y del ambiente que nos rodea, de tal manera de responder a los estímulos externos de una forma aprendida y memorizada, no meramente refleja. La preconciencia concilia las necesarias relaciones entre el superego por un lado y el id + religiosidad inconciente por el otro. El inconciente es el sitio de los instintos y de los impulsos instintivos inconcientes, así como de la religiosidad inconciente. Cuando respondemos a los estímulos externos en una forma refleja y determinista, estamos dejando que opere el inconciente. La vida intelectual y el habla son función del inconciente y del conciente.. La memoria contribuye a caracterizarnos como seres concientes, capaces de hablar y de dirigir movimientos musculares aprendidos (procedimientos). Nuestro cerebro recibe estímulos que amortigua moviendo músculos, hablando u omitiendo la palabra o el procedimiento de gestos. Para todo ello cuenta con la memoria. La memoria se puede modelizar como formada por un proceso de tres etapas secuenciales. Primera - desde el exterior llegan informaciones ya incipientemente procesadas por los sentidos fisiológicos en depósitos temporarios amortiguadores. Segunda - pasan a una memoria de trabajo o de corto alcance que describiremos segun el modelo de Atkinson y Schiffrin. La memoria de trabajo permite mantener en la conciencia un conjunto de representaciones asociadas con estímulos que fueron percibidos pero que han sido removidos de la percepción, así como percepciones de la memoria más durable que vuelven a la de trabajo para tareas de elaboración. Tercera - pasan a una memoria de largo alcance, más durable, que puede servir, en zonas separadas, para guardar información de procedimientos nodeclarativos (habilidades manuales aprendidas), característica de animales provistos de sistemas nerviosos con aprendizaje; y para guardar información de conocimiento declarativo, relacionada con el habla, característica humana y no del resto de los animales. Hay una componente de memoria asociativa, que estudiaremos segun el modelo de Hopfield. Pruebas: Nos pueden dar un golpe en la cabeza y nos olvidamos del pasado (amnesia), pero lo que nos pasa de allí en más es bastante normal, en el sentido que volvemos a recordar cosas de allí en adelante. Muchas memorias perdidas - sin golpes - vuelven: o sea que no perdemos la memoria sino la capacidad de recuperarla. Podemos sufrir una lesión en el hipocampo y perdemos la capacidad de transferir los datos de la memoria corta a la memoria larga, nos acordamos de la niñez pero no donde estamos ahora. Hay otras personas que han sufrido accidentes en el hipocampo, la amígdala cerebral y la corteza entorrinal, que no les prohiben adquirir habilidades o recordar recetas aprendidas luego del accidente, pero los incapacita para recordar quién se las enseñó y en qué circunstancias. Esas zonas del cerebro, aunque afectadas, no destruyen tampoco a la memoria inmediata o de corto término. Hay

accidentados de la región occipital y temporal que cuanto más hacia adelante sea la afección (amnesia) tanto más grave es. Si es más trasera, pueden entregar conocimientos asociativos de baja complejidad (responden bien si se le pregunta si un dado animal es de la familia de los lobos) pero no de alta complejidad (relaciones). La idea de que hubiese un almacén único no cierra frente al estudio de otro conjunto de accidentados. Se encuentran casos donde el daño a la memoria de trabajo, sin la cual no se puede acceder al resto del sistema, no vuelve amnésicos a esos accidentados, que no tienen problemas con las circunstancias normales de la vida diaria. MODELO DE ATKINSON Y SCHIFFRIN La memoria de trabajo o sistema de almacenaje a corto plazo, que es capaz de guardar y manipular información o transferir información hacia una memoria más durable, se debe imaginar como formada por varios subsistemas, digamos tres zonas. 1) un controlador de atención central, el ejecutivo central, 2) un subsistema esclavo tipo pizarrón provisorio para anotar datos visuales y espaciales para el manejo y el almacenamiento de imágenes visuales y espaciales, formado por 2.1) contribución visual a la imagen visual-espacial: en ambos hemisferios se guarda la información del patrón que adopta la forma y la información pictórica. 2.2) contribución espacial a la imagen visual-espacial: en el hemisferio izquierdo se guarda la información espacial, que permite la orientación geográfico-espacial de la que carecen muchas personas (que se orientan incorrectamente). El sitio de alojamiento es curioso, porque estas funciones son más bien del otro hemisferio. 3) otro subsistema esclavo que es un bucle articulatorio o vocal para el manejo y el almacenamiento de imágenes verbales. La palabra "bucle" o rulo se refiere a un camino circular. Se distinguen 3.1) contribución verbal al bucle; un almacenaje de información que son palabras para los que saben hablar y de signos de la mano para los sordomudos, que dura 1 o 2 segundos 3.2) Un sistema de control y de preensayos, encargado de dar continuidad al flujo de información necesario para que la memoria más durable aporte información secuencial. Ejemplo: se le pregunta a usted: ¿Cuántas ventanas hay allí donde usted vive? El ejecutivo central (1) selecciona una estrategia para resolver el problema plantado. Por ejemplo, hacerse una imagen de la residencia y contar. Para hacerse la imagen visual-espacial llama al subsistema esclavo (2), que se oriente en el espacio con (2.2) y que visualice con (2.1). Enseguida llama al subsistema (3) para que haga la cuenta, con lo cual con (3.1) se dice en el idioma en que uno piensa "uno" y con (3.2) se prepara mentalmente la tarea repetitiva de asegurar que haya continuidad en la cuenta. Se sabe que muchos se confunden y detienen el proceso si las palabras suenan igual y significan dos cosas diferentes. O sea que (3) tiene que ver con la articulación de la palabra. Nótese que hay algo que repite y hay algo que manda repetir: se forma un círculo que se suele denominar BUCLE. De allí el término "bucle articulatorio o vocal" y su representación gráfica que lo indica a la derecha. Fig. Baddeley ¿Cómo sé lo que pienso hasta que no me escucho lo que voy diciendo? Con esta expresión se indica que hablamos tan rápido que solamente sabemos lo que pensamos sobre algun tema inesperado, escuchando nuestra respuesta, que salió de nuestro razonamiento basado en la experiencia memorizada. Como la contestación la prepara la memoria de corto alcance, requiriendo la ayuda de la otra de largo alcance, todo ocurre en el inconciente fuera del nivel conciente hasta que, al oirnos a nosotros mismos, se nos vuelve al mismo tiempo conciente. El bucle prepara para el futuro inmediato lo que vamos a decir un rato muy corto después. Como el futuro es impredectible, tambien es, para nosotros, impredectible qué y cómo vamos a hablar o actuar. La tarea de hablar está orientada hacia el futuro, en muy corto intervalo de tiempo estoy preparando lo que voy a decir, salvo circunstancias excepcionales en que voy a repetir en voz alta algo memorizado de antemano. O sea que hay una autoorganización circular donde la planificación inconciente y el pensamiento preconciente sintetizan y organizan la intención antes de alguna de estas tres cosas:

* acción de huída o de agresión, disimulada por la cultura, siempre comandada por el cerebro * emisión de palabras, comandada por (3.2) y jerarquicamente por (1), * omisión conciente de toda respuesta (quedarnos al mismo callados e inactivos). MEMORIA DE LARGO ALCANCE O DURADERA MODELO DE HOPFIELD DE LA MEMORIA ASOCIATIVA El cerebro almacena en dos lados de la memoria de largo alcance de los sucesos por los cuales pasó y qué aprendió:

* en la memoria del lenguaje o perceptual, ubicada en las estructuras de los lóbulos parietales y temporales y * en la memoria instintiva y motora, ubicada en las áreas frontales, entre otras regiones que no enumeramos. El hemisferio derecho casi siempre se encarga del uso del espacio en la descripción de relaciones topográficas y el hemisferio izquierdo actúa como mediador entre el uso del espacio y las relaciones sintácticas del habla. Ya hemos estudiado anteriormente las contribuciones de Hopfield con respectoa esteblacer que una neurona sola no es una neurona, en el sentido que se necesita formar aunque sea una red mínima, con por lo menos dos neuronas, para visualizar la función de una neurona en búsqueda de su mínimo de energía o de sus atractores.

MEMORIA ASOCIATIVA Reflexionamos un instante en nuestros propios recuerdos. Si pensamos en María, de Junín, una persona amiga, nos vendrá a la memoria muchos datos: nombre, edad, color de pelo, estatura, ocupación, formación educativa, familia, casa, experiencias que hemos compartido de las cuales podemos hasta recordar hábitos de comida y de bebida, aficiones y preferencias y así. Todos esos hechos se articulan y constituyen nuestro recuerdo de esa persona. La forma cómo recuperamos de nuestra memoria este tipo de recuerdos nada tiene que ver con una agenda donde tenemos nombre, dirección y teléfono. En lugar de direcciones de almacenamiento se utilizan fragmentos de la propia información. Imaginemos un espacio de muchas dimensiones cartesianas, cada uno de cuyos ejes estuviese rotulado con uno de los atributos que puede tener una persona. Un eje sería de estaturas; otro el de color de cabello, éste el de peso, aquél el de todas las personas que al comer mariscos en buen estado sienten placer, el de más allá el de todas las Marías, en otro eje todos los residentes de Junín, y así sucesivamente. Cada uno de nuestros amigos ocupa un punto particular de ese espacio. Dado que el número de nuestros amigos es muy pequeño en comparación con el conjunto de todos los individuos posibles, si pusiéramos una marca en la posición de cada una de las personas que conocemos, serían muy pocos los puntos marcados en el seno de un espacio muy grande. Cuando alguien nos da información parcial acerca de una persona, por ejemplo sexo, color de pelo y peso, pero no el nombre, está describiando aproximadamente una porción del espacio de gente posible. La tarea de una memoria asociativa se aplica en este caso a la de hallar, entre nuestros conocidos, aquél que mejor se ajuste a los datos parciales. Tank y Hopfield - Computación conjunta de circuítos neuromorfos, Inv y Ciencia No. 137, p. 44.

Presentamos a continuación una gráfica de un paisaje con cuestas y valles que intentan hacer un modelo gráfico de una descripción de la memoria que se intenta hacer para mucho más de tres dimensiones, como está simplificado en el diagrama. Una gota de agua cae desde la cuesta al valle siguiendo alguno de los recorridos marcados. La superficie podría marcar una ruta para recuperar una memoria asociativa dada. Los valles representan recuerdos o ATRACTORES almacenados como sistemas de informaciones asociadas (las X). Si se inicia la ruta a partir de un fragmento de la información, o sea de una información incompleta, se seguirá la senda hasta el valle más cercano, que contiene la información completa. Si fue una equivocación, porque no era María la evocada, sino alguna otra flaca y morocha, excitaremos otra vez el sistema para partir de la misma cumbre, pero bloqueando el camino hacia el valle "María, la de Junín, etc., etc." para hacer un segundo intento de descenso.

Cabe aclarar que un circuito de este tipo tiene muchas aplicaciones adicionales que tienen parecido con explicar la memoria asociativa como atractor. Cambiando el nombre de los ejes, puede ser una DECISION CONJUNTA de varias sentidos fisiológicos para decidir si un cracker es o no tan crocante como nos gustaría. O muchas otras situaciones donde se parte de un estado inicial mental (ignorancia) y se llega a un estado que corresponde a una "solución" (decisión). Como la mente es perezosa, uno de los aprendizajes más importantes es el de concentrarse para eliminar las primeras soluciones que se nos ocurran para privilegiar otras más creativas, por el simple expediente de romper nuestras pautas habituales en el uso de la valiosa experiencia de la cual partimos. Concentrarse es algo aprendible y ejercitable. Crear no es algo mágico ni suprahumano, sino que es siempre romper las pautas como una regla más y una costumbre aprendible. Las explicaciones anteriores deben unificarse con las reglas de formación de redes tentativas, refuerzo de las redes útiles, necrosis de las zonas inútiles de la red, mapas para cada sentido fisiológico o para cada contribución mental parcial a un proceso mental conjunto, reentrada y selección de los mapas que deben cooperar para la decisión conjunta y reentrada "final" o mejorable con una segunda tentativa bloqueando la primera. Bibliografía: Edward de Bono, Aprender a pensar, Plaza y Janes, Barcelona, 1987

NEURONAS, APRENDIZAJE, MEMORIA, INTELIGENCIA Doctor, ¿tenemos todos la misma cantidad de neuronas? ¿Esto puede influir en la inteligencia del hombre? Tenemos generalmente el mismo número, pero lo que es seguro es que la inteligencia del hombre no es proporcional al número de neuronas. No es tampoco proporcional al volumen del cerebro. Es la manera cómo se hacen las conexiones entre las neuronas. Estas células forman una inmensa red que tiene una cantidad infinita de conexiones. Sabemos ahora que esas conexiones no están terminadas al nacer y que en particular la educación y todas las influencias exteriores modifican y desarrollan algunas de esas conexiones. Y, por lo contrario, dejan atrofiarse otras. El ejemplo más tradicional es que si no se enseña a un niño a hablar en la época sensible para ello, después de un tiempo se atrofian las neuronas y ya será difícil que hable. Entonces hay un intercambio entre las influencias del mundo exterior, la educación, el entorno y la fabricación de esas conexiones. El conjunto de lo innato y de lo adquirido es lo que modela nuestra inteligencia y no la cantidad de neuronas. - Ahora, en algunos chicos lo innato es más importante que lo adquirido. - Son dos cosas de naturaleza distinta. Es ridículo defender el todo adquirido en contraposición del todo innato. Todo nuestro pensamiento, toda nuestra inteligencia, están hechas de una mezcla, de un encuentro entre lo innato y lo adquirido. Lo innato son las predisposiciones, que si no son utilizadas por lo adquirido, no sirven para nada y hasta desaparecen. Por ejemplo, un chico tiene predisposición para tocar el piano y que lo llevará a ser un buen pianista solamente si estudia. - Me refiero a dos chicos que reciben la misma educación y uno es más brillante que el otro. - Las predisposiciones innatas no tienen por qué ser las mismas. ¿Si se pierde la memoria uno es menos inteligente? - Cierto, pienso que una parte de la creación científica o artística depende de las asociaciones de ideas y, por consiguiente, de la memoria. Entrevista a Jean Hamburger por la escritora Odile Baron Supervielle, La Nación, Sección 7, pag 6, 26 enero 1992. CONCLUSIONES RAZONADAS Han quedado aclarados una serie de mecanismos mentales donde la memoria (registro de la experiencia) se nota que tiene un papel preponderante en las actividades racionales y cotidianas. La reentrada entre diversos mapas es lo que configura la típica tarea mental. Bibliografía Plum Baddeley Bellugi Hopfield