Michael Merzenich
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Esta máquina, que todos tenemos viviendo en nuestros cráneos me recuerda un aforismo de un comentario de Woody Allen preguntar acerca de qué es lo mejor para tener dentro de su cráneo Y es esta máquina. Y está construido para cambiar. Se trata de cambio. Nos confiere la habilidad de hacer cosas mañana que no podemos hacer hoy, hacer cosas hoy que no pudimos hacer ayer y por supuesto nace estúpido.

La última vez que estuve en presencia de un bebé quien resulta ser mi nieta Mitra no es ella fabulosa? (risas) sin embargo, cuando ella salió a pesar del hecho que su cerebro estaba progresando en su desarrollo varios meses antes con base en experiencias en el vientre. Sin embargo, ella tiene habilidades muy limitadas como todos los niños el el momento de un nacimiento normal y natural completo. Si fuéramos a ensayar sus habilidades perceptuales, estarían crudas. No hay una indicación real de que esté ocurriendo algún pensamiento real. De hecho hay poca evidencia de que hay alguna habilidad cognitiva en un niño muy joven. Los niños no responden a muchas cosas. No hay mucha indicación en realidad de que haya una persona allí. (risas) y ellos pueden sólo de una forma muy primitiva, y de forma muy limitada, controlar sus movimientos.

Pasarán varios meses antes de que este niño pueda hacer algo tan simple como alcanzar y agarrar. por control voluntario, un objeto, y llevarlo, usualmente a la boca. Y pasarán varios meses antes de esto, y veremos una progresión estacionaria larga de la evolución, desde los primeros movimientos, hasta rodar, y sentarse, y gatear, pararse, caminar, antes de que lleguemos a ese punto mágico en el que podemos movernos en el mundo. y aún, cuando miramos en el cerebro vemos un avance realmente resaltable. Para esta época el cerebro puede de hecho, almacenar. Ha almacenado, grabado, puede recuperar fácilmente los significados de miles, decenas de miles de objetos, acciones, y sus relaciones en el mundo. Y aquellas relaciones pueden, de hecho, construirse, en cientos de miles, potencialmente millones de maneras. Para esta época el cerebro controla habilidades perceptuales muy refinadas. y en realidad tiene un repertorio creciente de habilidades cognitivas. este cerebro es por mucho una máquina pensante. y para esta época no hay duda en absoluto de que este cerebro, tiene a una persona. Y de hecho, en esta época controla sustancialmente su propio auto desarrollo. Y para esta época vemos una evolución notable en su capacidad de controlar el movimiento.

Ahora el movimiento ha avanzado al punto donde puede controlar en realidad el movimiento simultáneamente, en una secuencia compleja, en formas complejas, como se requiriría por ejemplo para jugar un juego complicado, como el fútbol. Ahora este chico puede rebotar una pelota de fútbol en su cabeza. Y de donde viene este chico, Sao Paulo, Brasil cerca del 40 por ciento de los chicos de su edad tienen esta habilidad. Usted podría ir a la comunidad en Monterrey y tendría problemas para encontrar a un chico que tenga esta habilidad. Y si lo hiciera, probablemente él sería de Sao Paulo. (risas)

Es otra forma de decir que nuestras destrezas y habilidades individuales son moldeadas en gran medida por nuestros ambientes. Este ambiente se extiende dentro de nuestra cultura contemporánea, con la que se reta a nuestro cerebro. Porque lo que hemos hecho en nuestras evoluciones personales está construido a partir de un gran repertorio de destrezas y habilidades específicas que son específicas para nuestras historias individuales. Y de hecho resultan en una maravillosa diferenciación entre la humanidad. En un modo en que, de hecho, no hay dos de nosotros muy similares. Cada uno de nosotros tiene un conjunto diferente de destrezas y habilidades adquiridas que se derivan todas de la plasticidad, la adaptabilidad de esta máquina excepcionalmente adaptable. En un cerebro adulto por supuesto, hemos construido un gran repertorio de destrezas y habilidades dominadas que podemos realizar más o menos automáticamente de memoria, y que nos definen, como criaturas que actúan, se mueven, piensan.

Ahora estudiamos esto, como los científicos de un laboratorio universitario, nerds, que somos, estimulando los cerebros de animales como ratas, o monos, o de esta criatura particularmente curiosa, una de las formas más bizarras de vida en la tierra, para estimularla en el aprendizaje de nuevas destrezas y habilidades. Y tratamos de monitorear los cambios que ocurren mientras adquiere la nueva destreza o habilidad. De hecho hacemos esto en individuos de cualquier edad, en estas especies diferentes. Es decir desde la infancia, después de la infancia hasta la edad adulta y la tercera edad. Así que podríamos estimular una rata, por ejemplo, para que adquiera una nueva destreza o habilidad que involucraría que la rata use su pata para dominar comportamientos particulares de agarre manual así como podríamos examinar a un niño y su habilidad para adquirir las sub-destrezas o el nivel general global de lograr algo como dominar la habilidad de leer. O podría mirar un individuo mayor que ha dominado un conjunto complejo de habilidades que se podrían relacionar con leer notación musical o realizar actos mecánicos de desempeño que aplican al desempeño musical.

A partir de estos estudios definimos dos grandes épocas de la historia plástica del cerebro. La primera gran época es comúnmente llamada el "Período Crítico". y es el período en el que el cerebro está ajustándose en su forma inicial, su maquinaria básica de procesamiento. Éste es en realidad un período de cambio dramático en el que no se necesita aprender, de por sí, para dirigir la diferenciación inicial de la maquinaria del cerebro. Todo lo que necesita por ejemplo en el dominio del sonido, es exposición al sonido. Y el cerebro en realidad está a la merced del ambiente de sonido en el que se cría. Así que por ejemplo puedo criar un animal en un ambiente en el que hay un sonido tonto sin significado. Un repertorio de sonido que me invento. Esto lo hago sólo para exposición, importante artificialmente del animal y su joven cerebro. Y lo que veo es que el cerebro del animal ajusta su procesamiento inicial de ese sonido de modo que está idealizado, dentro de los límites de sus logros de procesamiento para representarlo de una forma organizada y metódica. El sonido no tiene que ser valioso pare el animal. Puedo criar al animal en algo que sea hipotéticamente valioso, como los sonidos que estimulan los sonidos del idioma nativo de un niño. Y veo que el cerebro en verdad desarrolla un procesador que es especializado. especializado para ese arreglo complejo, un repertorio de sonidos. En realidad exagera su separación de representación, en términos de representación neuronal multi-dimensional.

O puedo exponer al animal a un sonido completamente sin sentido y destructivo. Puedo criar un animal bajo condiciones que serían equivalentes a criar a un bebé bajo un ventilador de techo moderadamente ruidoso en presencia de un ruido continuo. Y cuando hago eso en realidad especializo al cerebro para que sea un procesador que domine ese sonido sin sentido. y frustro su habilidad para representar cualquier sonido significativo, en consecuencia. Dichas cosas en la historia temprana de los bebés ocurren en bebés reales. Y explican, por ejemplo, la hermosa evolución de un procesador específico para el lenguaje en cada bebé desarrollándose normalmente. Y también explican el desarrollo del procesamiento defectivo en una población sustancial de niños que están más limitados como consecuencia, en sus habilidades lingüísticas, a una edad mayor.

Ahora en este período temprano de plasticidad el cerebro en verdad cambia fuera de un contexto de aprendizaje. No tengo que estar atendiendo a lo que escucho. La entrada en realidad no tiene que ser significativa. No tengo que estar en un contexto conductual. Esto se requiere para que el cerebro monte su procesamiento de modo que pueda actuar diferencialmente, de modo que pueda actuar selectivamente, de modo que la criatura que lo lleva, que lo carga, pueda empezar a operar en él de forma selectiva. En la próxima gran época de la vida, que aplica para la mayoría de la vida, el cerebro está en efecto refinando su maquinaria mientras domina un amplio repertorio de destrezas y habilidades. Y en esta época, que se extiende desde el final del primer año de vida hasta la muerte. Está en verdad haciendo este sub control conductual. Y es otra forma de decir que el cerebro tiene estrategias que definen el significado de la entrada al cerebro. Y se enfoca en destreza tras destreza, o habilidad tras habilidad, bajo control específico de la atención. Es función de si una meta en el comportamiento se logra o si el individuo se premia en el comportamiento. Esto es en efecto muy poderoso. Esta capacidad de larga vida para la plasticidad, para el cambio cerebral, se expresa poderosamente. Es la base de nuestra diferenciación real, de un individuo de otro. Usted puede ver el cerebro del animal que se estimula en una destreza específica, y puede ver o documentar este cambio en una diversidad de niveles.

Así que aquí tenemos un experimento muy sencillo. En efecto fue realizado hace como cinco años en colaboración con científicos de la Universidad de Provenza en Marsella. Es un experimento muy simple en donde se ha entrenado un mono en una tarea que involucra que manipule una herramienta que es equivalente en dificultad a un niño aprendiendo como manipular o manejar una cuchara. El mono en realidad dominó la tarea en aproximadamente 700 intentos de práctica. Entonces, al principio el mono no pudo desempeñar esta tarea en absoluto. Tuvo una tasa de éxito de aproximadamente uno de ocho intentos. Estos intentos eran elaborados. Cada intento era sustancialmente diferente del otro. Pero el mono gradualmente desarrolló una estrategia. Y después de 700 intentos o algo así el mono la desempeña perfectamente, nunca falla. Tiene éxito en su recuperación de comida con esta herramienta cada vez. En este punto la tarea se está realizando de un modo fantásticamente estereotipado. Muy fantásticamente regulado, y altamente repetido, ensayo por ensayo.

Podemos ver el cerebro del mono. Y vemos que está distorsionado. Podemos monitorear estos cambios, y hemos monitoreado estos cambios. en muchos comportamientos en el tiempo. Y vemos la distorsión reflejada en el mapa de las superficies cutáneas de la mano del mono. Ahora éste es un mapa, en la superficie del cerebro, en el que, en un experimento muy elaborado, hemos reconstruido las respuestas locación tras locación, en una respuesta altamente detallada de las respuestas de sus neuronas. Vemos aquí una reconstrucción de cómo está representada la mano en el cerebro. En realidad hemos distorsionado el map, para el ejercicio. Y esto se ve en el meñique. Tenemos un par de superficies en las yemas de los dedos que son más grandes. Son las superficies que el mono utiliza para manipular la herramienta. Si miramos la selectividad de las respuestas en la corteza del mono, vemos que el mono en efecto ha cambiado las características de filtro que representan entrada desde la piel, de las yemas de los dedos que están comprometidas. En otras palabras todavía hay una representación sencilla, simple, de las yemas de los dedos en esta área cortical de las más organizadas de la superficie de la piel del cuerpo. El mono lo tiene así como usted. Y entonces ahora está representada en un grano sustancialmente más fino. El mono está adquiriendo información más detallada de estas superficies. Y esto es desconocido, insospechado, quizás para usted, parte de adquirir la destreza o habilidad.

Ahora en realidad hemos visto en varias áreas corticales diferentes del mono aprendiendo esta tarea. Y cada una de ellas cambia de formas que son específicas para la destreza o habilidad. Así que por ejemplo podemos ver el área cortical que representa la entrada que está controlando la postura del mono. Vemos las áreas corticales que controlan movimientos específicos, y las secuencias de movimientos que se requieren en el comportamiento, y así sucesivamente. Están todas remodeladas. Se han vuelto especializadas para la tarea a la mano. Hay 15 ó 20 áreas corticales que cambiaron específicamente cuando se aprende una destreza simple como ésta Y eso representa en su cerebro, cambio masivo, realmente. Representa el cambio en una forma confiable de las respuestas de decenas de millones posiblemente cientos de millones de neuronas en su cerebro. Representa cambios de cientos de millones, posiblemente billones de conexiones sinápticas en su cerebro. Esto es construido por el cambio físico. Y el nivel de construcción que se da es masivo. Piense sobre los cambios que pasan en el cerebro de un niño a través del curso de adquirir sus habilidades de comportamiento del movimiento en general. o adquirir sus habilidades lingüísticas nativas. Los cambios son enormes.

Se trata de las representaciones selectivas de las cosas que son importantes para el cerebro. Porque en la mayoría de la vida del cerebro está bajo control del contexto conductual. Es a lo que usted atiende. Es lo que te recompensa. Es lo que el cebrero mismo ve como positivo e importante para usted. Se trata del procesamiento cortical y la especialización del prosencéfalo. Y en esto subyace su especialización. Esta es la razón por la que usted, en muchas destrezas y habilidades es un especialista único. Un especialista que es ampliamente diferente en su cerebro físico en detalle del cerebro de un individuo hace 100 años. Supremamente diferente en los detalles del cerebro de un individuo promedio hace 1000 años. Ahora, una de las características de este proceso de cambio es que la información siempre está relacionada con otras entradas de información que están pasando en el momento inmediato, en contexto. Y esto es porque el cerebro está construyendo representaciones de las cosas que están correlacionadas en pequeños espacios de tiempo y que se relacionan una con la otra en pequeños espacios de tiempo sucesivo. El cerebro está grabando toda la información y llevando todo el cambio en contexto temporal. Ahora, de forma abrumadora, el contexto más poderoso que ha pasado en su cerebro, es usted. Billones de eventos han ocurrido en su historia relacionados en el tiempo con usted como el receptor, o usted como el actor, ustes como el pensador, usted como el ponente. Billones de veces pedacitos de sensación han llegado desde la superficie de su cuerpo que está asociado siempre con usted como el receptor, y que resultan en su realización. Usted está construido, su ser está construido a partir de esos billones de eventos. Está construido. Está creado en su cerebro. y está creado en el cerebro vía cambio físico. Es una cosa construida de forma maravillosa que resulta en una forma individual porque cada uno de nosotros tiene historias infinitamente diferentes. Y experiencias infinitamente diferentes. que nos llevan a nosotros a esta maravillosa diferenciación del ser, de personalidad.

Ahora hemos usado esta investigación para tratar de entender no sólo como se desarrolla una persona normal, y elabora sus destrezas y habilidades, sino tratar de entender también los orígenes de los deterioros, y los orígenes de las diferencias o variaciones que podrían limitar las capacidades de un niño, o un adulto. Voy a hablar acerca de usar estas estrategias para diseñar en realidad una aproximación basada en la plasticidad del cerebro para hacer correcciones en la maquinaria de un niño que incrementan la competencia del niño como receptor y usuario del lenguaje, y a partir de entonces, como lector. Voy a hablar acerca de experimentos que involucran de hecho, usar esta ciencia cerebral. Primero que todo, para entender como contribuye a la pérdida de las funciones con la edad. Luego utilizándolo en una aproximación dirigida vamos a tratar de diferenciar la maquinaria para recuperar las funciones en la tercera edad.

Entonces el primer ejemplo del que voy a hablar se relaciona con niños con deterioro en el aprendizaje. Ahora tenemos una gran cantidad de literatura que demuestra que el problema fundamental que sucede en la mayoría de niños que tienen deterioros tempranos de lenguaje, y que van a luchar para aprender a leer, es que su procesador de lenguaje se crea de forma defectuosa Y la razón que surge en forma defectuosa es porque temprano en la vida del cerebro del bebé el proceso de la máquina es ruidoso. Así de simple. Es un problema señal ruido, ok? y hay muchas cosas que contribuyen a ello. Hay numerosas fallas heredadas que pueden hacer el proceso de la máquina más ruidoso. Ahora podría decir que el problema de ruido también puede ocurrir con base en la información proveída en el mundo, desde los oídos.

Si alguien, alguno de los que son mayores en la audiencia, sabe que cuando era niño entendíamos que un niño que nace con paladar hendido nacía con lo que llamamos retardo mental. Sabemos que iban a ser lentos cognitivamente. Sabíamos que iban a luchar para aprender a desarrollar habilidades lingüísticas normales. Y sabíamos que iban a luchar para aprender a leer. La mayoría de ellos sería falla intelectual y académica. Eso desapareció. Ya no aplica más. Esa debilidad heredada, esa enfermedad heredada se ha evaporado. Ya no oímos más de eso. A dónde se fue? Bueno, un cirujano Holandés entendió hace aproximadamente 35 años, que si simplemente arregla el problema lo suficientemente temprano, cuando el cerebro todavía está en su período plástico inicial de modo que pueda ajustar esta maquinaria apropiadamente, en este tiempo inicial de montaje en el período crítico, no pasa nada de eso. Qué hace uno cuando trabaja sobre el paladar hendido para corregirlo? Lo que hace básicamente es abrir los tubos que drenan fluido desde los oídos medios que han tenido confiablemente llenos. Cada sonido que el niño escucha sin corrección está silenciado. Está degradado. El lenguaje nativo de un niño es tal que no es Inglés. No es japonés. Es Inglés apagado. Es Japonés degradado. Es basura. Y el cerebro se especializa para ello. Crea una representación de lenguaje basura. Y entonces el niño se queda con eso.

Ahora, la basura no ocurre sólo en el oído. también puede ocurrir en el cerebro. El cerebro mismo puede ser ruidoso. Es ruidoso comúnnmente. Hay muchas fallas heredadas que lo pueden hacer más ruidoso. Y el lenguaje nativo para un niño con un cerebro degradado no es Inglés. Es Inglés ruidoso. y eso resulta en representaciones defectuosas de los sonidos de las palabras, anormal, una estrategia diferente por una máquina que tiene constantes espaciales diferentes. Y usted puede mirar en el cerebro de un niño así y grabar esas constantes de tiempo. Son aproximadamente un orden de magnitud mayores. aproximadamente 11 veces mayor en duración en promedio, que las de un niño normal. Las constantes espaciales son aproximadamente tres veces mayores. Ese niño tendrá deficiencias de memoria y cognitivas en este dominio. Por supuesto las tendrá. Porque como receptor de lenguaje, lo está recibiendo y representando. Y como información representa basura. Y van a tener destrezas de lectura pobres. Ya que la lectura depende de la traducción de los sonidos de las palabras a su forma representativa ortográfica o visual. Si usted no tiene una representación cerebral de los sonidos de las palabras entonces la traducción no tiene sentido. Y usted va a tener la neurología anormal respectiva.

Entonces estos niños cada vez más, en evaluación tras evaluación, en sus operaciones en lenguaje, y sus operaciones en lectura documentamos esa neurología anormal. El punto es que se puede entrenar al cerebro fuera de esto. Una forma de pensarlo es que de hecho usted puede redefinir la capacidad de procesamiento de la maquinaria cambiándola. Cambiándola en detalle. Toma aproximadamente 30 horas en promedio. Y hemos logrado eso en aproximadamente 430,000 niños hoy. En realidad aproximadamente 15,000 niños se entrenan mientras hablamos. Y en realidad cuando usted ve el impacto, el impacto es sustancial.

entonces aquí estamos viendo la distribución normal. En lo que estamos más interesados es en esos niños al lado izquierdo de la distribución. Esto es de aproximadamente 3,000 niños. Usted puede ver que la mayoría de los niños del lado izquierdo de la distribución se están moviendo hacia la mitad o la derecha. Esta es una evaluación amplia de sus habilidades lingüísticas. Es como un test de CI para el lenguaje. El impacto en la distribución, si entrenó a cada niño en Estados Unidos, cambiaría la distribución completa a la derecha y reducir la distribución. Esto es sustancialmente un gran impacto.

Piense en un salón de clase de niños en artes del lenguaje. Piense en los niños en el lado lento de la clase. Tenemos el potencial para mover la mayoría de esos niños a la mitad o al lado derecho. Además del entrenamiento lingüístico exacto también arregla la memoria y la cognición la fluidez del habla y la producción del habla, y una destreza importante dependiente del lenguaje que este entrenamiento permite o sea leer. Y a un grado mayor repara el cerebro. Usted puede mirar el cerebro de un niño. en una variedad de tareas que los científicos tienen en Stanford, y MIT, y UCSF, y UCLA, y un grupo de otras instituciones. Y los niños operando en varios comportamientos lingüísticos, o en varios comportamientos de lectura, usted ve en la mayor extensión, para la mayoría de los niños, sus respuestas neuronales, complejamente anormales antes del inicio, normalizadas mediante el entrenamiento.

Ahora, también puede tomar la misma aproximación para tratar problemas en el envejecimiento. En donde otra vez la maquinaria se está deteriorando a partir de maquinaria competente, está yendo al sur. El ruido se incrementa en el cerebro. y aprender modulación y control es deteriorante. Y de hecho usted puede ver el cerebro de un individuo y presenciar un cambio en las constantes temporales y espaciales con las que, por ejemplo, el cerebro representa lenguaje otra vez. Así como el cerebro salió del caos al principio, vuelve al caos al final. Esto resulta en deterioros en la memoria en la cognición, y en la habilidad y agilidad postural. Resulta que usted puede entrenar el cerebro de dicho individuo, o sea una pequeña población de dichos individuos, entrenar equitativamente intensivamente por aproximadamente 30 horas. Ellos son de 80 a 90 años.

Y lo que usted ve son mejoras sustanciales de su memoria inmediata, de su habilidad para recordar cosas después de un retraso, de su habilidad para controlar su atención sus habilidades lingüísticas y habilidades visuales, espaciales. El índice neurofisiológico general de estos individuos entrenados en esta población es aproximadamente dos desviaciones estándar. Esto significa que si usted se sienta al lado izquierdo de la distribución, y estoy viendo sus habilidades neurofisiológicas, la persona promedio se ha movido a la mitad o al lado derecho de la distribución. Significa que la mayoría de la gente que está en riesgo por senilidad, más o menos inmediatamente, está ahora en una posición protegida.

Mis problemas son tratar de rescatar los ciudadanos mayores más completamente, y en mayor número. Porque creo que se puede hacer, es este ruedo a gran escala. lo mismo para los niños. Mi interés principal es cómo elaborar esta ciencia para tratar otras enfermedades. Estoy interesado específicametne en cosas como el autismo, y la parálisis cerebral, estas grandes catástrofes de la niñez. Y en enfermedades de la tercera edad como Parkinson, y en otros deterioros adquiridos como la esquizofrenia

Sus problemas en relación con esta ciencia, son cómo mantener su propia máquina de aprendizaje de alto funcionamiento. y por supuesto, una vida ordenada en la que el aprendizaje es parte continua, es clave. Pero también en su futuro están los aeróbicos cerebrales. Prepárese para ello. Va a ser parte de la vida diaria, no muy lejos en el futuro. Así como los ejercicios físicos es una parte de cada vida bien organizada en el período contemporáneo. La otra forma en la que finalmente consideraremos esta literatura y la ciencia que es importante para usted es considerando cómo lo puede nutrir a usted. Ahora que lo sabe, ahora que la ciencia nos está diciendo que usted está a cargo, que está bajo su control. que su felicidad, su bienestar, sus habilidades, sus capacidades, son capaces de modificación continua, mejora continua, y usted es el agente y parte responsable. Por supuesto mucha gente ignorará esta advertencia. Pasará un largo tiempo antes de que realmente lo entiendan. (risas) Bien, eso es otro problema, y no es mi culpa. (Ok, gracias) (aplausos)