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Metaanálisis de la conciencia y posibles Aplicaciones Prácticas

Por Carolina Prado Pino

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Imagen escaneada del cerebro

13 de Oct de 2020 · Educación y Sociedad

El objeto de estudio de este trabajo es hacer una investigación sobre el conocimiento actual de la conciencia. Realizo un análisis de varias investigaciones respecto a este tema, por lo que la modalidad elegida es revisión bibliográfica.
La estructura de este proyecto consta de dos partes: una parte A, formada por las investigaciones más teóricas. Esta parte se encuentra al princípio porque creo que se debe comenzar comprendiendo teóricamente el fenómeno. Luego encontramos la parte B, en la que las investigaciones se centran en investigaciones fisiológicas sobre la anatomía cerebral y su funcionamiento.

Seguidamente encontramos un apartado de aplicaciones prácticas posibles, donde a raíz de lo encontrado en la revisión de investigaciones, elaboro formas de usar los hallazgos encontrados para una posible mejora del conocimiento práctico de este fenómeno, por ejemplo con pacientes con daño cerebral.

Por último, en las conclusiones finales, la más importante es que a día de hoy no hay consenso sobre cómo definir la conciencia, y que no se sabe muy bien qué es, ni donde ni cómo se sustenta. Otra de las conclusiones es que parece ser que la conciencia no se encuentra en un lugar puntual del cerebro, como lo hacen otras funciones. Parece que la conciencia surge de una actividad global del cerebro. En otras investigaciones encuentro conclusiones muy puntuales, como por ejemplo si la PCC (corteza cingulada posterior) tiene una participación fundamental en este proceso.

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1. Introducción

El estudio de la conciencia en el último siglo ha llamado la atención en distintas áreas de investigación; medicina, biología, psicología, neurociencia… Hay investigaciones sobre esta temática desde todas estas ramas. Han sido elegidas para este estudio las que aportaban un contenido teórico, histórico y epistemológico del concepto, y las que tenían como objeto principal de estudio la conciencia.
Este trabajo ha consistido por tanto, además de en investigar qué han encontrado otros autores, en aportar, con la unión de todos los datos que he encontrado, una visión nueva, más global, que no he encontrado en ninguna de las investigaciones estudiadas.

2. Método, diseño y recogida de datos


Este trabajo ha sido una investigación de un conjunto de investigaciones; revisión bibliográfica.
Los artículos científicos han sido obtenidos a través de la UNED. En el buscador mi palabra clave es “conciesness”.
Hago un resumen de cada artículo, y dentro de cada uno realizo una conclusiónpropia. Finalmente expongo todas las conclusiones, tanto de los artículos como las de elaboración propia.

3. Artículos científicos


A. Enfoque global

The construction of anosognosia: History and implications

Marková y Berrios. Cortex 2014.

Estos autores hacen un repaso de la formación del concepto de anosognosia (diagnóstico de la falta de consciencia) y del de conciencia.

En el siglo XIX el concepto de conciencia fue “psicologizado”. Empezó a ser considerada como parte central de la mente y del cerebro (Sheperd, 2015). Este proceso culminó con el trabajo e Laycock (1845; 1896) que situó la conciencia en la cranial ganglia, pero como un mero acompañamiento de la percepción. La conciencia no tenía un rol causal.

Anton y Babinski construyen el término anosognosia también en el siglo XIX. Se realiza una distinción la cual será la básica para la discusión de su definición:

a. Conciencia tipo 1: conciencia como función mental independiente, y por tanto, ubicada en una región concreta del cerebro.

b. Conciencia tipo 2: conciencia como epifenómeno o característica secundaria que aparece asociada a cada función mental u órgano sensorial.

Según si nos enmarcamos dentro de una definición u otra, el concepto de anosognosia difiere junto con su marco:

  1. Anosognosia en la conciencia tipo 1: la región del cerebro donde se sitúe la conciencia debe estar conectada a cada región sensorial (sería un conexionismo típico modelo de Wernicke). La anosognosia se explicaría como un síndrome de desconexión.
  2. Anosognosia en la conciencia tipo 2: aquí requiere ser dividida en varios tipos de lesiones, como desorden sensorial, desorden de memoria, etc… (según sea la lesión principal a la que acompañe).

 

Como conclusión podemos finalizar diciendo que todos estos estudios no desembocan en ningún punto en el que haya acuerdo universal. La definición, funcionamiento y ubicación de la conciencia no se ha hallado de forma definitiva a día de hoy.

From unilateral neglect to the brain basis of consciousness

Marcel Kinsbourne, New School University de Nueva York. Cortex, 2006.

Este autor ha escogido la negligencia unilateral no por su interés en sí mismo, sino por su relevancia en la comprensión de la conciencia.

Expone tres ideas principales:

  • Propone un modelo de conciencia descentrado. Esto significa que la conciencia no se halla en una zona única y concreta del cerebro.
  • Se propone clarificar el estado mental al que nos estamos refiriendo cuando hablamos de conciencia. Le interesa el marco teórico en el que se describe este término, además de describir en sí mismo el concepto.
  • La tercera idea es, a mi juicio, la más relevante y sorprendente, es que la conciencia no es la responsable de las acciones o fenómenos a los que está asociada, al contrario, emerge cuando el resultado final se ha alcanzado, y eso descarta su autoría en tales fenómenos.

Do conscious perception and unconscious processing rely on independent mechanisms? A meta-contrast study

Peremen y Lamy, Universidad de Tel Aviv, Israel. Consciousness and Cognition, 2013.

Como su título indica, en este trabajo de investigación sus autores pretenden estudiar si la percepción consciente e inconsciente se realiza dentro del mismo mecanismo cerebral, o son mecanismos diferentes sustentados por zonas diferentes.

Las pruebas que realizan consisten en comparar la percepción consciente y el proceso inconsciente cuando están bajo la misma condición experimental.

Conclusiones:

  • Los resultados muestran que bajo las diferentes medidas subyace un mecanismo común, es decir, están midiendo la misma entidad.
  • Las diferencias en el priming son debidas a la atención al prime, más que a diferencias en la percepción consciente. Por tanto, si la percepción consciente e inconsciente tuviera mecanismos diferentes, se habría identificado una variable que las modula.
  • No hay evidencias de que la percepción consciente y los procesos inconscientes se basen en mecanismos independientes.

B. Estudios específicos

Abnormal structural connectivity between the basal ganglia, thalamus, and frontal cortex in patients with disorders of consciousness

Weng et. Al., centro de estudios de psicología aplicada, China. Cortex 2017.

En esta investigación, su autor trata de demostrar si la conectividad de la sustancia blanca cambia en pacientes DOC (diorder of conscious). Con 13 pacientes DOC y 17 controles estudiaron la red estructural de la WM (White matter), con datos de un tensor de imagen, DTI (tensor de difusión).

Informan de que un número creciente de estudios de neuroimagen sugieren DOC un síndrome de desconexión (Fernandez-Espejo et. Al 2012). La conciencia se considera de tipo 1.

Schiff 2008, 2010 propuso la hipótesis del mesocircuito. Consiste en el tálamo, estriatum, cortex frontal, y cortex parietal/occipital/temporal, con el rol central del tálamo como nodo privilegiado en la neuromodulación en DOC (Shiff, 2008, 2010, 2016, Giacino et al. 2014).

Considerando que la desconexión funcional del circuito tálamo-cortical quizás es originada por una conexión patológica de la WM, este estudio pretende saber si la desconexión estructural de la WM existe entre cortico-basal ganglia, thalamus y cortex frontal en pacientes DOC.

En este estudio se basan en un modelo de red llamado “connectome” (Hagmann 2005, Sporns et al. 2005), el cerebro completo es como una red interconectada consistente en nodos (sustancia gris, GM) y bordes (WM, sustancia blanca).

Sus conclusiones son:

  • Conexión estructural reducida entre BG, tálamo y cortex prefrontal
  • Propiedades nodales reducidas en el BG, tálamo y regiones frontales y occipitales.
  • Conectividad reducida en el NBS-subred derivada.
  • En DTI, una FA reducida y RD incrementada en la WM.

Esto sugiere que:

  • La conectividad estructural anormal de los pacientes DOC puede ser debida a los daños en la mielina de la WM.
  • Encontrar una conectividad anormal en BG, tálamo y cortex frontal revela una base estructural de la desconexión funcional de esta zona.

Conclusión:

  • Sostienen un modelo de conciencia tipo 1, en la que ésta se presupone ubicada en una o en varias zonas determinadas del cerebro.
  • En este estudio sus autores concluyen que el tálamo, cortex frontal y BG tienen una conectividad reducida debida a daños en la WM, lo cual se comprueba que está asociado a pacientes DOC.

The right hemisphere and the dark side of consciusness

Keenan et al. Motclair State Uniersity USA. Cortex 2005.

Comienzan con un marco teórico, exponiendo que:

  • Los módulos del cerebro no existen por sí mismos, sino que hay que ver el cerebro como una entidad unitaria.
  • No hay una definición de conciencia única.

Sostienen una diferencia entre “self-recognition” y “self-awareness”. ¿Son equivalentes estos conceptos? Lewis encontró evidencia de que poseer una es indicativo de ostentar la segunda (Lewis et Al. 1989,1990. Lewis 1990, 1992, 1993).

Evolutivamente la conciencia tiene que tener algún beneficio para que se justifique el coste de energía para que se mantenga. Proponen dos:

  • Proyectarnos en el pasado, el futuro y controlas situaciones gracias a ello.
  • Teoría de la mente, empatía, relaciones sociales, detectar engaño y decepción.

La segunda de las opciones sucede en el hemisferio derecho, por lo que esto apoya la hipótesis del hemisferio derecho como dominante en términos de consciencia.

Conclusiones:

  • No hay definición de conciencia, por lo que no se conoce qué es.
  • El hemisferio derecho es el dominante en el fenómeno de “self-awareness”.

P3b, consciousness, and complex unconscious processing

Silverstein et al. Universidad de Michigan, USA. Cortex 2015.

El objetivo de este estudio es demostrar que la onda P3b que se presupone NCC (correlato neural de la conciencia), asociada a actividad lenta y tardía, puede ocurrir bajo condiciones subliminares, es decir, no conscientes. Además de ocurrir en todo el cerebro.

Método y conclusión de los autores

Comprueban si 44 sujetos sanos detectan diferentes estímulos, mostrados tanto de forma consciente como inconsciente, monitorizados mientras se controla la actividad cerebral mediante ERP.

Sus resultados contradicen la predicción de la teoría del P3b NCC:

  • P3b ocurre bajo condiciones subliminales
  • P3b es correlato de una actividad inconsciente de forma global y distribuida en el cerebro.
  • Por tanto, P3b no es un NCC

Conclusión

  • Procesos complejos que ocurren durante la onda P3b no son conscientes.
  • Claramente se habla de la conciencia fenomenológica como un acompañamiento de la conciencia reflectiva (acompañamiento, no autora).
  • Los procesos inconscientes son complejos y suceden de forma tardía.
  • Los resultados de este estudio van en la misma línea que los demás que componen este trabajo de investigación: la conciencia (e inconsciencia) es algo diferente a lo esperado.

Impaired consciousness is linked to changes in effective connecctivity of the posterior cingulate cortex within the default moede network

Crone et al. Paracelsus Medical University Austria. Neuroimage 2015.

La hipótesis de estudio es que la conectividad efectiva del PCC y su rol como foco conductor está alterado en pacientes con alteraciones de conciencia, y dicha alteración está relacionada con el nivel de conciencia.

Se utiliza un nuevo método DCM (dynamic causal modeling) de interpretación de neuroimagen funcional para fMRI.

Utilizan 15 pacientes MCS (minimally conscious state), 17 VS/UWS (vegetetativa state/unresponsive wakefulness) y 13 controles sanos.

Conclusión de los autores

  • En DCM los sujetos sanos han demostrado que PCC es objetivo de fuertes conexiones con eferencias anteriores y posteriores y aferencias anteriores y laterales.
  • En pacientes VS/UWS la conectividad es reducida y PCC oscila fuertemente.
  • MCS y grupo control oscila de forma suave.
  • En sujetos sanos la conectividad inter-hemisférica es recíproca, en sujetos VS/UWS parece haber desequilibrio en esta conectividad.

Conclusiones

  • Se encuentra que el PCC es un centro de integración e interconectividad. Tiene más responsabilidad por tanto que otras zonas del cerebro en la existencia de conciencia, pero no es una zona puntual donde la conciencia se localice, apoya la conciencia tipo 2.
  • En esta investigación tampoco encuentro ningún intento de elaborar una teoría global del funcionamiento de la conciencia. Se investiga una zona concreta, y de forma somera se menciona que la conciencia está en la actividad global de las conexiones.

Association of medial prefrontal cortex connectivity with consciousness level and its outcome in patients with acquired brain injury

Liu et al. Universtiy Hangzhou, China. Journal of Clinical neuroscience 2017.

El objetivo en general de estos autores es mapear la actividad del cerebro el pacientes DOC. Concretamente se centran en correlacionar alteraciones del mPFC con los cambios de conciencia.

Teniendo en cuenta la severidad del desorden de conciencia:

  • Pacientes DOC: muestran conectividad reducida en PCC/PCU y LPC-R y aumento en mPFC
  • Pacientes MCS: primeramente muestran incremento en mPFC sin decremento en PCC/PCU o LPC-R.
  • Pacientes UWS/VS: conectividad reducida en PCC/PCU sin aumento en mPFC.

Estos resultados muestran que la integridad de la conectividad funcional relacionada con DMN, principalmente PCC/PCU, LPC-R y mPFC es un estado dinámico y determina el nivel de conciencia. La conectividad del mPFC es un indicador de la recuperación de la conciencia.

Conclusión:

Observo que se repite en este artículo de nuevo el PCC como lugar de especial importancia en la conciencia. También el mPFC pero en menor medida.

También se resalta la conectividad (que utilizan como fenómeno a correlacionar con la conciencia) como un estado dinámico. Esto casa con una de las perspectivas mencionadas en artículos anteriores, en la cual se postula la conciencia como un estado de conectividad en movimiento, que a su vez converge con la idea de que la conciencia no está ubicada en un lugar concreto, sino que es el resultado de la actividad conectada de múltiples lugares.

Shedding new light on disorders of cosciousness diagnosis: The dynamic functional connectivity

Naro et al. IRCCS Centro Neurolesi, Italia. Cortex, 2018.

El objetivo de este estudio es identificar patrones DFC (dynamic functional connectivity) en pacientes DOC que puedan diferenciar el estado entre MCS yUWS.

Sus resultados muestran que el deterioro de la conciencia está caracterizado por el deterioro de la organización de patrones topográficos del DFC en las frecuencias gamma y alpha. Solo los pacientes MCS muestran cambios temporales en WPLI gamma, que correlacionan con el nivel de conciencia y con respuestas comportamentales.

Conclusión

  • En pacientes DOC se da una compensación de la actividad neuronal, la cual aumenta en zonas concretas (parietales y frontales). Concretamente en pacientes MCS aumentan las frecuencias gamma y alpha. De esta forma se puede hacer un diagnóstico diferencial entre MCS y UWS, ya que en estos últimos no se da este aumento de frecuencias.

3.1. Posibles aplicaciones prácticas

Creo imprescindible resaltar la necesidad de investigar teóricamente cualquier fenómeno psicológico antes de elaborar procesos prácticos, ya que es el conocimiento de qué es y cómo funciona tal proceso lo que va a hacer poder solventar las necesidades prácticas que los pacientes y los profesionales que los ayudan requieren.

Posibles aplicaciones:

  • Mejorar el diagnóstico diferencial entre pacientes MCS yUWS mediante el análisis de las frecuencias alpha y gamma en WPLI para así iniciar lo más tempranamente posible la terapia, ya que esto aumenta las posibilidades de recuperación.
  • Utilizar la conectividad del mPFC en MRI como indicador de recuperación de la conciencia. La mayoría de las veces este diagnóstico se deja en espera a la expectativa de la evolución del paciente, y esto es tiempo perdido que puede derivar en malos resultados debido a una tardía puesta en marcha de la recuperación.

4. Conclusiones

  • Todos los autores, de forma clara la mayoría o de forma indirecta otros, afirman que no se conoce el funcionamiento de la conciencia.
  • La conciencia se localiza en una actividad integral del cerebro, no en una zona concreta. Según la tipificación inicial de esta investigación sería una conciencia tipo 2.
  • La conciencia es un fenómeno dinámico. Al sustentarse en una zona amplia del cerebro, su funcionamiento es en red, y esta red funciona de forma fluida y con oscilaciones.
  • La conciencia y la inconsciencia se sustentan en un mecanismo común y unitario, dependen del mismo proceso, no son entidades independientes.
  • Los pacientes DOC muestra una conectividad reducida del tálamo, cortex prefrontal y BG debida a una disminución o daño de la WM (sustancia blanca).
  • La autoconciencia se localiza en el hemisferio derecho.
  • Los procesos inconscientes son complejos y tardíos. Esto se ha demostrado gracias al análisis de la onda P3b, que demuestran que sucede en procesos inconscientes y no solo en procesos conscientes.
  • El PCC, la zona cortico-talámica, y las zonas parietales y frontales son lugares de especial participación en la conciencia
  • En pacientes DOC la actividad del mPFC aumenta como compensación de un daño cerebral adquirido; es un indicador de recuperación en pacientes DOC.
  • El deterioro de los patrones topográficos del DFC en las frecuencias alpha y gamma indica DOC, además facilita un diagnóstico diferencial entre pacientes MCS y UWS.
  • La conciencia no es la autora de las decisiones, razonamientos, operaciones mentales, etc. La conciencia es un acompañamiento de tales procesos. A la conciencia solo llegan los resultados.
  • La comprensión de la consciencia no se puede basar en la medición de determinados fenómenos. Todos estos datos, si bien son útiles y nos aportan información, necesitan de un marco teórico en el que interpretarse y entender qué significan.

Referencias

Crone, Schurz, Höller, Bergmann, Monti, Schmid, Trinka y Kronbichler (2015). Impaired consciousness is linked to changes in effective connectivity of the posterior cingulate cortex within the default mode network. Neuroimage (110) 101-109

Fernandez-Espejo, Soddu, Cruse, Palacios, Junque, Vanhaudenhuyse (2012). A role for the default mode network in the bases of disorders of consciousness. Annals of Neurology (72) 335-343

Kennan, Rubio, Racioppi, Jhonson Y Barnaez (2005). The right hemisphere and the dark side of consciousness. Cortex (41) 695-704

Kinsbourne (2006). From unilateral neglect to the brain basis of consciousness. Cortex (42) 869-874

Markové y Berrios (2014). The construction of anosognosia: Hystory and implications. Cortex (61) 9-17

Naro, Bramanti, Leo, Cacciola, Manuli, Bramanti y Calabró (2018). Shedding new light on disorders of consciousness diagnosis: The dynamic functional connectivity. Cortex (103) 316-328

Peremen, Lamy (2014). Do conscious percepcion and unconsciouss processing rely on independent mechanisms? A meta-contrast study. Consciousness and cognition (24) 22-23

Silverstain, Snodgrass, Shevrin, Kushwaha (2015). P3b, conscious and complex unsconsciouss processing. Cortex (73) 216-227

Sporns, Tonini y Kotter (2015). The human connectome: A structural description of the human brain. Plos computational Biology (1) 4

Weng, Xie, Zhao, Zhang, Ma, Kiang, He, Cheng, Li, Ni, Xux Yu and Huang (2017). Abnormal structural connectivity between the basal ganglia, thalamus and frontal cortex in patients with disorders of consciousness. Cortex (90) 71-87

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