¿Cómo y por qué los seres humanos piensan y actúan de la manera en que lo hacemos nosotros? Para responder a esta pregunta, el Dr. Paul Badcock y sus colegas han propuesto recientemente una teoría del cerebro humano que combina evidencia de la psicología evolutiva y del desarrollo, la neurociencia y la biología. Esta teoría postula que el cerebro humano es un sistema adaptativo complejo, compuesto de estructuras relativamente especializadas y de dominio general que trabajan en conjunto para generar respuestas adaptativas al medio ambiente. Podría decirse que su modelo de Mente Jerárquicamente Mecanicista (HMM) nos acerca a una comprensión integral del cerebro.

El deseo de comprender el mayor enigma de todos – nuestras propias mentes-ha sido la fuerza impulsora detrás de muchos esfuerzos científicos, lo que ha llevado al desarrollo de teorías y experimentos destinados a explicar la mecánica del ser humano. Los pensamientos, sentimientos y comportamientos humanos están arraigados en el cerebro, donde una compleja red de células recibe información del entorno interno y externo, transformando esta información en nuestra experiencia de nosotros mismos, el mundo que nos rodea y nuestras relaciones con él. No hace falta decir que todavía se está explorando cómo sucede esto.

En comparación con los anteriores, el siglo XXI ha sido testigo de enormes avances en nuestra comprensión del cerebro. La investigación todavía está en curso, por supuesto, aunque ahora es más ecuménica que nunca, reuniendo campos que han estado divididos durante mucho tiempo. A la vanguardia del progreso en la investigación sintética e interdisciplinaria, el grupo liderado por el Dr. Paul Badcock ha propuesto recientemente un modelo del cerebro que sintetiza los principales paradigmas de la psicología, la neurociencia y la biología para explicar por qué y cómo pensamos y actuamos de la manera en que lo hacemos.

Su hipótesis, llamada Mente Jerárquicamente Mecanicista (HMM), combina dos afirmaciones establecidas. La primera afirmación, formulada por el colega del Dr. Badcock, el profesor Karl Friston, postula que el cerebro humano es una «máquina de predicción» jerárquica que se esfuerza por mejorar su modelo del mundo generando ciclos adaptativos de percepción y acción que operan sinérgicamente para reducir nuestra incertidumbre sobre el medio ambiente. La segunda afirmación, basada en las famosas cuatro preguntas de Tinbergen en etología, propone que para comprender los pensamientos y comportamientos humanos, las hipótesis deben desarrollarse y probarse a través de múltiples niveles de análisis en la ciencia psicológica. En otras palabras, los investigadores que buscan explicar los rasgos psicológicos deben esforzarse por comprender por qué un rasgo determinado puede ser adaptativo, junto con cómo emerge de la interacción dinámica entre los procesos mecánicos evolutivos, de desarrollo y en tiempo real.

La forma en que el cerebro está conectado
El HMM se basa en la idea de que el cerebro está compuesto de componentes distintos que tienen diferentes funciones y que intercambian información de manera jerárquica e integrada. Por ejemplo, hay partes del cerebro que son responsables de procesar estímulos sensoriales y controlar tipos particulares de movimiento, mientras que otras partes del cerebro, como la corteza prefrontal, integran y actúan sobre la información procesada en otros lugares para generar decisiones ejecutivas. Los elementos más pequeños y especializados se encapsulan en elementos más grandes para una funcionalidad combinada, actuando en una especie de jerarquía que crea dependencias entre estructuras. Esta arquitectura se caracteriza por dos tipos de procesamiento: procesamiento funcional especializado que ocurre a corta distancia, dentro de una región neuronal densa y enfocada; combinado con una integración funcional global que ocurre a distancias más largas entre estructuras. En otras palabras, nuestros pensamientos, sentimientos y acciones están determinados por la integración compleja y a larga distancia de procesos localizados, creados por poblaciones especializadas de células conectadas a otras regiones que desempeñan funciones diferentes.

Evidencia de esta arquitectura
La idea de que el cerebro está construido de componentes distintos pero colaboradores ha sido reconocida durante mucho tiempo y está respaldada por un amplio apoyo empírico. Los informes que resumen los resultados de los datos de neuroimagen han proporcionado un soporte claro para el continuo entre los procesos específicos del dominio y los generales del dominio en el cerebro, demostrando que las regiones neuronales individuales realizan funciones distintas e interactúan con diferentes regiones en diferentes contextos, dependiendo de las demandas de la tarea en cuestión. Investigaciones posteriores han demostrado que una red neuronal puede representarse como una colección de nodos y bordes, que representan estructuras cerebrales y sus conexiones. Los estudios de conectividad estructural y funcional han encontrado que cada estructura cerebral forma parte de una red distinta de conexiones jerárquicas con otras estructuras neuronales, lo que permite al cerebro optimizar el delicado equilibrio entre el procesamiento local especializado y la función cerebral global. En particular, los estudios en animales también han demostrado que una estructura jerárquica es un rasgo característico del cerebro de los mamíferos.

¿Cómo y por qué los seres humanos piensan y actúan de la manera en que lo hacemos nosotros?

La forma en que funciona el cerebro
La evidencia más sólida en apoyo de la arquitectura cerebral propuesta proviene de enfoques de codificación predictiva en neurociencia, junto con estudios basados en la teoría de grafos en neurociencia de red. Esto proporciona una explicación funcional de la estructura jerárquica del cerebro. Más específicamente, el paradigma de codificación predictiva propone que el cerebro es una máquina de inferencia, que trata de mejorar sus predicciones sobre el mundo reduciendo las discrepancias entre lo que espera y lo que experimenta. De acuerdo con esta perspectiva, el cerebro encarna literalmente una jerarquía de hipótesis sobre el mundo basada en imperativos evolutivos y observaciones experienciales aprendidas, que se cree que están codificadas por células piramidales profundas especializadas. El cerebro también contiene información sobre errores de predicción, codificados por células piramidales superficiales, que se utilizan para revisar las expectativas de manera ascendente. La influencia relativa de las predicciones descendentes frente a las señales de error ascendentes está afinada por su «precisión», que surge de procesos cognitivos como la selección atencional y la atenuación sensorial que aseguran que los individuos no se registren y respondan perpetuamente a todos los estímulos que reciben.

Los orígenes del cerebro
La teoría de sistemas evolutivos en la que se basa el HMM propone que el cerebro es un sistema adaptativo complejo que ha surgido de la influencia de la selección que actúa sobre la dinámica de los fenotipos humanos en diferentes escalas de tiempo. Regiones primitivas y altamente especializadas que ocupan las capas más bajas de la jerarquía cortical han surgido de la influencia de la selección natural a lo largo del tiempo evolutivo; las influencias epigenéticas y la evolución cultural dan forma a la dinámica neuronal a lo largo de generaciones; las diferencias individuales en la forma y función neuronal surgen en el curso del desarrollo; y diferentes patrones de cognición y comportamiento emergen de mecanismos neuronales que responden de manera flexible a diferentes contextos. Por un lado, esto significa que el cerebro comprende regiones antiguas, relativamente «específicas de dominio», que reflejan adaptaciones canalizadas por selección natural; por otro lado, comprende redes relativamente recientes, altamente integradas o «generales de dominio» que son altamente plásticas, sensibles al cambio de desarrollo y nos permiten aprender y responder de manera flexible a nuestros entornos en constante cambio. De esta manera, la evolución y el desarrollo operan juntos para refinar nuestras predicciones neurocognitivas sobre el mundo y, por extensión, mejorar nuestra capacidad para reducir nuestra incertidumbre o sorpresa.

El grupo de HMM y depresión

Badcock ha aplicado este modelo a la depresión, comenzando por considerar la depresión como un rasgo adaptativo.

Para ilustrar, el grupo del Dr. Badcock ha aplicado el HMM a la depresión, comenzando por considerar nuestra capacidad para estados de ánimo deprimidos como un rasgo adaptativo. Aunque reconocen que la depresión es una condición heterogénea que resulta de una variedad de causas, proponen que los niveles leves a moderados de estado de ánimo deprimido que todos experimentamos de vez en cuando se pueden describir ampliamente como un rasgo adaptativo que ocurre cuando las personas son particularmente vulnerables a resultados sociales adversos, como el rechazo, la derrota o la pérdida. Aquí, se basan en evidencia de amplio alcance que satisface las cuatro preguntas de Tinbergen para sugerir que la depresión refleja una estrategia evolucionada y ‘reacia al riesgo’ que responde adaptativamente a condiciones sociales nocivas
(por ejemplo, exclusión) al minimizar la probabilidad de intercambios interpersonales impredecibles. Logra esta función evolucionada al causar cambios adaptativos en la percepción, como aumentar la sensibilidad de una persona a los riesgos sociales, y en la acción, como el retiro social y la búsqueda de ayuda. La idea básica aquí es que la depresión reduce nuestra incertidumbre sobre el mundo social al garantizar que nos comportamos de maneras que atraigan apoyo y eviten conflictos o sorpresas desagradables. Como predijo el HMM, hay una amplia investigación para mostrar cómo este estado depresivo depende de las interacciones jerárquicas entre distintas regiones del cerebro, muchas de las cuales son responsables de procesar la amenaza social y la recompensa.

Mirando hacia adelante
Si bien el HMM es un paso hacia la integración del conocimiento existente en una teoría integral que explica el sistema más complejo conocido por el hombre, su desarrollo solo ha comenzado. El valor científico de esta teoría depende en última instancia de las hipótesis y la evidencia que genera. El centro de la HMM es la necesidad de desarrollar hipótesis comprobables que reúnan ideas que abarcan las múltiples subdisciplinas de la psicología con teorías y métodos extraídos de la neurociencia. Superar estas divisiones transdisciplinarias ha sido durante mucho tiempo un desafío, pero el Dr. Badcock y sus colegas esperan que su modelo siente una nueva base sobre la que construir.