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Teoría 3. Procesos cognitivos complejos

DEPARTAMENTO DE BIOLOGÍA CELULAR, FISIOLOGÍA E INMUNOLOGÍA

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Índice

  • ¿Podemos hablar de los procesos cognitivos complejos?
    • Ciencia y pseudociencia
    • Cómo tratar los procesos cognitivos complejos
  • Ejemplos de procesos “conocidos”
    • Comprensión y producción oral
    • Juicio moral
    • Decisiones económicas

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  • Origen de los procesos
    • ¿Existe conocimiento innato?
    • Génesis de redes neuronales
    • Cambio de unidad mínima
  • Conclusiones y discusión
  • Referencias

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¿Podemos hablar de los procesos cognitivos complejos?

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    • Teniendo una base de filosofía de la ciencia podemos discernir entre una explicación científica de la cognición y una no científica según siga o no el método científico.

Ciencia y pseudociencia

    • Únicamente podemos afirmar aquello que demuestran los métodos actuales (TMS, fMRI, etc.) aunque haya algunos fenómenos que creamos que podemos explicar razonablemente en ausencia de estas demostraciones.

Cómo tratar los procesos cognitivos complejos

    • Hay que tener en consideración, por tanto, que las historias ad hoc de psicología evolucionista, aunque tengan sentido y en muchas ocasiones sean totalmente correctas, carecen de rigurosidad científica y no deben ser tomadas como pruebas científicas de ningún proceso evolucionista.

Caveat: “just so stories” de psicología evolucionista

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Ejemplos de procesos “conocidos”

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    • Veremos cómo ha cambiado a lo largo del tiempo la concepción del cerebro en lo referente a la comprensión y producción oral.

Comprensión y producción oral

    • ¿Qué zonas del cerebro dictaminan el juicio moral y de qué manera lo hacen?

Juicio moral

    • ¿Qué pasa cuando nos hacen una oferta que no podemos rechazar? ¿Y cuando nos ofrecen algo y sentimos que nos quieren engañar?

Decisiones económicas

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Comprensión y producción oral

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Los individuos con afasia de Broca tienen una gran dificultad en la producción oral, diciendo cosas sin sentido en todo momento. Sin embargo, su comprensión es bastante buena. Los pacientes con afasia de Wernicke tienen muchísima dificultad en la comprensión pero una producción fluida. Esto tiene sentido ya que la zona de Broca está cercana a la corteza motora y la de Wernicke está al lado de la corteza auditiva. Tampoco producen frases con sentido porque no comprenden lo que se les está diciendo. Este esquema principal junto con otras interpretaciones se conoce como modelo de Wernicke-Gerschwind. También debemos tener en cuenta que cuando tratamos la comprensión y la producción oral también estamos tratando la comunicación en sentido más amplio ya que, cuando observamos las partes del cerebro que se activan en personas sordas comunicándose por lenguaje de signos, nos damos cuenta de que son muy similares a las que se activan en personas conversando. Esto es evidencia de que el lenguaje es un proceso cognitivo.

Prosodia: componentes del lenguaje como el acento, la entonación y el ritmo, incluyendo velocidad de elocución, timbre y pausas (Fuente: http://www.ub.edu/diccionarilinguistica/content/prosodia-0).

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Afasia: Impedimento del lenguaje de algún tipo producido por daño cerebral en la corteza debido a algún golpe o accidente cerebrovascular (en inglés stroke), ya sea una isquemia o un derrame.

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Las proyecciones axonales entre estas dos zonas se llama fascículo arqueado. Una afasia en esta zona exclusivamente daría como producto un individuo capaz de comprender, seguir una orden y producir frases con sentido pero sería incapaz de conectar la comprensión con la producción. Si se le dice: “di la palabra gato”, no podría hacerlo. Normalmente las afasias no ocurren en una zona exclusivamente sino que abarcan varias zonas.

Fig. 1. Fascículo arqueado (arcuate fasciculus). Fuente: https://study.com/learn/lesson/arcuate-fasciculus-structure-location-function.html

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Se podría imaginar que las afasias que afectan al lenguaje (tanto comprensión como producción) son totalmente de hemisferio izquierdo. Sin embargo, encontramos individuos con daños en el hemisferio derecho que les impiden entender el contexto de la lengua hablada, tono de voz y postura corporal (prosodia) a pesar de tener una comprensión, audición y producción perfectas.

Otras zonas interesantes en la narrativa del lenguaje son los ganglios basales (que se activan cuando va a producirse movimiento junto con las cortezas premotora y motora) y el sistema límbico (que tiene algunas zonas lingüísticas de las que se pueden beneficiar individuos con afasias de Broca para cantar aquello que quieren decir).

Fig. 2. Representación de los ganglios basales y sus zonas. Fuente: Kandel ER, Schwartz JH, Jessell TM. Principles of Neural Science. McGraw-Hill Interamericana; 2001.

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Fig. 3. Tipos de afasia y sus efectos. Fuente: Kandel ER, Schwartz JH, Jessell TM. Principles of Neural Science. McGraw-Hill Interamericana; 2001.

Fig. 4. Sobre el modelo Wernicke-Gerschwind. Fuente: Kandel ER, Schwartz JH, Jessell TM. Principles of Neural Science. McGraw-Hill Interamericana; 2001.

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Figs. 5, 6 y 7. Zonas del procesamiento del lenguaje y cambios al modelo Wernicke-Gerschwind. Fuente: Kandel ER, Schwartz JH, Jessell TM. Principles of Neural Science. McGraw-Hill Interamericana; 2001.

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Comprensión y producción oral

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Fig. 8. Tabla con repercusiones en la producción del lenguaje y repetición según tipo de afasia padecida. Fuente: Kandel ER, Schwartz JH, Jessell TM. Principles of Neural Science. McGraw-Hill Interamericana; 2001.

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Comprensión y producción oral

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Como ya hemos comentado, también hay otras regiones que afectan al procesamiento del lenguaje como el córtex temporal (visto en las figuras de esta página y la siguiente), zonas de la corteza frontal, superficie mesial del hemisferio izquierdo (corteza cingulada anterior y el área motora suplementaria) e incluso el área insular izquierda.

Figs. 9 y 10. Representaciones de zonas del lóbulo temporal afectadas en la producción de nombres específicos de imágenes y animales, respectivamente. Fuente: Kandel ER, Schwartz JH, Jessell TM. Principles of Neural Science. McGraw-Hill Interamericana; 2001.

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Fig. 11. Representación de zona del lóbulo temporal afectada en la producción de nombres específicos de herramientas. Fuente: Kandel ER, Schwartz JH, Jessell TM. Principles of Neural Science. McGraw-Hill Interamericana; 2001.

Fig. 12. Descripción de las 3 últimas figuras. Fuente: Kandel ER, Schwartz JH, Jessell TM. Principles of Neural Science. McGraw-Hill Interamericana; 2001.

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Juicio moral

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Fig. 13. Texto de Robert Sapolsky. Fuente: Sapolsky RM. Behave: The Biology of Humans at Our Best and Worst. Penguin books; 2017. doi:10.1016/j.anbehav.2017.09.025

En este apartado voy a tener en cuenta tanto artículos científicos como el capítulo 13 del libro “Compórtate” de Robert M. Sapolsky (ya tratado en alguna ocasión). Recomiendo leer estos capítulos y ver sus clases en YouTube, así como las entrevistas sobre el tema y los podcasts donde ha colaborado (especialmente con Andrew Huberman y Sam Harris.

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Fig. 14. Texto de Robert Sapolsky. Fuente: Sapolsky RM. Behave: The Biology of Humans at Our Best and Worst. Penguin books; 2017. doi:10.1016/j.anbehav.2017.09.025

Un baño de realidad sobre una concepción que obtenemos debido a nuestro afán por clasificar todo bien para comprenderlo. Es muy sencillo decir: “se activa vmPFC por lo que habrá una decisión sentimental, límbica y con búsqueda de la recompensa inmediata (vía mesolímbica de la dopamina)”, pero la realidad es más compleja y complicada que eso. Para ilustrar algunas de las complicaciones veremos 3 artículos científicos.

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Juicio moral

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Este artículo del 2009 trata el rol causal de la unión temporoparietal derecha (RTPJ de right temporoparietal junction) en el fundamento de las creencias en las decisiones morales de los individuos.

Fig. 15. Título de artículo científico. Fuente: Young L, Camprodon JA, Hauser M, Pascual-Leone A, Saxe R. Disruption of the right temporoparietal junction with transcranial magnetic stimulation reduces the role of beliefs in moral judgments. Proc Natl Acad Sci U S A. 2010;107(15):6753-6758. doi:10.1073/pnas.0914826107

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Juicio moral

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Abstract

Introducción

Figs. 16 y 17. Abstract e introducción del artículo científico. Fuente: Young L, Camprodon JA, Hauser M, Pascual-Leone A, Saxe R. Disruption of the right temporoparietal junction with transcranial magnetic stimulation reduces the role of beliefs in moral judgments. Proc Natl Acad Sci U S A. 2010;107(15):6753-6758. doi:10.1073/pnas.0914826107

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Figs. 18 y 19. Gráficos referentes al primer experimento. Fuente: Young L, Camprodon JA, Hauser M, Pascual-Leone A, Saxe R. Disruption of the right temporoparietal junction with transcranial magnetic stimulation reduces the role of beliefs in moral judgments. Proc Natl Acad Sci U S A. 2010;107(15):6753-6758. doi:10.1073/pnas.0914826107

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Figs. 20 y 21. Gráficos referentes al segundo experimento. Fuente: Young L, Camprodon JA, Hauser M, Pascual-Leone A, Saxe R. Disruption of the right temporoparietal junction with transcranial magnetic stimulation reduces the role of beliefs in moral judgments. Proc Natl Acad Sci U S A. 2010;107(15):6753-6758. doi:10.1073/pnas.0914826107

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Figs. 22 y 23. Tabla representativa de creencias y resultados y puntos importantes de la discusión del artículo, respectivamente. Fuente: Young L, Camprodon JA, Hauser M, Pascual-Leone A, Saxe R. Disruption of the right temporoparietal junction with transcranial magnetic stimulation reduces the role of beliefs in moral judgments. Proc Natl Acad Sci U S A. 2010;107(15):6753-6758. doi:10.1073/pnas.0914826107

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Este artículo del 2011 trata el rol causal de la corteza prefrontal dorsolateral derecha (rPFC de right prefrontal cortex) en la integración emocional en las decisiones morales de los individuos.

Fig. 24. Título y abstract de artículo científico. Fuente: Tassy S, Oullier O, Duclos Y, et al. Disrupting the right prefrontal cortex alters moral judgement. Soc Cogn Affect Neurosci. 2012;7(3):282-288. doi:10.1093/scan/nsr008

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Figs. 25 y 26. Gráficos de barras representando los resultados de la investigación. Fuente: Tassy S, Oullier O, Duclos Y, et al. Disrupting the right prefrontal cortex alters moral judgement. Soc Cogn Affect Neurosci. 2012;7(3):282-288. doi:10.1093/scan/nsr008

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Figs. 27 y 28. Gráfico representativo de resultados de investigación y algunos puntos importantes de la introducción del artículo. Fuente:Tassy S, Oullier O, Duclos Y, et al. Disrupting the right prefrontal cortex alters moral judgement. Soc Cogn Affect Neurosci. 2012;7(3):282-288. doi:10.1093/scan/nsr008

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Figs. 29 y 30. Partes importantes de la introducción y resultados del artículo científico. Fuente: Tassy S, Oullier O, Duclos Y, et al. Disrupting the right prefrontal cortex alters moral judgement. Soc Cogn Affect Neurosci. 2012;7(3):282-288. doi:10.1093/scan/nsr008

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Esto es un breve resumen de lo más importante del artículo. El cambio de perspectiva sobre la dlPFC (también llamada “cognitiva”, “utilitarista” o “racional”. Este artículo nos muestra como no era todo tan simple como creíamos, entre otras cosas.

Figs. 31 y 32. Partes importantes de los resultados de investigación. Fuente: Tassy S, Oullier O, Duclos Y, et al. Disrupting the right prefrontal cortex alters moral judgement. Soc Cogn Affect Neurosci. 2012;7(3):282-288. doi:10.1093/scan/nsr008

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Este artículo de 2014 sigue la línea del anterior pero se centra en la corteza prefrontal dorsolateral izquierda (lPFC) en lugar de la derecha y utiliza estimulación transcraneal de corriente directa (tDCS) en lugar de estimulación magnética transcraneal (TMS).

Fig. 33. Título de artículo científico. Fuente: Kuehne M, Heimrath K, Heinze HJ, Zaehle T. Transcranial direct current stimulation of the left dorsolateral prefrontal cortex shifts preference of moral judgments. PLoS One. 2015;10(5):1-9. doi:10.1371/journal.pone.0127061

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Fig. 34. Partes importantes del abstract del artículo. Fuente: Kuehne M, Heimrath K, Heinze HJ, Zaehle T. Transcranial direct current stimulation of the left dorsolateral prefrontal cortex shifts preference of moral judgments. PLoS One. 2015;10(5):1-9. doi:10.1371/journal.pone.0127061

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Podemos ver cómo al ser más reciente incluye en la introducción información referente a artículos vistos anteriormente. Esto nos recuerda el poder que tienen los artículos recientes en su introducción y, sobre todo, los artículos de revisión (o review papers).

Fig. 35. Parte importante de la introducción del artículo. Fuente: Kuehne M, Heimrath K, Heinze HJ, Zaehle T. Transcranial direct current stimulation of the left dorsolateral prefrontal cortex shifts preference of moral judgments. PLoS One. 2015;10(5):1-9. doi:10.1371/journal.pone.0127061

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Figs. 36, 37 y 38. Gráfico del artículo, pie de la figura y texto adicional explicativo, respectivamente. Fuente: Kuehne M, Heimrath K, Heinze HJ, Zaehle T. Transcranial direct current stimulation of the left dorsolateral prefrontal cortex shifts preference of moral judgments. PLoS One. 2015;10(5):1-9. doi:10.1371/journal.pone.0127061

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Parece que la tesis de proceso dual en la que se diferenciaba emoción de cognición (deontologismo de utilitarismo) no encaja con los datos mostrados.

Fig. 39. Partes importantes de la discusión del artículo. Fuente: Kuehne M, Heimrath K, Heinze HJ, Zaehle T. Transcranial direct current stimulation of the left dorsolateral prefrontal cortex shifts preference of moral judgments. PLoS One. 2015;10(5):1-9. doi:10.1371/journal.pone.0127061

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Pero es posible que esta disidencia se deba a la inhibición interhemisférica. Como siempre: “more research is needed”.

Fig. 40. Partes importantes de la discusión del artículo. Fuente: Kuehne M, Heimrath K, Heinze HJ, Zaehle T. Transcranial direct current stimulation of the left dorsolateral prefrontal cortex shifts preference of moral judgments. PLoS One. 2015;10(5):1-9. doi:10.1371/journal.pone.0127061

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Decisiones económicas

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Se debe tener en cuenta que el apartado de juicio moral y el de decisiones económicas están altamente solapados, ya que se trata de decisiones en juegos económicos experimentales donde se tienen en cuenta nociones como “hacer lo correcto”, “recibir una oferta justa”, etc. Los capítulos 13 y 14 del libro referenciado en las diapositivas pueden ilustrar en mayor profundidad el tema. Asimismo, recomiendo ver charlas y clases de Robert Sapolsky en YouTube para aprender más sobre el tema y para el disfrute del estudiante.

Fig. 41. Texto de Robert Sapolsky. Fuente: Sapolsky RM. Behave: The Biology of Humans at Our Best and Worst. Penguin books; 2017. doi:10.1016/j.anbehav.2017.09.025

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Figs. 42 y 43. Textos de Robert Sapolsky. Fuente: Sapolsky RM. Behave: The Biology of Humans at Our Best and Worst. Penguin books; 2017. doi:10.1016/j.anbehav.2017.09.025

Fig. 44. Cerebro humano. Fuente: Purves D, Fitzpatrick D, Hall WC, White LE, LaMantia A-S. Neuroscience. Sinauer Associates; 2013.

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Fig. 45. Texto de Robert Sapolsky. Fuente: Sapolsky RM. Behave: The Biology of Humans at Our Best and Worst. Penguin books; 2017. doi:10.1016/j.anbehav.2017.09.025

Se debe tener en cuenta esta información a la hora de evaluar una declaración. Tal como indica Sapolsky, los métodos de evaluación han cambiado de evaluar la ansiedad que siente la persona al mentir mediante la activación del sistema nervioso simpático (que falla porque puede deberse a miedo a que te condene el fallo de una máquina, por ejemplo) por el conflicto cognitivo existente en la CCA a la hora de mentir intencionadamente. Este conflicto existe a menos que te creas completamente tu mentira.

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Origen de los procesos

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    • ¿Qué es el conocimiento? ¿Somos una tabula rasa como decían los empiristas o el desarrollo embrionario ya nos aporta algún tipo de conocimiento?

¿Existe conocimiento innato?

    • ¿Cómo se crean las redes neuronales? ¿Cómo utiliza nuestro cerebro las redes neuronales?

Génesis de redes neuronales

    • ¿Es la neurona la unidad mínima del pensamiento? ¿Es la red neuronal?

Cambio de unidad mínima

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¿Existe conocimiento innato?

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Fig. 46. David Hume. Fuente: https://es.wikipedia.org/wiki/David_Hume

Fig. 47. René Descartes. Fuente: https://es.wikipedia.org/wiki/Ren%C3%A9_Descartes

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Empiristas

Racionalistas

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Figura 49. B. F. Skinner. Fuente: https://www.facebook.com/bfskinnertheman/photos/

Figura 48. Noam Chomsky. Fuente: https://www.biografiasyvidas.com/biografia/c/chomsky.htm

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Conductismo

Biolingüística

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Génesis de redes neuronales

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No me extenderé en esto por limitaciones de la propia clase. Para aprender más sobre el crecimiento axónico y la génesis de las redes neuronales que componen nuestro cerebro, una muy buena forma de comenzar es leyendo el capítulo 23 de la sexta edición internacional de “Neuroscience” de Purves et al, de donde he sacado este resumen e información interesante.

Figs. 48 y 49. Resumen del capítulo 23. Fuente: Purves D, Fitzpatrick D, Hall WC, White LE, LaMantia AS. Neuroscience. (Purves D, Fitzpatrick D, Hall WC, White LE, LaMantia AS, eds.). Sinauer Associates; 2013.

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Os dejo algunas figuras sin detenerme a comentarlas para aquellos que sientan curiosidad. La facultad de medicina tiene un par de ejemplares del libro y también se puede encontrar en inglés en Library Genesis, como comentamos en la segunda clase de prácticas.

Fig. 50. Figura capítulo 23 sobre la señalización por neurotropinas. Fuente: Purves D, Fitzpatrick D, Hall WC, White LE, LaMantia AS. Neuroscience. (Purves D, Fitzpatrick D, Hall WC, White LE, LaMantia AS, eds.). Sinauer Associates; 2013.

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Figs. 51 y 52. Figura capítulo 23 sobre la influencia de las neurotropinas en el crecimiento neura por acción local.. Fuente: Purves D, Fitzpatrick D, Hall WC, White LE, LaMantia AS. Neuroscience. (Purves D, Fitzpatrick D, Hall WC, White LE, LaMantia AS, eds.). Sinauer Associates; 2013.

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Cambio de unidad mínima

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La unidad mínima del pensamiento (que no del sistema nervioso) no es la neurona sino la red neuronal. Tiene sentido ya que el pensamiento es algo complejo (que se distingue del término complicado, que también lo es). El origen, por tanto, de los procesos cognitivos complejos es la red neuronal, ya que con ella nacen los bloques de construcción de los procesos cognitivos.

Fig. 53. Representación de una neurona. Fuente: Purves D, Fitzpatrick D, Hall WC, White LE, LaMantia AS. Neuroscience. (Purves D, Fitzpatrick D, Hall WC, White LE, LaMantia AS, eds.). Sinauer Associates; 2013.

Fig. 54. Representación de una red neuronal. Fuente: https://www.nationalgeographic.com.es/ciencia/sinapsis-lenguaje-neuronas-cerebro_14098

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Cambio de unidad mínima

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Figura 55. Camilo Golgi. Fuente: https://en.wikipedia.org/wiki/Camillo_Golgi

Figura 56. Santiago Ramón y Cajal. Fuente: https://www.diariodenavarra.es/noticias/navarra/2022/09/27/el-museo-ciencias-universidad-navarra-programa-octubre-ciclo-sobre-ramon-cajal-542723-300.html

VS

“[Las neuronas son] células de formas delicadas y elegantes, las misteriosas mariposas del alma, cuyo batir de alas quien sabe si esclarecerá algún día el secreto de la vida mental”

-Santiago Ramón y Cajal

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Conclusiones y discusión

  • Se trata de un campo emergente que invita a la investigación.
  • Los resultados de la investigación tienen repercusión tanto en la praxis (con el tratamiento a adictos, psicópatas, etc.) como en la reflexión y debate (aportando interdisciplinaridad a la hora de cuestionar nociones como el libre albedrío, la agencia y la responsabilidad moral y el sistema judicial).
  • El desarrollo de la investigación va en paralelo con los avances en la tecnología de los métodos de investigación (los más interesantes tratados en la segunda clase como fMRI, TMS, PET, IR, etc.)
  • Los procesos cognitivos tienen como base fisiológica las redes neuronales y estas mismas redes pueden usarse para diferentes pensamientos o sentimientos.

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Referencias

  • Kandel ER, Schwartz JH, Jessell TM. Principles of Neural Science. McGraw-Hill Interamericana; 2001.
  • 2. Kuehne M, Heimrath K, Heinze HJ, Zaehle T. Transcranial direct current stimulation of the left dorsolateral prefrontal cortex shifts preference of moral judgments. PLoS One. 2015;10(5):1-9. doi:10.1371/journal.pone.0127061
  • 3. Purves D, Fitzpatrick D, Hall WC, White LE, LaMantia AS. Neuroscience. (Purves D, Fitzpatrick D, Hall WC, White LE, LaMantia AS, eds.). Sinauer Associates; 2013.
  • 4. Sapolsky RM. Behave: The Biology of Humans at Our Best and Worst. Penguin books; 2017. doi:10.1016/j.anbehav.2017.09.025
  • 5. Tassy S, Oullier O, Duclos Y, et al. Disrupting the right prefrontal cortex alters moral judgement. Soc Cogn Affect Neurosci. 2012;7(3):282-288. doi:10.1093/scan/nsr008
  • 6. Young L, Camprodon JA, Hauser M, Pascual-Leone A, Saxe R. Disruption of the right temporoparietal junction with transcranial magnetic stimulation reduces the role of beliefs in moral judgments. Proc Natl Acad Sci U S A. 2010;107(15):6753-6758. doi:10.1073/pnas.0914826107

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