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Este es un review que hicimos para la materia evolución de la lic en biología. Espero que a alguien le interese y hasta sea útil para algún futuro colega (los de Buenos Aires abstenerse, puede ser que tengamos la misma profe y se de cuenta del plagio ) Resumen:a través del estudio comparativo entre diferentes especies podemos aproximarnos a entender los diferentes caminos evolutivos que derivan en la inteligencia compleja. Teniendo en cuenta que no hay un único factor o una única razón por la que se generen tales diferencias, analizamos estructuras cerebrales como tamaño forma y extensión de la corteza, tipos neuronales y su fisiología y como se refleja esto en el comportamiento animal. INTRODUCCIÓN La vida apareció hace unos 3,6 millones de años, con un lento proceso de creación de proteínas y de nucleótidos, el desarrollo del código genético, la aparición de mutaciones y la selección natural como los mas reconocido motores evolutivos. Durante este proceso la cognición ha tenido su origen y desarrollo con el surgimiento del sistema nervioso en los últimos 500 millones de años. Hace 10 millones de años aparecieron los hominoides. La marcha bípeda apareció en los últimos 5 millones de años, y el hombre, supuesto portador de los mayores desarrollos de la inteligencia, sólo tiene una historia de 2 millones de años, siendo su mejor representante el homo Sapiens Sapiens, aparecido en los últimos 100.000 años, a partir del cual se consolidó el lenguaje y la conciencia de sí mismo. Esto nos lleva al principal interrogante del presente trabajo: ¿Es nuestra existencia como seres conscientes un suceso excepcional y quizá un fenómeno único e irrepetible en la naturaleza y en la evolución? Para intentar responder a esta pregunta abordaremos el tema en partes: A-¿Cómo podemos definir y medir la inteligencia animal? B-¿Cómo se relacionan estas supuestas diferencias en la inteligencia con las propiedades del cerebro? y ¿qué propiedades comparar? C-¿Qué diferencias en inteligencia se supone que existen entre animales y seres humanos? ¿Cómo definir y medir la inteligencia animal? No hay ninguna definición universalmente aceptada, pero adoptaremos la idea apoyada x numeroso psicólogos comparativos- evolutivos y ecologistas cognoscitivos de que la flexibilidad mental o de comportamiento es una buena medida de inteligencia. Así, la inteligencia puede ser definida y medida por la velocidad y el éxito de cómo los animales, incluidos los seres humanos, resuelven problemas para sobrevivir en sus entornos naturales y sociales. Estos incluyen, por ejemplo, problemas relacionados con la alimentación, la orientación espacial, las relaciones sociales y la comunicación intraespecífica. Esto puede ser estudiado en el laboratorio o mediante la observación de las “tasas de innovación” en el medio silvestre.1 1 Evolution of the brain and intelligence, Gerhard Roth and Ursula Dicke, TRENDS in Cognitive Sciences Vol.9 No.5 May 2005. ¿Cómo se relacionan estas supuestas diferencias en la inteligencia con las propiedades del cerebro? y ¿qué propiedades comparar? Repasemos rápidamente las novedades evolutivas que nos conducen hasta un cerebro de mamífero2: 2 Lopera R., Francisco, Evolución y cognición. Revista Neuropsicología, Neuropsiquiatría y Neurociencias, Vol 6, p.27-34 Oxígeno: El cambio de hemocianina presente en invertebrados por hemoglobina que carga 4 veces más oxígeno, le otorga al cerebro de los vertebrados mucho más combustible para realizar sus actividades. Tubo y cresta neural - Duplicaciones genéticas y genes homeóticos: Los patrones de exprecion de los genes homeobox indican que las estructuras del sistema nervioso central y otras partes del cuerpo aparecieron por duplicación y regulación de los mismos grupos de genes. Estabilidad y variabilidad de las estructuras cerebrales: La aparición más reciente de las diferentes estructuras cerebrales en la escala evolutiva parecen tener relación con las conductas de socialización. Homeostasis térmica, visión a color, transformación auditiva y conducta parental. Aparicion del neocortex: Filogeneticamente es la última estructura cerebral en aparecer, ontogénicamente es el último en madurar, presenta asimetría funcional y se asocia con la conciencia de sí, la reflexión, la memoria, los sentimientos, la imaginación y la creatividad. El tamaño absoluto es la más general de todas las propiedades del cerebro y oscila entre los mamíferos desde los cerebros de los pequeños insectívoros y murciélagos (peso inferior a 0,1 g) a los de los grandes cetáceos (hasta 9000g). Un cerebro grande no es necesariamente por si solo garantía de mayor inteligencia. Así que el siguiente punto a considerar es el tamaño relativo del cerebro, entre los grandes mamíferos, los seres humanos tienen el cerebro relativamente más grande (2% de masa corporal), mientras que las musarañas, los mamíferos más pequeños que supuestamente muestran mucha menos flexibilidad cognitiva y de comportamiento, tienen cerebros de hasta el 10% de su masa corporal. La relación entre el tamaño relativo del cerebro y la inteligencia por lo tanto no es concluyente. Quizás el tamaño absoluto o relativo de la corteza cerebral como sustrato para la supuesta mayor capacidad cognitiva, puede predecir mejor la inteligencia. El volumen cortical aumenta más rápidamente que el volumen del cerebro como una función potencial con exponente de 1:1,13. En consecuencia el volumen cortical humano es considerablemente superado por el de los elefantes y los grandes cetáceos, tanto en términos absolutos como relativos. Pero ¿Qué ocurre con la corteza prefrontal como la “sede” de la razón u la planificación de la acción? Estudios recientes afirman que la corteza frontal o prefrontal en humanos no es desproporcionadamente grande en comparación con otros primates, y puede ser superado por la de los elefantes y los cetáceos. Organización intrínseca de la corteza: como dijimos el número de áreas corticales aumenta con el tamaño o superficie de la corteza. La densidad neuronal cortical varía entre los cerebros de mamíferos. Sobre el volumen cortical y densidad celular, podemos calcular el número de neuronas corticales, alrededor de 1,2 x 1010 en los seres humanos que son seguidos de cerca por los grandes cetáceos y los elefantes. A pesar de que la corteza humana es mucho más pequeña en superficie que la de estos animales , es dos veces más gruesa y tiene mayor densidad celular. Otro parámetro importante a considerar es la capacidad de procesamiento de la información (CPI), que depende directamente de la velocidad de conducción de las fibras corticales. El mismo es determinado por el diámetro de las fibras mielinizadas que es más grueso en los primates. Las fibras delgadas en elefantes y cetáceos tienen velocidad de conducción menor y además los distancia media entre las neuronas de estos últimos es mayor lo que perjudica la CPI. Así pues, los seres humanos no tienen ni el cerebro ni la corteza cerebral más grande, ya sea en términos absolutos o relativos. Sin embargo debido al grosor y densidad relativamente elevada de las células en la corteza, los seres humanos tienen un mayor número de neuronas corticales, aunque no mucho más que los elefantes y ballenas. Considerando la mayor velocidad de conducción y la distancia media entre neuronas más pequeña, la corteza humana probablemente tiene mayor CPI. Costos y beneficios Un cerebro más grande y más complejo tiene ventajas sobre uno más pequeño en términos de poder de cómputo, pero tiene un alto costo metabólico. Algunos científicos piensan que el cerebro solo pudo haberse expandido en respuesta a un mejoramiento notable en la dieta de nuestros antepasados. Otro problema que se genera con un cerebro grande es que se incrementa el tiempo que lleva conducir la información de un lugar a otro, la solución consiste en computar las tareas localmente y que solo haya las conexiones indispensables entre estas áreas. También se evita la necesidad de comunicación entre hemisferios haciendo que los diferentes lados del cerebro se dediquen a diferentes tareas. La reorganización del cerebro y el incremento del tamaño tienen que haber ocurrido paralelamente durante la evolución. Muchos especialistas creen que la evolución del cerebro en primates y más generalmente en mamíferos se ha debido al establecimiento de las relaciones sociales. Afirman que interacciones sociales más complejas derivan en individuos más capaces de aunar recursos para resolver problemas como encontrar comida y así sobreviven mejor. Esta teoría es apoyada por una correlación entre el tamaño del grupo social y el tamaño de la neocorteza en los primates. ¿Qué diferencias en inteligencia se supone que existen entre animales y seres humanos? Desde la psicología se le atribuyen a los seres humanos propiedades que supuestamente no se encuentran en otros animales. Los más citados son la compresión de los mecanismos causales de uso de herramientas, fabricación de herramientas, lenguaje sintáctico gramatical, la auto conciencia, la imitación, el engaño y la teoría de la mente. Sin embargo hay pruebas de que los grandes simios poseen al menos algunos de los estados de conciencia que se encuentran en los seres humanos. El engaño ha sido ampliamente observado entre los monos. Grandes simios y los cetáceos muestran auto reconocimiento en el espejo; los grandes simios e incluso los córvidos muestran una comprensión de los mecanismos del uso y fabricación de herramientas. La existencia de la imitación, la teoría de la mente y el lenguaje sintáctico en los animales no humanos es objeto de debate y lo veremos solo brevemente. IMITACION: Importancia de las neuronas espejo en el aprendizaje. Cuando un sujeto observa lo que hace otra persona se activan circuitos neuronales que imitan, no solo lo que piensa si no también lo que hace. Cuando un individuo observa a otro sujeto realizando una acción motriz, si la empática es alta la activación será mayor, en su cerebro se encienden los circuitos que realizan esa acción en la persona que observa. Si un joven observa a una persona mayor por la que tiene una gran empatía realizar una acción física, en el cerebro del joven se activan los circuitos neuronales que hacen mover los brazos y las piernas. Estas señales se bloquean antes de que lleguen a los músculos, los circuitos son los mismos que si el joven estuviera haciendo la acción física que realiza la persona mayor. Esta forma de aprendizaje por imitación es la herramienta más rápida y eficaz que posee el cerebro para aprender nuevas tareas o modificar las que ya fueron aprendidas. Es la forma natural de aprendizaje de prácticamente todos los mamíferos, no porque memoricen los movimientos como se creía antes de los descubrimientos realizados, sino porque el cerebro los siente como propios y los interioriza. TEORIA DE LA MENTE: Es la capacidad de comprender el estado mental de otro individuo y teniéndolo en cuenta modificar el comportamiento propio. Esta capacidad se desarrolla en el humanos entre los 3-5 años y está completamente desarrollada a los 6 años de edad. En un reciente estudio se compararon a chimpancés con un grupo de niños autistas (que se consideran que carecen de teoría de la mente) y un grupo de niños normales, el estudio se hizo con pruebas no verbales. Los chimpancés obtuvieron mejores resultados que los niños autistas y que los niños normales de 3 años de edad, resultados iguales a los niños normales de 4-5 años de edad y resultados inferiores a los niños normales de 6 años de edad. Esto corrobora la idea de que los chimpacés muestran al menos algún grado de desarrollo de Teoría de la Mente. LENGUAJE SINTACTICO GRAMATICAL: La mayoría de los investigadores coinciden en que los chimpacés, gorilas y delfines pueden entender y utilizar oraciones de hasta tres palabras. Savage-Rumbaugh y sus colegas demostraron que la chimpancé bonobo Kanzi de 8 años de edad, que fue educada en un entorno similar al de los niños humanos, logró alcanzar capacidades lingüísticas con la gramática y la sintaxis de un niño de 2 años de edad; pero a pesar de su largo período de formación Kanzi no pudo superar ese nivel. CONCLUCIONES Si tomamos en cuenta el uso de la flexibilidad mental y de comportamiento como criterio para la inteligencia, entre los vertebrados tetrápodos los mamíferos y las aves (en promedio) tienden a ser los más inteligentes. Destacando entre los primeros a los primates y a los cetáceos (ballenas y delfines) y entre los segundos a los córvidos, loros y lechuzas. Por lo tanto, la inteligencia parece haber evolucionado independientemente en diferentes clases de vertebrados (aves y mamíferos) y en diferentes órdenes de la misma clase (por ej los cetáceos y los primates)*. Las ballenas se han independizado de otros linajes de mamíferos hace 60 millones de años y el último ancestro común que tuvieron con los primates fue hace 94 millones de años. Aún así durante la evolución han convergido con muy similares capacidades y comportamientos que los primates, incluyendo una estructura social altamente desarrollada y herramientas de comunicación complejas, lo que nos dice que hay más de una manera de evolucionar a una inteligencia compleja. *La evidencia muestra que los órganos mentales-cerebrales evolucionaron a partir de estructuras ya existentes (preadaptaciones o exactaciones) en los ancestros comunes que comparten las distintas clases de mamíferos. Mondragon Ceballos, Salud mental, vol. 25, n° 5, octubre 2002. Bibliografía -Francisco Lopera, “Evolución y Cognición”, revista; Neuropsicología, Neuropsiquiatría y Neurociencias. -Martin Loeches/Casado, “La evolución del cerebro en el genero Homo: la neurobiología que nos hace diferentes”, revista de Neurología. -Carlos Perez-Rubin, “La creatividad y la inspiración intuitiva. Génesis y evolución de la investigación científica de los hemisferios cerebrales”, articulo; Individuo y sociedad. -Gerhard Roth/Ursula Dicke, “Evolution of the brain and intelligence”, review Trends in Cognitive Sciences. -John S. Allen, “Estructura del cerebro humano”, Investigación y Ciencia. -Javier Solas, “Neurona Espejo”, revista; La mente conecta. -Carl Sagan, “Los dragones del edén”, Biología y Psicología de hoy.