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¡Hablemos de la memoria! 4 Memoria de trabajo

En esta entrada de la serie dedicada a la memoria vamos a intentar dar un paso más en el fascinante mundo de la memoria. Ya hablamos aquí y aquí acerca de los mecanismos fisiológicos que la fijan a corto y largo plazo; y en esta otra acerca de la memoria explícita. Ahora vamos a intentar comprender los mecanismos que sustentan la habilidad que nos permite elucubra y razonar con los “cuatro datos” que manejamos en cada uno de nuestros instantes vitales, desarrollando la tarea del momento. Leer no es sólo ir pasando la vista por un escrito… en cada instante tenemos que fijar nuestra atención sobre una letra tras otra, sobre una palabra tras otra, atención, comprensión semántica de lo que leemos, desatención para pasar al siguiente bucle de atención-comprensión-desatención. Todo ello unido a encajarlo en un discurso sintáctico y prosódico… sujeto, verbo, predicado… cuál es cuál. Para pasar a comparar con experiencias que den sentido y significado al escenario concreto que nos propone la frase. Quizás volver atrás y repasar una palabra que interpretamos inicialmente con demasiada ligereza… volver al discurso… encajar la duda resuelta en la generalidad de la lectura, mientras oímos a nuestro perro que se acerca… al que damos una mirada de reojo distraída para volver nuestra atención a la lectura, que ahí seguía en nuestras neuronas… y así cada instante, cada momento de nuestro vivir.[1] Siempre lo que estamos haciendo, pensando, sintiendo es un juego malabar confeccionado con innumerables bolos que nos vienen del aire. Un amasar de percepciones, pautas motoras, emociones, memorias, motivaciones, comparaciones, resolución de conflictos, planificaciones y seguramente mucho más. Esta incansable, rápida y mutante labor del momento, de cada momento, constituye lo que conocemos como memoria de trabajo. Sigue leyendo ›

  1. Lo mismo que me he enfocado con un momento de lectura podía haber puesto como ejemplo el hecho de hacer una operación matemática mental, o estar en la cocina mientras preparamos la comida siguiendo una receta, o jugando un partido de fútbol. [↩]
2020 05 05 jreguart Divulgación
jreguart
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Historia de un ignorante, ma non troppo… Spiegel im spiegel, de Arvo Pärt

Hace ya seis cortos años que publiqué en esta serie musical una obra del compositor estonio Arvo Pärt, quien, tras la muerte hace unos años del polaco Heynrick Gorecki, es en mi opinión el mejor músico clásico vivo. Esa obra que publiqué en 2014 era el Cantus in memoriam Benjamin Britten, un sentido homenaje que el estonio dedicó a otro de los grandes a su muerte: el británico Benjamin Britten. Una emocionante obra de apenas seis minutos de duración…

Pues hoy viene a estas páginas otra obra minimalista de Arvo Pärt: su Spiegel im Spiegel para violín y piano, obra de 1978.[1] La traducción al español sería algo como “Espejos en el espejo“, sugiriendo esos espejos de reflejos infinitos que siempre nos atrapan cuando estamos delante de uno de ellos.

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  1. Violín y piano son los instrumentos para los que fue inicialmente compuesta; hay versiones que sustituyen ambos instrumentos, el violín por cello, viola, flauta, etc, y el piano por arpa, por ejemplo. [↩]
2020 04 24 Macluskey Macluskey
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¡Hablemos de la memoria! 3 Memoria explícita

Continúo hoy en esta serie dedicada a la memoria. Comencé presentando en dos entradas anteriores, aquí y aquí, los ladrillos fisiológicos básicos de tan potente función neuronal. Expliqué que la memoria se esconde en la plasticidad cerebral por la que los enlaces entre neuronas, las sinapsis, se refuerzan en intensidad y duración por el uso del chateo entre ellas. Neuronas que se activan juntas, refuerzan sus relaciones… algo así nos contó hace unos setenta años Donald O. Hebb. Las sociedades neuronales reforzadas conforman homologías de la experiencia interna o externa del individuo. Son los patrones a los que acude el cerebro para tomar sus decisiones. Con esas ideas en mente navegamos por los entramados del recuerdo a corto plazo y su potenciación a largo. También hablé de los tipos de memoria que, sobre esa base elemental, parecen conformarse de diversas maneras en el cerebro y que ahora ya puedo decir que son las grandes manifestaciones de la memoria a largo plazo: hablé de la memoria implícita, la que precisa el cerebro para sus trabajos subconscientes, y de la memoria explícita o comunicativa, que como podéis imaginar es la que se nos manifiesta conscientemente, nos permite poner palabras a lo que contiene y que creemos poder manejar a nuestro antojo… si se deja.

Alegoría de la memoria (Imagen de la red, fair use)

Hablemos, pues, de la memoria explícita. Presenta dos “aromas” muy diferentes, ya que si analizamos nuestra propia memoria reconocemos que recordamos cosas y recordamos historias. Cosas como qué es “manzana” o lo que implica la palabra “ninguna“. Y recuerdos de nuestra propia historia vivencial y todo lo anexo… “hoy me comí alguna manzana para desayunar”. Con los conceptos he hecho una película personal. Los expertos conocen a esas memorias, respectivamente, como semántica y episódica. No son dos caras de una misma moneda, son más bien dos monedas diferentes que se miran y se hablan. Podéis imaginar que eso es una alegoría de la realidad que se concreta en dos diferentes circuiterías neuronales que coinciden en buena parte. Sigue leyendo ›

2020 04 14 jreguart Divulgación
jreguart
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Historia de un ignorante, ma non troppo… Sinfonía núm. 6, Trágica, de Gustav Mahler

En esta longeva serie musical han aparecido ya varias obras del gran Gustav Mahler, en mi modesta (e ignorante) opinión, el mejor y más completo sinfonista que han dado los tiempos. Efectivamente, he dedicado un artículo a su Quinta Sinfonía, otro a su Primera Sinfonía, Titán,, otro más a su Segunda Sinfonía, Resurrección, otro a su Tercera Sinfonía y, por fin, otro más a su monumental Octava Sinfonía, de los Mil.

Todas ellas son inconmensurables, son magníficas, son… perfectas. Son como el mundo, lo abarcan todo. Y perfecta es la sinfonía que viene hoy a estas páginas: su Sexta Sinfonía en la menor, Trágica. Una sinfonía que realmente hace honor a su sobrenombre de “Trágica”, dado que es la única de todas las sinfonías de Mahler que termina rematadamente mal. Y eso que en la época en que fue escrita, entre 1903 y 1904, el compositor bohemio vivía una época feliz. En lo personal, casado con su adorada Alma Mahler, de soltera Alma Schindler, una de las grandes animadoras de los salones vieneses. Además, justo ese año nació su segunda hija, Ana. Y, en lo profesional, su trabajo como director de la Ópera de Viena le estaba reportando éxito tras éxito… aunque es cierto que la profundamente antisemita Viena de principios del siglo XX no podía tragar con un director de éxito que fuera judío (por mucho que Gustav apostató del judaísmo y se hizo católico, pero ni así), y los ataques eran constantes…

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2020 04 02 Macluskey Macluskey
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¡Hablemos de la memoria! 2 De largo plazo

En la entrada anterior de esta serie sobre la memoria, que dedicamos a la memoria a corto plazo habíamos comentado cómo las experiencias, pensamientos y aprendizajes dibujan en la arquitectura neuronal una homología física que se conocen como mapas neuronales. En la base de esos mapas está la conversación preferente conjunta y continuada entre neuronas. Ese comportamiento lleva a un reforzamiento hebbiano de las uniones en estas arquitecturas particulares, lo que constituye lo que se conoce como el reforzamiento a largo plazo, de donde creemos que emana la memoria. Es decir, para que fijemos de forma duradera una experiencia necesariamente se precisan dos neuronas concretas entre las que se establece una relación sináptica firme y lo más reiterada posible, proceso durante el que se realimentan e informan mutuamente. La consecuencia es un mapa neuronal reforzado del recuerdo, mapa que el cerebro va a tratar con una cierta preferencia.

Una población celular neuronal del cerebro en la que destacan las neuronas piramidales de diversos tamaños y somas triangulares, y las células neuronales estrelladas de somas más redondeados (Imagen de “Prácticas de histología”, Unidad de Histología de la Universitat de València, fair use)

Veremos en la entrada de hoy cómo eso se concreta en la fisiología funcional de las neuronas y sabremos de la existencia de detectores coincidentes que permiten “saber” a la neurona presináptica que la postsináptica está activa cuando ella lo está y, a la vez, que la postsináptica está activa cuando también lo está la presináptica. Más concretamente, cada neurona de la pareja sináptica “sabe” dónde se está realizando la sinapsis particular entre ellas (recordemos que cada neurona realiza en promedio unas diez mil sinapsis). Pasemos pues a ver como la experiencia repetida y repetitiva cambia y refuerza a las sinapsis y además hace que esos cambios sean duraderos: estamos hablando de la memoria a largo plazo. Sigue leyendo ›

2020 03 23 jreguart Biología
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jreguart
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¡Hablemos de la memoria! 1 De corto plazo

En el conocimiento del funcionamiento fisiológico y conductual del cerebro se revelan como absolutamente condicionantes los procedimientos neuronales que fijan la memoria. La memoria nos hace humanos. Hace que el Yo unitario y definido en cada tiempo-espacio se proyecte precisamente en el tiempo y el espacio generando una autobiografía interna de la propia historia del poseedor de ese Yo. Autobiografía en donde apoyamos nuestra consciencia, de donde surgen nuestras habilidades de raciocinio.

Si has seguido la serie publicada en este blog de El Cedazo, que titulamos como “El Conectoma cerebral”,[1] supongo que por tu cabeza rondará la idea de que somos y actuamos no porque las neuronas tengan habilidades mágicas en sí mismas, sino porque sus redes sociales, el conectoma, es como es: definido por la genética y modulado por la experiencia.

Como no podía ser de otra manera, al ser la memoria una habilidad neuronal está soportada en el conectoma, en particular a su nivel más “micro” de las sinapsis entre neuronas. Supongo que ya sabéis que las sinapsis son las vías de “chateo” entre las neuronas mediante la actuación de mediadores químicos que modulan sus reacciones. Determinados patrones en esas conversaciones conllevan un reforzamiento de las alianzas entre ellas. Es la famosa frase hebbiana acerca de que “dos células o sistemas de células que están continuamente activas al mismo tiempo tenderán a convertirse en “socias”, de manera que la actividad de una facilitará la de la otra”.[2] La mayoría de los neurocientíficos de hoy en día creen que en las alteraciones de las sinapsis, en esas asociaciones para el refuerzo mutuo, está la base del aprendizaje y que la memoria es la estabilización en el tiempo de esos cambios.

En esta serie me propongo hablar de la biología y el relato neurológico que permite la propia existencia de la memoria.

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  1. O cualquier otra publicación que hable del tema. [↩]
  2. “The Organization of Behavior”, página 72, Donald O. Hebb, Wiley editores, 1949, New York. [↩]
2020 03 11 jreguart Biología
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Explorando el álgebra geométrica 17 – Rotaciones en el espacio euclídeo tridimensional (II)

Siguiendo con la serie dedicada al álgebra geométrica, en esta entrada seguiré con las rotaciones que comenzamos a ver en la entrada anterior, pero hablaré del tratamiento, digamos, más convencional de las rotaciones. En los planes de estudio lo habitual es introducir las rotaciones como transformaciones lineales y utilizar las correspondientes matrices ortogonales para representarlas. Sin embargo, en las aplicaciones prácticas el uso de los rotores (cuaterniones unitarios) del álgebra geométrica es de conocimiento obligado por las razones que veremos al final.

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2020 02 29 jlese jlese
Matemáticas Comentarios (0) Permalink

Historia de un ignorante, ma non troppo… Sinfonía num. 2 de Kalinnikov

Hace nada menos que diez años que publiqué en esta obviamente longeva y sin duda torpe serie sobre música clásica un artículo glosando la magnífica primera sinfonía de Vasily Sergeievich Kalinnikov. En él conté la desdichada historia de nuestro protagonista de hoy, hijo de policía, medio autodidacta y ºde gran talento que, cuando parecía que su vida tomaba por fin un giro optimista… contrajo la tuberculosis, esa terrible segadora de vidas que tanto se cebó con los artistas del siglo XIX y principios del XX.

En aquel viejo artículo conté brevemente la biografía del buen Vasily Kalinnikov, y dado que nada ha cambiado en ella no voy hoy a repetirla, por lo que este artículo de hoy será muy cortito para mis inveteradas costumbres.

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2020 02 19 Macluskey Macluskey
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¡Hablemos de brújulas animales! IV. La teoría 2: La brújula

En la entrada anterior habíamos iniciado la explicación de la física que puede explicar la “brújula química” que utilizan los animales para orientarse gracias al campo magnético terrestre. Todo quedaba bajo la mano de lo que se conoce como un par de radicales, con unas vibraciones energéticas a nivel hiperfino que quizás pudieran ser influenciadas por el campo magnético terrestre. Las consecuencias de esa interacción podrían hacer posible la tan ansiada brújula. Nos habíamos quedado con una familia de esos pares de radicales, que habíamos imaginado en un tejido orgánico, que habían surgido por la acción de la luz sobre un electrón de los dos que se sitúan en el orbital externo de una molécula, el cual habría saltado a otra molécula. Ese es el par de radicales en el que resuenan superpuestos los estados de singlete -con espines antiparalelos en los dos electrones - y de triplete -espines paralelos-. Un especial objeto físico-químico que, siguiendo las leyes cuánticas, es capaz de permanecer unos pocos μsegundos como un estado cuánticamente coherente. Decíamos también que en ese breve espacio de tiempo podían suceder cosas antes de sucumbir al ruido térmico medioambiente.

¿Qué pueden ser esas cosas? O que las moléculas presentes en el par (i) regresen a su estado inicial, lo que implica que una de ellas vuelva a tener en su orbital externo a dos electrones con espines antiparalelos, o (ii) que tenga la oportunidad de acoplarse a otros actores. Esto último sucede gracias a que los electrones no emparejados de un radical generalmente pueden interactuar con varios núcleos vecinos simultáneamente, en parte porque están deslocalizados, es decir, se extienden sobre una porción de la molécula más allá de su teórico átomo, y en parte porque en su cercanía física hay átomos que pueden generan, gracias a sus características de “imán”,[1] momentos dipolares en la corta distancia suficientemente potentes como para impulsar la interrelación.[2]. Estas interacciones darán como resultado un nuevo producto químico que antes no existía y que, evidentemente, podrá tener sus consecuencias aguas abajo del proceso iniciado por el fotón. Sigue leyendo ›

  1. En la entrada anterior nos tomamos nuestro tiempo para explicar cómo determinadas partículas atómicas se comportan como verdaderos imanes. [↩]
  2. En las moléculas orgánicas nos encontramos con el 1H que genera a 0,1 nm un momento magnético de 2,44 mTeslas; el 17O con 1,13 mTeslas o el 14N con 0,29 mTeslas. Estamos hablando además de que los acoplamientos hiperfinos de los radicales orgánicos se sitúan típicamente en el rango de los 10 a 1.000 μTeslas. Es factible que puedan interactuar entre ellos. [↩]
2020 02 10 jreguart Biología
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¡Hablemos de brújulas animales! III. La teoría 1: El par de radicales

En esta entrada y la siguiente vamos a completar el desarrollo iniciado en las dos anteriores, “El hecho“  y “La prueba“, en las que estuvimos estudiando uno de los posibles modos de orientación de los que  pueden disponer las aves para no errar en sus largos periplos migratorios. Habilidad que no sólo es patrimonio de esta clase animal. Vamos a analizar la teoría del proceso físico en el que creemos que se basa la particular modalidad de magnetocepción que en la entrada anterior denominamos como “brújula química”. Para ello nos vamos a tener que apoyar en el mundo cuántico y su particular física, en donde lo evidente no lo es tanto y lo contraintuitivo es la realidad. No obstante, dentro de lo teórico voy a intentar ser lo más “simple” que pueda. Siento tener que romper la exposición en dos, a pesar de tener que romper el hilo argumental, pero era eso o un largo debate de 5000 palabras. Opto por lo primero.

¿Va a ser todo un tema cuántico? Diagrama de la transición hiperfina del hidrógeno grabada en la placa de las Pioneer (Dominio público)

Como adelanté en la entrada anterior, todo parece residir en el comportamiento de lo que se conoce como un par de radicales. En química un radical es una molécula que contiene un número impar de electrones. Un par de radicales o par radical consiste en dos radicales que han sido creados simultáneamente, generalmente a través de una reacción química. Pero también pueden generarse gracias a la acción de algún agente independiente, como puede ser un fotón con la energía adecuada. Sigue leyendo ›

2020 01 30 jreguart Biología
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Física
jreguart Comentarios (2) Permalink