martes, 3 de noviembre de 2020

Influencia socio-cultural en el origen de las capacidades cognitivas

La evolución de la cognición humana es el proceso que más nos va a caracterizar como especie eminentemente cognitiva y cultural. Aunque tradicionalmente origen de estas capacidades cognitivas se han centrado en la genética evolutiva con cierta influencia medioambiental, en la actualidad se estaría dando una mayor trascendencia a la acción de su particular medio ambiente social y cultural (nichos humanos). Sin embargo, Los mecanismos psicobiológicos por los que el género Homo desarrolló sus capacidades cognitivas aún distan mucho de conocerse suficientemente.

Su estudio requiere la elaboración de formas metodológicas interdisciplinares, que sean capaces de disminuir la subjetividad científica de las hipótesis teóricas en las que, para su elaboración, obviaron la información existente en las ciencias que no fueron utilizadas. La trascendencia de la interdisciplinariedad queda justificada por la necesidad de una sintesis teórica a partir de diferentes ciencias, partiendo de una concepción multidimensional de los fenómenos, así como del reconocimiento del carácter relativo de los enfoques científicos por separado (Piaget et al. 1973).

El estudio de la genética humana nos indica que heredamos un sistema nervioso especialmente preparado para procesar la información que le llega a través de los sentidos (cultura), y para formar estructuras neurológicas funcionales como base de las capacidades cognitivas (evolución del cerebro). La falta o inadecuada fuente de información (aislamiento social o sensorial) produciría un desarrollo psicobiológico muy deficitario conductualmente (Eccles, 1989).

Estas características neuroevolutivas indican que muchas de las capacidades cognitivas humanas se heredan en forma de potencialidad (base neurológica inespecífica), la cual se desarrolla mediante la adecuada influencia del medio ambiente (nichos culturales y cognitivos). Gracias a nuestra plasticidad neuronal somos muy dependientes de la influencia medioambiental, tanto que incluso las capacidades cognitivas innatas (percepción, atención, memoria, recuerdo, emociones y posiblemente una mínima manifestación de las funciones ejecutivas dependiendo del desarrollo neurológico de cada especie) puedan modularse funcionalmente a lo largo de nuestra ontogenia. Igualmente, el desarrollo de las demás capacidades cognitivas se logra mediante la evolución funcional de las capacidades innatas, la mayor capacidad neurológica de nuestro cerebro (mayor superficie funcional, capacidad sináptica y velocidad de transmisión) y la constante e imprescindible influencia de los nichos humanos (culturales y cognitivos). Para su realización conocemos varios mecanismos psicobiológicos que siempre actúan coordinados dentro de nuestra ontogenia: exaptación, coevolución y emergencia cognitiva (exaptación, coevolución y emergencia).

Exaptación evolutiva

En la Biología evolutiva se analizaron diversas estructuras morfológicas a las que en el presente se les atribuye una determinada función, pero que, según los datos de los antecedentes fósiles en su periodo primigéneo de evolución, tuvieron una finalidad diferente a la que presentaban en la actualidad. En 1982, Gould y Vrba introdujeron el término exaptación para las características que mejoran la aptitud física en su función actual, pero que no evolucionaron para esa función por selección natural.

Este concepto se hizo extensible a las capacidades cognitivas quepueden aparecer después de la evolución de los cambios neurológicos necesarios, los cuales no evolucionaron para tal fin. Al analizar la conducta en la prehistoria vemos que la neuroevolución no parece estar encaminada a la creación de las altas capacidades cognitivas que configuran nuestra conducta (lenguaje, teoría de la mente, conciencia reflexiva o autoconciencia, escritura, simbolismos de todo tipo, etc.), pero sí para la recogida y procesamiento del la información que se puede adquirir de la observación del medio ambiente, lo que nos pone en el camino de los conceptos evolutivos de la exaptación (Gould and Lewontin, 1984). Estos cambios funcionales solo pueden producirse gracias a las características poco especializadas del cerebro, pero con un gran potencial de adaptabilidad, como son la gran plasticidad neuronal y su dependencia del medio ambiente para ultimar su estructuración funcional.

Sin embargo, esta característica evolutiva se definió a finales del siglo pasado, siendo un concepto general deducido de la evolución y conocimiento paleontológico, con escasas referencias a las causas que la produjeron. Por tanto, más que un mecanismo de evolución cognitiva sería una apreciación morfológica de finalidad cambiante en el tiempo que puede usarse en la evolución cognitiva.

 Coevolución cognitiva

Actualmente, conocemos que las capacidades cognitivas humanas tienen importantes antecedentes en las especies biológicas que nos precedieron en la evolución(p. e. Heyes, 2012; Creanza et al. 2016), lo que indica que la evolución cognitiva ha sido mucho más gradual e incremental de lo que se suponía anteriormente (Heyes, 2012). 

Los chimpancés fabrican y utiliza herramientas para ciertos usos. Con finas ramas libres de hojas recrean unas cañas de pescar para obtener termitas como comida. Licencia Pixabay

Igualmente, se va desarrollando la idea de que la creación de los nichos humanos va a tener una influencia fundamental en la evolución genética y en el fenotipo observable, al crear una selección natural específica que pueda favorecer los cambios genéticos que mejoren la base neurológica de las capacidades cognitivas (p. e. Creanza et al. 2017; Laland, 2017; Bender, 2019), siendo el origen de muchos de nuestros procesos cognitivos. Autores como Tomasello (1999) indican la existencia de una importante relación entre cultura y cognición humana al crear modelos dinámicos sobre su origen y desarrollo, la cual puede definirse como una coevolución entre la cultura de las poblaciones y su acervo genético (Durham, 1991). Tal coevolución supone ciertos cambios en las redes neuronales utilizados, aunque siempre dentro de las posibilidades fisiológicas de variación que éstas permitan. Estos procesos han tenido diversas explicaciones como el reciclaje cultural de mapas corticales (Dehaene and Cohen, 2007), la reutilización neuronal mediante la cultura (Colagè and d'Errico, 2018), o los ciclos acelerados de retroalimentación evolutiva (Laland, 2017). Todos estos trabajos concluyen con el concepto de que la cultura sería la principal fuerza impulsora en la evolución cognitiva humana (Bender, 2019). La influencia cultural puede actuar sobre los factores genéticos, neurológicos, cognitivos y culturales, siendo de enorme trascendencia para nuestro desarrollo cognitivo (Bender, 2019).

 - Influencia en la genética poblacionalSería el mejoramiento funcional y/o adaptativo de una capacidad innata mediante cambios genéticos promovidos por medio de la influencia cultural. Se ha denominado coevolución gen-cultura o biocultural (Durham, 1991). El ejemplo más conocido sería la tolerancia a la lactosa, pues al aumentar el consumo de la leche como forma cultural a partir del Neolítico, la parte de la población que toleraba la leche pudo aumentar su demografía, en detrimento de la población con los genes que presentaban la intolerancia (Laland et al. 2010). Se incluye en el efecto Baldwin (Bateson, 2004).

 - Acción sobre las estructuras neurológicas. Una innovación cultural puede desencadenar cambios en las estructuras neurológicas de los individuos debido a la neuroplasticidad, como respuesta del cerebro a las experiencias intensivas y duraderas propias de diversas prácticas culturales (aprendizaje y enseñanza dirigida a fines concretos). Si su impacto es tan profundo como para reconectar el cerebro, hablamos de reciclaje cultural de mapas corticales (Dehaene and Cohen, 2007), reutilización cultural neuronal (d'Errico and Colagè, 2018) o el reclutamiento ontogenético y la reorganización de las estructuras neuronales preexistentes (Jablonka et al. 2012). El ejemplo prototípico de esto es la formación de una nueva red cerebral al aprender a leer y escribir (Dehaene et al. 2015), la cual puede realizarse a lo largo de toda la ontogenia humana.

Sin embargo, si la influencia cultural es desde el mismo nacimiento, más que reconectar, reciclar o reutilizar las neuronas del córtex, lo que se produce es una nueva estructuración funcional como soporte neurológico de las capacidades cognitivas creadas por la influencia externa. Además, conocemos otras capacidades humanas (p. e. lenguaje y autoconciencia) que deben realizarse antes de que acabe su particular periodocrítico, pues pasado el mismo no se podría realizar o no tendría el mismo desarrollo que alcanzarían dentro de este periodo (Gómez-Robles et al. 2015; Rivera and Rivera, 2019). 

- Sobre las capacidades cognitivas generales. Una innovación cultural también puede desencadenar cambios en las capacidades cognitivas generales a través de la exaptación cultural. Este proceso utiliza rasgos cognitivos-culturales existentes para un nuevo propósito, como cuando la aplicación de ocre para la protección de la piel se adapta para otros fines de carácter simbólico (d'Errico and Colagè, 2018; Bender, 2019).

- Influencia sobre el mismo desarrollo cultural. La transmisión cultural es el mecanismo clave por el cual las innovaciones culturales conducen a cambios en la cultura misma. La enseñanza activa y el aprendizaje orientado a procesos ayudan a acumular tales innovaciones (cultura acumulativa), al igual que la interacción social y la comunicación en general, proporcionando así a las generaciones posteriores una ventaja adaptativa muy importante desde el mismo momento en que se adquiere tales novedades culturales (Heyes, 2012; Morin, 2016). 

Estas formas de interacción cultural suelen actuar de forma conjunta, siendo la expresión de los procesos de coevolución cognitivo-cultural, abarcando muchas formas culturales humanas, tanto tecnológicas como sociales. Así, dentro de los nichos cognitivos culturales (Rivera and Rivera, 2019) se producen presiones selectivas para las habilidades técnicas (p. e. fabricación de herramientas) y sociales (p. e. aumento de la cooperación), las cuales pueden haber fomentado la evolución de un conjunto de procesos cognitivos. Aprender a hacer herramientas complejas y a usarlas dentro de una logística social requiere el tipo de control inhibitorio que permita la organización, la paciencia y la tolerancia social, así como generar nuevas formas de las emociones humanas (Heyes, 2012). Todos estos procesos de retroalimentación entre la cultura y las capacidades cognitivas humanas indican la importancia de la experiencia social y tecnológica en la definitiva configuración de los procesos cognitivos, dentro de una profunda coevolución cognitiva-cultural (Barrett et al. 2012; Rivera and Rivera, 2019).

 Emergencia cognitiva

 La emergencia es un principio general que puede aplicarse a la comprensión del cambio y la novedad en todos los sistemas naturales, y que en los procesos cognitivos se conceptualiza como una consecuencia de la autoorganización psicobiológica logrando un mayor equilibrio cognitivo (Piaget, 1978; Lewis, 2000). El concepto es consustancial tanto con la naturaleza inorgánica como con la biológica, pues de la unión de varios elementos químicos resulta otro con diferentes propiedades fisicoquímicas que no se podían prever en base a las propiedades de los elementos aislados. Así de la unión de ciertas capacidades cognitivas aparecen (emergen) otras capacidades con nuevas propiedades (Searle, 1997). Sin embargo, el proceso no se puede explicar simplemente como un agregado de las propiedades de las capacidades primigenias, sino por el hecho de que el todo es más que la suma de las partes (Searle, 1997; Mora, 2001).

Su desarrollo se produce durante la ontogénia humana, gracias a la influencia cultural del medio ambiente en el que se desarrolla (nichos humanos). Estas influencias irían produciendo la coevolución de las capacidades cognitivas necesarias para que, tras su unión funcional, puedan producir la emergencia de una nueva cognición (Valsiner, 2006). En general, la mayoría de los procesos cognitivos que la van a producir implican el aprendizaje, al tener un fundamento primordialmente cultural (Lotem et al. 2017).

Aunque este mecanismo evolutivo estaría muy relacionado con la coevolución, difiere fundamentalmente en sus logros. Mientras la coevolución consigue un mayor desarrollo funcional de las capacidades cognitivas utilizadas, la emergencia logra el inicio de capacidades cognitivas nuevas que son sustancialmente diferentes de las capacidades de las que procede. Su producción se logra mediante una coordinación funcional de varias capacidades, que a su vez pueden estar coevolucionando entre sí y adquirir mejores prestaciones cognitivas. Todo el proceso se englobaría en un continuum cognitivo hasta la producción de nuevas capacidades cognitivas de naturaleza emergente, diferentes de las anteriores y con unas propiedades originales. Esta emergencia solo puede comenzar a manifestarse cuando la coevolución de las capacidades que la van a producir adquieren un desarrollo adecuado. Su producción estaría determinada por la transmisión cultural y las interacciones sociales en un cerebro predispuesto funcionalmente a estos desarrollos (Bender and Beller, 2017).

La autoconciencia o conciencia reflexiva puede ser un claro ejemplo de tal proceso y, sin duda, uno de los aspectos menos conocidos (tanto en sus facetas psicobiológicas, como en su forma de aparición arqueológica o histórica) y que más trascendencia ha tenido para nuestra cultura. Su génesis se debe a las interacciones causales entre los componentes cognitivos que pueden originarla (p. e. conciencia de sí mismo, memoria autobiográfica, lenguaje, etc.), por lo que la conciencia es causalmente emergente (Searle, 1997; Rivera and Rivera, 2017). Sin embargo, en el estudio de nuestras capacidades cognitivas resulta difícil separarlo totalmente de los procesos de coevolución; primero, por que es el resultado de la evolución de otras capacidades cognitivas; segundo, su desarrollo en procesos cognitivos no debe conceptualizarse como un proceso de todo o nada, pues su manifestación puede tener diversos estadios intermedios de muy difícil comprensión.

 Conclusión

 Podemos concluir que la evolución fue creando las bases neurológicas necesarias para el desarrollo cognitivo, pero será la cultura (nuevo parámetro de selección natural), como expresión de la interacción social en todos sus aspectos, la que dirigirá los cambios evolutivos y cognitivos, perfilando definitivamente la cognición en las sociedades humanas. Por tanto, el origen y desarrollo de las capacidades cognitivas humanas supone un proceso evolutivo que, partiendo de algunas capacidades cognitivas de naturaleza innata, puede realizarse mediante la presión selectiva de la cultura dentro de los nichos humanos. Tal proceso formaría un continuum desarrollo de la mayoría de las capacidades cognitivas, dentro de un complejo mecanismo de interacción mutua entre ellas, mediante los mecanismos de exaptación, coevolución y/o emergencia.    

El resultado es diverso, pues mientras algunas capacidades cognitivas necesitaban, al menos en parte, una evolución neuroanatómica que favoreciera su desarrollo (p. e. memoria de trabajo, lenguaje, abstracción, etc.), otras utilizando las anteriores emergieron con la influencia cultural sobre cerebros ya preformados para su realización (p. e. teoría de la mente, cognición causal, autoconciencia, lectura y escritura, etc.). En este contexto, la utilización de los constructos psicológicos seguirá siendo útil en la comprensión y estudio de nuestras capacidades, pero serían vistas con el prisma de ser el resultado de la unión funcional de otros procesos cognitivos de diversa finalidad y origen.



Esquema general del modelo interdisciplinar del desarrollo cognitivo humano

- Barrett,L., Henzi, S. P. and Lusseau, D. (2012). Taking sociality seriously: the structure of multi-dimensional social networks as a source of information for individuals. Phil. Trans. R. Soc. B 367, 2108–2118.

- Bateson, P. (2004). The Active Role of Behavior in Evolution. Biology and Philosophy 19: 283-298

- Bender, A. (2019). The role of culture and evolution for human cognition. Top. Cogn. Sci. 

- Bender, A. and Beller, S. (2017). The power of 2: How an apparently irregular numeration system facilitates mental arithmetic. Cognitive Science, 41, 158–187.

- Colagè, I. and d’Errico, F. (2018). Culture: The Driving Force of Human Cognition. Topics in Cognitive Science, 1–19. In Bender, A., Beller, S. and Jordan, F. (Eds.). The Cultural Evolution of Cognition. For a full listing of topic papers.

- Creanza, N., Fogarty, L. and Feldman, M. W. (2016). Cultural niche construction of repertoire size and learning strategies in songbirds. Evol. Ecol. 30:285–305.

- Creanza,N., Kolodny, O. and M. W. Feldman (2017). Cultural evolutionary theory: How culture evolves and why it matters. PNAS. 114 (30) 7782-7789.

Dehaene, S. and Cohen, L. (2007). Cultural recycling of cortical maps. Neuron, 56, 384-398.

- Dehaene, S., Cohen, L., Morais, J. and Kolinsky, R. (2015). Illiterate to literate: Behavioural and cerebral changes induced by reading acquisition. Nature Reviews Neuroscience, 16, 234– 244.

- d'Errico, F. and Colagè, I. (2018). Cultural exaptation and cultural neural reuse: A mechanism for the emergence of modern culture and behavior. Biological Theory, 13,213–227.

- Durham, W. (1991). Coevolution: Genes, Culture, and Human Diversity. H.Stanford University Press.

- Eccles, J. C. (1989). Evolution of the brain: Creation of the self. Londres. Routledge.

- Gómez-Robles, A., Hopkins, W. D., Schapiro, S. J. andSherwood, C. C. (2015). Relaxed genetic control of cortical organization in human brains compared with chimpanzees. PNAS, 112(51), 14799–14804.

- Gould, S. J. and Vrba, E. S. (1982). Exaptation: A missing term in the science of form. Paleobiology, 8, 4-15

- Gould, S. J. and Lewontin, R. C. (1984). The spandrels of San Marco and the Panglossian paradigm: A critique of the adaptationist programme, pp. 252-270. In E. Sober (Ed.), Conceptual Issues in Evolutionary Biology: An Anthology. Bradford Book. Cambridge (Mass.).

- Heyes, C. (2012). New thinking: the evolution of human cognition. Philos Trans R Soc Lond B Biol Sci. 367 (1599): 2091–2096.

- Jablonka, E., Ginsburg, S. and Dor, D. (2012). The co-evolution of language and emotions. Phil. Trans. R. Soc. B 367, 2152–2159.

- Laland, K. N. (2017). Darwin's Unfinished Symphony: How Culture Made the Human Mind. Princeton, N. J. Princeton University Press.

- Laland, K. N., Odling‐Smee, J. and Myles, S. (2010). How culture shaped the human genome: Bringing genetics and the human sciences together. Nature Reviews Genetics, 11, 137–148.

- Lotem, A., Halpern, J. Y., Edelman, S. and Kolodny, O.(2017). The evolution of cognitive mechanisms in response to cultural innovations. PNAS | vol. 114 | no. 30 | 7915–7922. 


- Mora, F. (2001). El reloj de la sabiduría. Tiempos y espacios en el cerebro humano. Madrid. Alianza.


- Morin, O. (2016). How traditions live and die. Oxford, UK: Oxford University Press.

- Piaget, J., Mackenzie, W. J. M. y Lazarsfeld, P. F. (1973). Tendencias de la investigación en ciencias sociales. Madrid. Alianza.

- Piaget, J. (1978). La equilibración de las estructuras cognoscitivas. Problema central del desarrollo. Madrid: Siglo XXI.

- Rivera, A. and Rivera, S. (2019). Mechanisms of cognitive evolution of the Homo genus. Ludus Vitalis. Vol. 27, Núm. 51 pp 1-22.

- Searle, J. R. (1997). The mystery of consciousness. The New York Review of Books. New York.

- Tomasello, M (1999). The Cultural Origins of Human Cognition. Harvard University Press.

- Valsiner, J. (2006). Development epistemology and implications for methodology. In W. Damon and R. Lerner (Eds.), Handbook of child psychology (6º ed.). Vol. 1. Theoretical models of human development (pp. 166 - 210). New York: Wiley


miércoles, 26 de junio de 2019

Breve estructuración funcional del cerebro


Conocemos que la evolución neurológica produjo un aumento de la superficie del córtex cerebral, sin que aparezca un aumento generalizado en su densidad. Esto permite que exista entre sus neuronas la posibilidad de una adecuada interconectividad, así como una mielinización amplia y tardía (Rilling and Insel, 1999; Hofman, 2001; Semendeferi et al., 2001; Semendeferi et al., 2002; Bruner, 2004; Schoenemann, 2006; Gómez-Robles et al., 2015). Conocemos que existe una estructura jerarquizada de las áreas corticales (primarias, de asociación secundaria y terciarias) (Luria, 1966; Kandel et al., 1995), y que los cambios alométricos se produjeron fundamentalmente en las áreas asociativas (Florio et al., 2015), especializadas en el procesamiento de la información, lo que tiene que repercutir en su capacidad funcional (conducta).


En este contexto, el aumento cualitativo o funcional del córtex sería muy dependiente de las aferencias que reciben del medio ambiente. La plasticidad neuronal (Kandel et al., 1995; García-Porrero, 1999; Gómez-Robles et al., 2015), la muerte neuronal o poda en las primeras etapas de la vida (Petanjek et al., 2011; Gómez-Robles et al., 2015), una mielinización amplia y tardía (Miller et al., 2012; Bercury and Macklin, 2015) y la existencia de un periodo crítico (Grimshaw et al., 1998; Gómez-Robles et al., 2015) son procesos neurológicos que indican la dependencia del cerebro de las aferencias del medio ambiente para un adecuado desarrollo cognitivo (Belinchón et al., 1992; Grimshaw et al., 1998; García-Porrero, 1999; Gómez-Robles et al., 2015)Por tanto, hay que analizar cómo esta mayor potencialidad neuronal y sináptica, a partir de las aferencias externas (sensaciones) e internas (recuerdos de memoria, emociones y sensaciones propioceptivas), forman las redes neurales responsables de nuevas formas de conducta (cognición causal).

El aumento evolutivo del cerebro se realiza dentro de una estructuración neurológica que heredamos de todos nuestros ancestros biológicos. Las áreas primarias (sensitivas y motoras) constituyen de forma innata una estructuración o protomapa funcional, que posteriormente se completa mediante las aferencias externas constituyendo los homúnculos sensitivo y motor (Boltz et al., 1990; Barbe and Levitt, 1991; Rakic, 1995). A su vez, las áreas de asociación secundaria recibirían información ya elaborada por las áreas primarias, y las de asociación terciaria a partir de la información más elaborada de las secundarias (Luria, 1966; Kandel et al., 1995). Esta ordenación jerárquica hace que las formación de redes neuronales tenga una ordenación ascendente en orden de complejidad, en su cometido de crear las diferentes funciones cognitivas (coevolución cognitiva).


Las aferencias juegan un papel importante en la funcionalidad y tamaño de un área citoarquitectónica determinada. Si por cualquier causa disminuyen o se anulan tales aferencias (e. g., en el tracto visual por enucleación ocular o cataratas congénitas en el nacimiento, produciendo ceguera de ese ojo), resultaría que el área 17 (área primaria receptora los estímulos visuales) sería más pequeña, aunque mantenga su normal espesor, patrón de modelado, capas y sinapsis (Rakic, 1988, 1995; García-Porrero, 1999; Kandel et al., 1995), asumiendo funciones neurológicas similares a las de las áreas adyacentes, consecuencia de la gran plasticidad de nuestro cerebro. Estos datos avalan la importancia de las aferencias externas, tanto en el embrión como en el adulto, en la formación y extensión de las áreas citoarquitectónicas que, aunque exista una conformación biológicamente predeterminada (protomapa), su extensión final será determinada por la acción de las aferencias externas (Kandel et al., 1995; García-Porrero, 1999; Gómez-Robles et al., 2015).

Sin embargo, la formación de las redes neurales (generadoras de la conducta), a partir de la integración sensorial específica en las áreas primarias, es más difícil de comprender y de explicar. El procesamiento de la información cerebral se basa en la organización de redes y circuitos neuronales de alta complejidad y multifuncionalidad, que deben proporcionar el sustrato para la cognición y conducta humana. Dentro de esta complejidad las áreas sensitivas primarias (visuales, somatosensoriales y auditivas) se conectan a otros centros corticales organizados paralelamente en el conectoma funcional del cerebro (área de asociación secundarias y éstas en las terciarias)(Sepulcre, 2014).

El procesamiento de información en el cerebro humano surge tanto de las interacciones entre áreas adyacentes (e. g., mismo lóbulo), como de proyecciones distantes que forman sistemas cerebrales distribuidos (entre diferentes lóbulos). Parece que el cerebro ha desarrollado un equilibrio funcional que optimiza la eficiencia del procesamiento de la información en diferentes clases de áreas especializadas, así como mecanismos para modular el acoplamiento en apoyo de demandas de procesamiento dinámicamente cambiantes (Sepulcre, 2010). Tales afirmaciones vendrían a resaltar que la estructura globulosa del cerebro humano, junto con un notable aumento de las áreas de asociación parietales y temporales (Semendeferi et al., 2002; Bruner et al., 2003), pueden ser muy importantes en para un mayor rendimiento cognitivo.

Dentro de este equilibrio funcional entre funciones locales y distantes, la adquisición de estas funciones cognitivas podría realizarse gracias a la convergencia sobre una zona del córtex de dos o más proyecciones de modalidades sensoriales diferentes (Geschwind, 1965). Tal fenómeno se produce siempre en función de la cualidad de los estímulos que recibe dicha área cortical (Gazzaniga, 1998). Esta podría ser la explicación del desarrollo de la cognición causal, donde dos o más estímulos de igual o diferente origen (sensoriales o memorísticos) a las áreas terciarias, creados por una percepción de forma simultánea y reiterada, son capaces, en un momento preciso, de relacionarse mediante mecanismos sinápticos y crear una red neurológica nueva, con una respuesta conductual diferente.

Al ser diversos los estímulos sensoriales externos (sociales, tecnológicos y emocionales) se irían produciendo una serie de mecanismos causales entrelazados dando lugar a procesos de coevolución que se desarrollarían de simples a más complejos en todas sus facetas (aprendizaje, adquisición de datos y desarrollo conductual), logrando crear redes complejas como base de las capacidades cognitivas observadas en los diferentes homínidos del género Homo (Stuart-Fox, 2014; Lotem et al., 2017). La estructuración de estas redes neuronales tiene una especie de modularidad jerárquica, donde pequeñas redes se sitúan funcionalmente dentro de redes más grandes, y éstas en redes más grandes todavía (Sporns, 2011). Esta estructura de múltiples redes superpuestas explicaría que en el desarrollo de las capacidades cognitivas se comparten redes neurológicas o funciones cognitivas comunes.

Un importante problema a considerar consiste en saber si la localización de propiedades cognitivas en los hemisferios cerebrales es equipotencial al nacer (Gazzaniga, 1970; Lenneberg, 1967; Zangwill, 1960), o si en el nacimiento tenemos ya diferencias neurológicas que faciliten su ubicación topográfica, desarrollándose en función de los estímulos a lo que esté sometido (Annet, 1973; Dennis and Whitaker, 1976). Parece que debe existir cierto gradiente innato definido como la existencia de un proceso de maduración diferenciado en ambos hemisferios que actúe a favor de uno u otro, en función de la naturaleza de los procesos cognitivos modalidad sensitiva que se vean implicados (Bub and Whitaker, 1980; Geschwind and Galaburda, 1984; Kandel et al., 1995). Su definitivo desarrollo se correlaciona con un modelo multifactorial para la ontogénesis de las asimetrías hemisféricas, que incluyen factores genéticos y epigenéticos múltiples (Brandler et al., 2013).

Como conclusión podemos afirmar que heredamos un sistema nervioso especialmente preparado para procesar la información que le llega a través de los sentidos, pero que sin esta información (aislamiento social o sensorial) su desarrollo final sería muy deficitario.

- Annet, M. (1973). Handedness in families. Annals of Human Genetics, 37, pp 93-105.
- Barbe, M. F. and Levitt, P. (1991). Early commitment of fetal neurons to the limbic cortex. J. Neurosci. 11, 519-37.
- Belinchón, M., Igoa, J. M. and Riviére, A. (1992). Psicología del lenguaje. Investigación y teoría. Trotta. Madrid.
- Bercury, K K. and Macklin, W. B. (2015). Dynamics and Mechanisms of CNS Myelination. Developmental Cell, 32(4):447-58.
- Brandler, W. M., Morris, A. P., Evans, D. M., Scerri, T. S., Kemp, J. P., Timpson, N. J. et al. (2013). Common Variants in Left/Right Asymmetry Genes and Pathways Are Associated with Relative Hand Skill. PLoS Genetics,; 9 (9): e1003751
- Boltz, J., Novak, N., Götz, M. and Bonhoffer, T. (1990). Formation of target-specific organotypic slice cultures from rat visual cortex”. Nature, 346: 359-62.
- Bruner, E., Manzi, G., Arsuaga, J. L. (2003). Encephalization and allometric trajectories in the genus Homo: Evidence from Neandertal and modern lineages. Proc Natl Acad Sci ; 100: 15335-40.
- Bud, D. and Whitaker, M. (1980). Language and verbal procceses. In Wittrock, M. (ed.). The Brain and psychology. Academic Press. New York.
- Dennis, M. and Whitaker, H. (1976). Language acquisition following hemidecortication. Linguistic superiority of the left over the right hemisphere. Brain and Language, 3, 404-433.
- Florio, M., Albert, M., Taverna, E., Namba, T., Brandl, H., Lewitus, E., Haffner, Ch., Sykes, A., Kuan Wong, F., Peters, J., Guhr, E., Klemroth, S., Prüfer, K., Kelso, J., Naumann, R., Nüsslein, I., Dahl, A., Robert Lachmann, Pääbo, S. and Huttner W. B. (2015). Human-specific gene ARHGAP11B promotes basal progenitor amplification and neocortex expansion. Science, 347 (6229): 1465-1470.
- García-Porrero, J. A. (1999). Evolución del cerebro: la génesis de la mente. En García-Porrero, J. A. (ed.). Genes, cultura y mente: una reflexión multidisciplinar sobre la naturaleza humana en la década del cerebro. Santander. Servicio de publicaciones de la Universidad de Cantabria, pp. 129-158.
- Gazzaniga, M. S. (1970). The bisected brain. Appleton. New York.
- Gazzaniga, M. S. (1998). The Split Brain Revisited. Scientific American 279, 1, 35-39.
- Geschwind, N. (1965). Disconnection syndromes in animal and man. Brain: a Journal of Neurology. 88. 237-94.
- Geschwind, N. and Galaburda, A. M. (1984). Cerebral dominance: The biological foundations. Harvard University Press. Cambridge.
- Grimshaw, G. M.; Adelstein, A.; Bryden, M. P. and MacKinnon, G. E. (1998). First-language acquisition in adolescence: evidence for a critical period for verbal language development. Brain and Language 63, 2, 237-255.
- Gómez-Robles, A., Hopkins, W. D., Schapiro, S. J., and Sherwood, C. C. (2015). Relaxed genetic control of cortical organization in human brains compared with chimpanzees. Proceedings of the National Academy of Sciences 112(51), 14799-14804.
- Hofman, M.A., (2001). Brain evolution in hominids: are we at the end of the road? In: Falk, D., Gibson, K.R. (Eds.), Evolutionary Anatomy of the Primate Cerebral Cortex. Cambridge University Press, Cambridge, pp. 113e127.
- Kandel, E. E., Schwartz, J. H. and Jessell, T. M. (1995). Essentials of neural science and behavior. Appleton and Lange: Stamford, CT.
- Lenneberg, E.H. (1967). Biological Foundations of Language. Wiley. New York.
- Lotem, A., Halpern, J. Y., Edelman, S., Kolodny, O. (2017). The evolution of cognitive mechanisms in response to cultural innovations. PNAS | vol. 114 | no. 30 | 7915–7922.
- Luria, A. R. (1966). Higher Cortical Function in Man. Basic Books. New York.
- Miller, D. J., Duka, T., Stimpson, C. D., Schapiro, S. J., Baze. W. B., McArthur, M. J., Herwood, C. C. (2012). Prolonged myelination in human neocortical evolution. Proceedings of the National Academy of Sciences 109 (41), 16480–16485.
- Petanjek, Z.; Judaš, M., Šimić, G.; Rašin, M. R., Uylings, H. B. M.; Rakic, P., y Kostović, I. (2011). Extraordinary neoteny of synaptic spines in the human prefrontal cortex. Proceedings of the National Academy of Sciences, 108(32), 13281–13286.
- Rakic, P. (1988). Specification of cerebral cortical areas. Science, 241: 170-6.
- Rakic, P. (1995). Evolution of neocortical parcellation: the perspective from experimental neuroembryology. In Changeux, J. P. & Chavaillon J. (eds.). Origins of the human brain. Clarendon Press. 85-100. Oxford.
- Rilling, J. K. and Insel, T. R. (1999). The primate neocórtex in comparative perspective using magnetic resonance imaging. Journal of Human Evolution, 37, 191-223.
- Schoenemann P. T. (2006). Evolution of the size and functional areas of the human brain. Annual Reviews in Anthropology; 35: 379-406.
-Semendeferi, K., Armstrong, E., Schleicher, A., Zilles, K. and Van Hoesen, G. W. (2001). Prefrontal cortex in humans and apes: a comparative study of area 10. Am. J. Phys. Anthropol. 114, 224–241.
- Semendeferi, K., Lu, A., Schenker, N. and Damasio, H. (2002). Humans and great apes share a large frontal cortex. Nature neuroscience 5 (3): 272-276.
- Sepulcre, J. (2014). Functional Streams and Cortical Integration in the Human Brain. The Neuroscientist 20(5).
- Sepulcre, J., Liu, H., Talukdar, T., Martincorena, I., Yeo, B.T. and Buckner, R.L. (2010). The organization of local and distant functional connectivity in the human brain. PLoS Comput Biol.10;6(6).
- Sporns, O. (2011). Networks of the Brain. London. The MIT Press Cambridge. Massachusetts.
- Stuart-Fox, M., (2014). The origins of causal cognition in early hominins. Biology and Philosophy 30 (2).
- Zangwill, O. (1960). Cerebral dominance and its relation to psychological functions. Springfield, III. Thomas.

viernes, 5 de abril de 2019

¿Existe una numerosidad innata en el género Homo?


La numerosidad, entendida como la capacidad de entender, representar y usar los números (Coolidge & Overmann, 2012), es un proceso cognitivo ampliamente relacionado con la conducta humana. Sin embargo, no siempre han existido conductas relacionadas con los números, lo que nos induce a pensar en dos importantes cuestiones:

A ¿Cuándo comenzaron las conductas relacionadas con el manejo y control de conductas de medición y/o conteo?

En el Paleolítico superior se han constatado conductas relacionadas con procesos de medición, gracias a las marcas consecutivas que se han observado en diversos huesos, astas y piedras (conductas numéricas en el Paleolítico).
El concepto de medición sería la equiparación de objetos, animales o acciones realizadas (piezas de caza, recorrer distancias, productos de intercambio comercial, almacenaje, etc.) con unidades o patrones de medida (día, mes lunar, año solar, unidades de volumen o de acción, caza, etc.). Estas mediciones y sus representaciones mediante marcas en materiales apropiados no constituían aún números en el sentido abstracto que conocemos en la actualidad.

Recientemente se ha especulado sobre la posibilidad que las incisiones o marcas en un fémur de hiena de 72-60 ka en el lugar Musteriense de Les Pradelles en Francia y las incisiones del peroné de babuino de 44-42 ka en Border Cave en Sudáfrica (d´Errico et al., 2017), también tengan relación con esta formas conductuales. Estas conductas tienen una existencia es muy irregular, tanto en la distribución temporal como geográfica, y siempre nos queda la duda de que su finalidad fuera una actividad de medición o de otra causa desconocida (Reese, 2002; Barandiarán, 2006; González Redondo et al., 2010;).

Tras el Paleolítico, los primeros datos arqueológicos sobre la existencia de conductas de medir y contar cantidades específicas se comprueban en las sociedades organizadas del Neolítico de Mesopotamia, de Egipto (MacGinnis, et al., 2014; Overman, 2016; Schmandt-Besserat, 1992), de Mesoamérica y de China (Chrisomalis, 2005), al adquirir un desarrollo cognitivo (social, tecnológico y emocional) y causal adecuado (cognición causal, grado 7).

B ¿Es una conducta innata o adquirida por medio de la cultura?

Existe cierta controversia sobre la posibilidad de que existan antecedentes biológicos en diversas especies relacionadas con el manejo de cantidades. Esta situación, un tanto confusa, ha obligado a diversos autores a estudiar tal proceso e intentar aclara las cosas. Conocemos que existe de forma innata una numerosidad perceptual o concreta que permite la apreciación sensorial de varios componentes semejantes (varios, pocos, muchos) (Carey, 2009). Su existencia es independiente del lenguaje (Brannon, 2005; Overmann, 2016, 2018a; Varley et al., 2005), y presenta dos aspectos funcionales:

- Primero, el sistema de número aproximado (ANS) que facilita una estimación de la magnitud de un grupo sin depender de lenguaje o símbolos, actuaría en grupos mayores de cuatro, permitiendo valorar diferencias en magnitud entre los grupos (muchos o pocos).

- Segundo, el sistema de seguimiento y cuantificación de objetos (subitización) que funciona con valores menores de cuatro (Butterworth, 1999; Cantlon et al., 2006; Coolidge & Overmann, 2012; Dehaene, 1997; Nieder & Dehaene 2009; Tomasello & Call, 1997). Su existencia se ha comprobado en ratas, leones y varias especies de primates (Dehaene 1997; Nieder & Dehaene 2009), lo que indicaría la evidencia de un sustrato neuronal que se ha mantenido evolutivamente.

Estas disposiciones innatas son coherentes con las características neurológicas de la percepción y atención de la cantidad (Overmann, 2017). La atención sería el proceso de concentración selectiva y perdurable en periodos prolongados de un aspecto discreto de la información, inhibiendo al resto de la percepción sensorial por ser conceptuada como irrelevante (Ardila et al., 1997). La atención estaría vinculada al volumen y distribución de la percepción, pues cuantos menos objetos haya que atender, mayor será la posibilidad de concentrar la atención y distribuirla entre cada uno de ellos (Menninger, 1992).

La universalidad de este carácter innato no implica una evolución sistemática a sistemas de cuantificación numérica, pues en la actualidad se conocen poblaciones humanas con una cognición numérica que sobrepasa muy poco los límites de este innatismo. Todas las sociedades humanas conocidas tienen un lenguaje, pero no todas tienen números. Conocemos diversos casos en Suráfrica (Bosquimanos), Australia (Kuri, Kana, Gumulgal, etc.), en Nueva Guinea (Parb, Sisiami y Arop) y América del sur (Zamuco, Bakahiri, Arara, Krao, etc.) (Flegg, 1983), o los indios Pirahã del Amazonas brasileño con un vocabulario numérico basado en nombrar cantidades de uno, dos, uno-dos (tres) y dos-dos (cuatro) y muchos (Everett, 2005). Este hecho puede atribuirse razonablemente a las diferencias en las necesidades sociales de los números (Epps et al., 2012; Overmann, 2018a), es decir a la falta de un adecuado desarrollo cognitivo social, tecnológico y emocional que motivase su evolución.

Conclusiones

La numerosidad hay que buscarla en la evolución cognitiva humana, dentro de su particular nicho cognitivo-cultural (Rivera& Rivera, 2019). La creación de los números solo puede realizarse cuando el desarrollo de las capacidades cognitivas (racionales y emocionales) adquieran los niveles de una conducta simbólica moderna (cognición causal grado 7). Su desarrollo estaría motivado (cognición emocional) por prácticas sociales, tecnológicas y culturales (cognición social y tecnológica) que fomentan el conteo y/o el seguimiento de cantidades exactas (Epps et al., 2012), lo que explica su desarrollo heterogéneo en el tiempo y la geografía.

Los números constituyen una abstracción simbolizada cuyo origen cognitivo es un proceso coevolutivo y emergente (Rivera & Rivera,2019; Zorzi & Testolin, 2017), el cual se produce mediante mecanismos de exaptación cultural dentro de nuestro particular nicho cognitivo-cultural (d’Errico et al., 2017; Rivera &Rivera, 2019) y desarrollo cognitivo de características modernas con una cognición causal de grado 7.






- Ardila, A., Lopera, F., Pineda, D. & Roselli, M. (1997): Neuropsicología infantil (2da. Ed.) México D. F. Prensa creativa.
- Barandiarán, I. (2006). Imágenes y adornos en el arte portátil paleolítico, Barcelona. Ariel. 
- Brannon, E. M. (2005). The independence of language and mathematical reasoning. PNAS 102(9):3177–3178.
- Butterworth, B. (1999). The mathematical brain. London. Macmillan Publishers. 
- Canthlon, J. F., Brannon, E. M., Carter, E. J. & Pelphrey, K. A. (2006). Functional imaging of numerical processing in adults and 4-y old children. PLOS Biology 4 (5), 844-854.
- Carey, S. (2009). The origin of concepts. Oxford. Oxford University Press. 
- Chrisomalis, S. (2005). Evaluating Ancient Numeracy: Social versus Developmental Perspectives on Ancient Mesopotamian Numeration. Paper delivered to the Annual Meeting of the Jean Piaget Society (Vancouver, British Columbia).
- Coolidge, F. L. & Overmann, K. A. (2012). Numerosity, Abstraction, and the Emergence of Symbolic Thinking. Current Anthropology, 53(2), 204-225
- Dehaene, S. (1997). The Number Sense. Oxford University Press.
- d´Errico, F., Doyon, L., Colagé, I., Queffelec, A., Le Vraux, E., Giacobini, G., Vandermeersch, B. & Maureille, B. (2017). From number sense to number symbols. An archaeological perspective. Philos Trans R Soc Lond B Biol Sci. 19; 373(1740). 
- Epps, P., Bowerin, C., Hansen, C. A., Hill, J. H. & Zentz, J. (2012). On numeral complexity in hunter-gatherer languages. Linguistic Typology, 16(1), 41–109.
- Everett, D. E. (2005). Cultural Constraints on Grammar and Cognition in Pirahã. Current Anthropology, Volume 46 (4).
- Flegg. G. (1983). Numbers: Their History and Meaning. New York: Dover Publications.
- González Redondo, F. A., Martín-Loeches, M. & Silván Ppbes, E. (2010). Prehistoria de la matemática y mente moderna: pensamiento matemático y recursividad en el Paleolítico franco-cantábrico. Dynamis. 30: 167-195. 
- MacGinnis, J., Monroe, M. W., Wicke, D. & Matney, T. (2014). Artefacts of cognition: the use of clay tokens in a Neo-Assyrian provincial administration. Cambridge Archaeological Journal 24 (2), 289-306.
- Menninger, K. (1992). Number Words and Number Symbols: Cultural History of Numbers. United States Dover Publications. North Chelmsford. 
- Nieder, A. & Dehaene, S. (2009). Representation of number in the brain. Annual Review of Neuroscience 32: 185-208.
- Overmann, K. A. (2016). The role of materiality in numerical Cognition. Quaternary International, 405: 42-51.
- Overmann, K. A. (2017). Materiality and Numerical Cognition: A Material Engagement Theory Perspective. In: Wynn, T. & Coolidge, F. L. (eds). Cognitive models in Palaeolithic archaeology. Oxford University Press. 
- Overmann, K. A. (2018). Constructing a Concept of Number. Journal of Numerical Cognition. Vol. 4, núm. 2, 464-493. 
- Reese, D. S. (2002). On the Incised Cattle Scapulae from the East Mediterranean and Near East. Bonner Zoologische Beitrage 50, 183-198.
- Schmandt-Besserat, D. (1992). Before Writing: from Counting to Cuneiform, vols. 2 Austin.University of Texas Press. 
- Tomasello, M. & Call. J. (1997). Primate Cognition. Oxford. Oxford University Press. 
- Varley, R. A., Klessinger, N. J. C., Romanowki, CH. A. J. & Siegal, M. (2005). Agrammatic but numerate. PNAS. 102(9):3519–3524.
- Zorzi, M. & Testolin, A (2017). An emergentist perspective on the origin of number sense. Phil. Trans. R. Soc. B 373: 20170043.