El ruido de fondo


El ruido de fondo es una canción de Miguel Rios pero también un concepto muy interesante en neurobiología y de eso vamos a hablar hoy y no del ya jubilado Miguel Rios, pero antes vamos a refrescar algunas ideas de la teoría de la información.

Claude Shanon fue un ingeniero eléctrico y matemático que pasará a la historia por haber puesto los cimientos sobre lo que hoy entendemos como teoria de la información de la que se han derivado múltiples modelos adaptados a la psicologia: la mas importante es la teoria de la comunicación cuyas aplicaciones han ido más allá de la psicología ubicándose en disciplinas tan alejadas como la cibernética, la antropología o la lingüistica. Por supuesto tambien entre las neurociencias.

La teoria de la comunicación nos permitió entender los organismos vivos como algo complejo y no lineal en oposición a como nos lo presentaban tanto las psicologias comportamentales (estimulo-respuesta) como las teorias psicoanalíticas (consciente-inconsciente) es posible afirmar hoy que los desarrollos informacionales con que nos representamos tanto los sistemas sociales como los sistemas vivos (como el cerebro) están mas cerca de la idea de Shannon que de la de Freud.

Hoy estamos acostumbrados a entender el cerebro como un sistema abierto que comparte con otros sistemas una de sus caracteristicas comunes: es algo que comparte e intercambia energia e información con el medio ambiente. Esta idea parece banal pero es precisamente la que nos permitió entender el cerebro como algo dinámico, algo en movmiento que no solamente se representa la realidad sino que ejecuta constantemente predicciones acerca de la misma, además de eso sabemos que esa realidad modula esas predicciones gracias a la capacidad del cerebro de autoorganizarse, pues una de las características de los sistemas abiertos es precisamente su tendencia a la autoorganización.

El cerebro no necesita un lavavajillas externo, se lava los platos él solo.

¿Qué es el ruido?

En términos cibernéticos ruido es todo aquello que no contiene información alguna, mientras que la señal es aquello que contiene información y por tanto es subsidiario de -sobrepasado un cierto umbral- ser decodificado en términos de información con sentido (significado), procesado y guardado en la memoria.

El problema es que en términos cibernéticos no existe información separada del ruido: vienen en el mismo paquete, es por eso que el cerebro no va a percibir señales limpias desde el exterior sino señales contaminadas que viajan galopando en una base de ruido que no contiene información por si misma y que nos obliga al esfuerzo de discriminar constantemente lo relevante de lo irrelevante cuando no lo verdadero de lo falso. Y por eso lo importante es la relación, el cociente entre señal y ruido más que los valores absolutos del mismo.

Veamos qué sucede cuando la señal es tan débil que no puede cruzar el umbral perceptivo:

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Lo que sucede es que aunque comunique algo, en este caso estamos hablando de comunicación de neurona a neurona seremos inconscientes de ella y si es muy débil será incapaz de disparar a la neurona siguiente de tal modo que la señal se perderá.

Veamos que sucede si  le añadimos a la señal algo de ruido.

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Lo que sucede es que el ruido aupa la señal hasta ayudarla a atravesar el umbral no lineal y provocando una salida es decir comunicación. La señal ha cabalgado al ruido haciéndose perceptible.

Es lo que conocemos con el nombre de resonancia (amplificación) estocástica, un fenómeno físico que nos resulta antiintuitivo porque lo entendemos como interferencias (y lo son en los casos extremos). El ruido puede, en ocasiones, facilitar la transmisión de la señal: en aguas fangosas de ríos americanos, con poca visibilidad, existe un pez (Polyodon spathula) que utiliza la electricidad para detectar su alimento, la pulga de agua o Daphnia. El pez emite una descarga eléctrica débil que permite sondear el campo ya que la pulga genera diminutos campos eléctricos que son recogidos por sensores eléctricos dispuestos en la trompa. Investigadores del grupo de Frank Moss demostraron que introduciendo ruido eléctrico en el agua se podía aumentar el número de capturas. Lo que teóricamente tendría que perturbar la deteción de las diminutas señales eléctricas generadas por la sonda del pez raqueta y la pulga de agua producía, con determinados parámetros, el efecto contrario.Nuestro cerebro posee una actividad intrínseca permanente (tal y como comenté en mi anterior post) que es ruido neuronal, es decir el ruido que genera la casi continua actividad de nuestras neuronas. De manera que tenemos ruido afuera y ruido adentro sobre el que van acabalgadas las señales que contienen información relevante tanto en lo que percibimos de afuera como en lo que predecimos desde dentro.

Naturalmente ese ruido no implica audición y puede referirse a cualquier cosa, ruido emocional, ruido cognitivo (creencias) y por supuesto ruido ambiental. Ruido en cualquier caso es todo aquello que no aporta información, como sucede por ejemplo con el placebo. Ruido puede ser una exploración médica, tomar un analgésico, una intervención quirúrgica o iniciar una psicoterapia. Significa que estas cosas no solo tienen un efecto beneficioso o perjudicial por si mismas sino por lo que llevan colgando (ruido). Una exploración médica por ejemplo puede ser curativa o perjudicial con independencia de si se realizó bien o menos bien la técnica: tiene que ver con las expectativas y puede tener un efecto placebo o nocebo. Está establecido que la cirugía es el mejor placebo que existe junto con la religión.

Cuando aplicamos fármacos que modifican globalmente todas las conexiones (sinapsis) neuronales en las que interviene un determinado neurotransmisor (por ejemplo serotonina) estamos aplicando ruido químico. Si después aparece una mejoría no es porque hayamos arreglado una deficiencia o anomalía previa sino porque el cerebro ha reseteado sus circuitos con la nueva situación ruidosa. Nosotros sólo pretendemos modificar la serotonina, la “droga de la felicidad” pero se producirán readaptaciones en toda la red en relación a los otros neurotransmisores (noradrenalina, dopamina, opiáceos…) y el efecto final dependerá de la evaluación que el cerebro trate de imponer respecto a la novedad terapéutica (ruido o ruido-señal) añadida.

Parte del efecto placebo asociado a terapias se podría explicar, además de por condicionamientos, opiáceos y expectativas, por resonancia estocástica. Campos ruidosos eléctricos, magnéticos, químicos, emocionales o cognitivos, todos ellos carentes de información, es decir, globales, pueden modificar las salidas del sistema con beneficio a corto plazo si esa era la decisión cerebral (cabe que hayamos “engañado” provisionalmente al cerebro pero también cabe que este reaccione en diracción contraria a nuestra intención). Entonces hablamos de efecto nocebo.

Está admitido que el efecto de los antidepresivos comercializados y que han demostrado su efectividad en el tratamiento de los desordenes afectivos – una efectividad que ronda el 70 %- basan sus efectos en una mezcla de efecto placebo (50%), mecanismo inespecificos (23%) y por último a la efectividad del propio fármaco (27%) .

Aplicaciones practicas del ruido.-

Goran Soderlund es un investigador sueco que ensayó el tratamiento del TDH con ruido. La idea seria la siguiente: los niños con TDH (trastorno de deficit de atención con o sin hiperactividad) presentan disfunciones en su capacidad atencional por dos razones, una sería un pulso bajo de dopamina (y por eso mejoran con anfetaminas) y otra sería un trastorno de la red neuronal por defecto que se encontraría activa la mayor parte del tiempo impidiendo una oscilación modal de la recaptación de dopamina.

Lo cierto es que los niños con TDH tiene una memoria a corto plazo bastante deficitaria (como recordar un numero de teléfono) y observaron que sus desempeños mnésticos mejoraban cuando incluían en la investigación cierto grado de ruido, de tal modo que demasiado ruido seria tan perturbador como ningún tipo de ruido. Lo cierto es que estos niños aprenden poco porque no son capaces de mantener la atención más que muy poco tiempo y además se olvidan rápidamente de lo que han aprendido, es decir no consolidan los recuerdos del corto al largo plazo. Lo que parece señalar en la dirección de que esa red neuronal por defecto en niños con TDH no reverbera lo suficiente y no logra hacer oscilar a la red ejecutiva central de un modo adecuado.

En conclusión el TDH seria un disbalance entre la oscilación que la red neuronal por defecto lleva a cabo sobre la red atencional ejecutiva central. Ambas se encontrarían subestimuladas y ciertos tratamientos destinados a aumentar ese balance (como el ruido, o la estimulación magnética cerebral) pueden ser en el futuro los tratamientos de elección para algunos de sus síntomas, como el déficit de atención.

Dicho esto me gustaría añadir algunas cosas sobre la escasa funcionalidad e la red neuronal por defecto en los niños de hoy.

Cuando yo era un niño pasé mucho tiempo jugando al aire libre, gran parte del año viví en un entorno rural, con animales, y con escasa higiene tal y como la entendemos hoy y no había alergias.

La mayor parte del tiempo jugábamos a cualquier cosa, íbamos en bicicleta y hacíamos toda clase de travesuras y excursiones. Nos caíamos constantemente pues no había asfalto y los caminos eran de piedra y polvo. Nuestras rodillas siempre estaban ensangrentadas, y así y todo nunca íbamos al médico, nuestra abuela nos curaba con lo que había por casa.

El fútbol era nuestra pasión y jugábamos casi todos los días en campos de tierra, lo que diferenciaba aquel juego del que llevan a cabo los niños de hoy era el propósito del juego. Nosotros queríamos ganar, claro está, pero no competíamos en entornos reglados para tal cosa, no había ligas entre los niños de la calle, pues los equipos cambiaban todos los días. Hoy los niños, incluso los niños de 7 años se integran en equipos que compiten unos contra otros en ligas organizadas, con profesores o entrenadores y con padres sobreimplicados y furibundos que creen que sus hijos serán las estrellas del futuro. No es de extrañar que estos mismos padres lleguen a las manos. Los niños están enfocados al éxito, a la competencia y el juego ya no tiene un propósito deportivo (moral) sino mercantil.

Quiero terminar este post diciendo que la red neuronal por defecto no se activa cuando hacemos algo con algún propósito, u obligados por cualquier razón, vuelvo a repetir que solo se activa cuando no hacemos nada. No es lo mismo jugar que competir.

Si hay propósito entonces no hay ruido de fondo.

Bibliografía.-

Kirsch I., & Sapirstein G. (1998). Listening to Prozac but hearing placebo: A meta-analysis of antidepressant medication. Prevention and Treatment, 1, 2a doi: 10.1037/1522-3736.1.1.12a

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