La neurona del factor general de inteligencia (g)

Oliver Bruton ha desarrollado una interesante hipótesis sobre la potencial relevancia de un tipo concreto de neurona para contribuir a mejorar nuestra comprensión del factor general de inteligencia (g) desde la neurociencia.

Sirviéndose de una estimulante perspectiva multidisciplinar, el autor de esa hipótesis se pregunta si la neurona de von Economo (VEN) puede ser el eslabón perdido que conecte la cadena cerebral a las diferencias de inteligencia que se pueden apreciar en los test estandarizados y en las situaciones cotidianas.

Me encanta cómo arranca el artículo que comentaremos aquí:

“Debido a su incomparable capacidad cognitiva, el homo sapiens es la única especie del planeta tierra capaz de construir rascacielos, viajar a la luna, o preguntarse sobre el sentido de la vida.”

Un elocuente modo de visibilizar la enorme relevancia de nuestra inteligencia para entender por qué somos como somos los humanos.

Despeja la duda, desde la primera línea, de por qué debería atraernos poderosamente a los científicos desvelar los secretos de la capacidad que permite hacer esas cosas, como, cabe deducir, fue en su caso.

Aunque el sustrato neurobiológico de g puede ser multifactorial, es decir, que haya muchos factores relevantes implicados, eso no significa que todos ellos se encuentren al mismo nivel de relevancia.

El hecho es que las neuronas VEN son cuatro veces más largas que, por ejemplo, las células piramidales.

¿Cuál puede ser su relación con g?

1.- El hecho de que exista un evidente solapamiento entre las redes cerebrales que conectan regiones que incluyen esas neuronas VEN.

2.- Algunos trastornos mentales conllevan deficiencias en g y en VEN.

3.- Los viejos que se conservan cognitivamente mejor (super-agers) mantienen en plena forma sus VEN.

4.- Otras especies supuestamente inteligentes, en el sentido de que son capaces de resolver determinados problemas, también se caracterizan por esas VEN.

¿Cuáles son las regiones del cerebro en las que se identifica una mayor presencia de neuronas VEN?

La corteza cingulada anterior (ACC), la ínsula anterior, la corteza dorsolateral prefrontal (DLPFC) y la corteza frontopolar medial (FPC). Esas regiones, por cierto, se han asociado con frecuencia a la inteligencia.

Un hecho interesante es que los individuos más inteligentes presentan menores valores de APL (average path lenght) desde el ACC y la ínsula (que actuarían como hubs o nodos centrales) hacia las demás regiones del cerebro. Esa característica podría contribuir a facilitar la transmisión de información entre esas dos regiones y el resto del cerebro.

En cuanto a los trastornos, el autor revisa la esquizofrenia o el autismo, encontrando que las VEN en regiones como la ínsula, poseen un papel relevante para entender el nivel intelectual de esos individuos. Mientras que en los primeros el deterioro cognitivo se concentra en g, en los segundos lo hace en aptitudes y procesos específicos en lugar de en g. Determinados ‘trastornos del cerebro’ que influyen en, o se asocian a, las capacidades mentales, parecen relacionarse con problemáticas vinculadas a las VEN.

Por lo que se refiere a la edad, su análisis se concentra en los llamados ‘super-agers’, es decir, individuos de más de 80 años (de edad cronológica) que presentan una capacidad cognitiva equivalente a la de personas de veinte o treinta años menos. Una faceta de esos super-agers es su preservación de grosor cortical en regiones en las que las VEN son protagonistas, mientras que su ventaja en otras regiones es claramente menos visible.

Al comparar a los humanos con otros animales en las VEN, se subraya que esas neuronas son numerosas en los primeros, pero, además, su densidad es especialmente abundante en determinadas regiones, especialmente frontales, comparativamente con los demás animales. Aunque hay excepciones para el caso de los grandes simios, los elefantes o los cetáceos, en los que las VEN también se concentran en el ACC, la ínsula y la corteza prefrontal.

En la sección 5 de su artículo, Bruton ofrece un marco que pueda contribuir a explicar la relación de g con las VEN. Para ello, primero se refiere a la arquitectura cognitiva mínima. La inteligencia general (g) podría originarse en la variabilidad de un ‘mecanismo básico de procesamiento’ (BPM) que actuaría como un cuello de botella. Algunos individuos (y sus cerebros) serían más eficientes para superar las limitaciones que imponen ese cuello de botella.

¿En qué regiones del cerebro se concentraría ese BPM?

La red que participa usualmente en los distintos retos cognitivos a los que se enfrentan los individuos (one network to rule them all) se construye conectando regiones de la corteza prefrontal (PFC), el cingulado anterior (ACC), la ínsula, y el surco intraparietal. Aunque pueden identificarse distintas redes según las diferentes exigencias cognitivas (verbales, visuales, etc.), habría una red de orden superior que serviría al propósito de la integración. A esa red Bruton decide denominarla PIN (process-invariant network) y correspondería al “modo más parsimonioso, en un sentido metabólico, de organizar un intercambio flexible de información entre regiones sensoriales, asociativas y ejecutivas en una corteza cerebral expansiva.”

¿Cuál es el papel de las VEN en esa PIN (one neuron to bind them)?

“Si la BPM (mecanismo básico de procesamiento) corresponde a la PIN (red cerebral invariante)

Y la eficiencia de la BPM evoca a la inteligencia general

Entonces la eficiencia de la PIN determina g.”

Los ladrillos de g corresponderían a las variables fisiológicas que facilitan la transmisión eficiente de información entre los nodos de la PIN.

Un candidato evidente es la integridad de la materia blanca, pero también la materia gris y, más en concreto, las neuronas VEN de esa materia. Las VEN facilitarían la sincronización ultra-rápida de las oscilaciones neuronales de la PIN. Por su tamaño, los axones de las VEN promoverían una transmisión coordinada. Las VEN podrían considerarse “pacemaker neurons” responsables de las oscilaciones sincronizadas de neuronas. La cosa semejaría eso del small-world. Las VEN de la ínsula y de la ACC se encargarían de promover la coherencia entre regiones de la PIN, lo que contribuiría a incrementar la fiabilidad de la transmisión reduciendo el nivel de ruido neuronal.

Las interacciones frontales-parietales serían fundamentales para la inteligencia. La información multisensorial se integraría en las regiones parietales. El jinete frontal que dirige el caballo necesita el circuito parietal por el que transitar. Desde esa perspectiva, resulta esencial que exista coherencia entre las oscilaciones de las poblaciones neuronales de ambas regiones. Y las VEN, por sus características estructurales y funcionales, promoverían esa coherencia. Las menores exigencias metabólicas de los cerebros de los individuos con mayores niveles de inteligencia para enfrentarse a problemas de complejidad moderada serían congruentes con esa hipótesis. La arquitectura básica de esos individuos facilitaría lograr más a un coste menor.

En suma, las neuronas VEN servirían al propósito de facilitar la coherencia de las oscilaciones entre poblaciones distantes de neuronas, contribuyendo así a un procesamiento eficiente de la información dentro de una red funcionalmente invariante de regiones esenciales (hubs) que correspondería al esqueleto de la cognición.

Por ahora es una pura especulación que requiere contrastarse empíricamente de un modo explícito. Lo que se sabe por el momento se encuentra limitado por el hecho de haber considerado tejidos postmortem de un número reducido de individuos.

¿Qué hacer para someter a análisis la valiente hipótesis de Bruton?

1.- Los individuos de menor g deberían caracterizarse por VEN comprometidas. Por ejemplo, sería revelador explorar las VEN en la ínsula y la ACC en individuos con síndrome de Down.

2.- Las VEN de las regiones frontales deberían proyectarse hacia las regiones parietales relevantes para la PIN, especialmente el surco intraparietal. Esas regiones parietales relevantes también deberían contener poblaciones visibles de neuronas VEN.

3.- También sería relevante estudiar las VEN en personas de distintas edades en relación con su funcionamiento intelectual.

4.- Por supuesto, deberían aprovecharse los estudios con animales, especialmente en aquellos que presentan una visible sofisticación cognitiva, como los grandes simios, los elefantes, los delfines o los cuervos.

Dije que la hipótesis de Bruton es valiente. En efecto, mantener que un tipo de neurona es crucial para entender g desde una perspectiva biológica, cuando un cerebro humano contiene 86 mil millones de neuronas, suena a pura fantasía. Pero eso es lo que se necesita. Valentía para estimular el progreso:

“El hecho de que el número de neuronas en los humanos presente enormes diferencias individuales, aumenta la certeza de que la búsqueda de las neuronas de g nos transportará a una nueva era en la investigación de la inteligencia.”

Estoy de acuerdo.