Las celebraciones del 250 aniversario del nacimiento de Ludwig van Beethoven no serían las mismas sin las brillantes actuaciones de Herbert von Karajan dirigiendo las memorables sinfonías de Beethoven. La ejecución de cualquier sinfonía musical es una tarea enormemente difícil, que exige habilidades muy significativas por parte de cada músico, pero tal vez la tarea más difícil corresponde a la del director que ha de orquestar los músicos para que la música tome cohesión y tome vida y evoque nuestras emociones más profundas.

En muchos sentidos, el cerebro humano es como una orquesta en la que diferentes regiones realizan tipos de procesamientos muy diferentes, como por ejemplo el músico individual de una orquesta que necesita ser capaz de leer la música, tocar su instrumento y escuchar la música producida. Sin embargo, el papel del director es crucial, ha de coordinar y orquestar la producción de cada músico en un todo cohesionado. Diríamos que sin director de orquesta, la música falla invariablemente.

La organización jerárquica orquesta la función y el comportamiento organizando el flujo de información y los cálculos subyacentes necesarios para la supervivencia

Se había propuesto que el cerebro humano es similar a una orquesta y que está organizado jerárquicamente, aunque es improbable que haya un solo director. En cambio, en 1988 el psicólogo Bernard Baars propuso el concepto de un "espacio de trabajo global", donde la información se integra en un pequeño grupo de "conductores" antes de ser transmitida a todo el cerebro. Esta tan celebrada teoría propone una elegante solución a cómo la organización jerárquica permite al cerebro orquestar la función y el comportamiento organizando el flujo de información y los cálculos subyacentes necesarios para la supervivencia.

Como tal, se trata de una teoría de la conciencia tal como señalaron los neurocientíficos Stanislas Dehaene y Jean-Pierre Changeux, que propusieron la hipótesis del "espacio de trabajo neuronal global" donde las áreas perceptivas, motoras, de atención , memoria y asociativas se interconectan para formar una espacio unificado de nivel superior en el que la información se comparte y se retransmite a procesadores de nivel inferior.

"Más coloquialmente, el espacio de trabajo global del cerebro se parece, pues, a un pequeño conjunto básico de personas responsables de una organización; en otras palabras, como un grupo de muchos von Karajan dirigiendo una orquesta musical", comentan los científicos Deco y Kringelbach.

Existe un grupo funcional de regiones cerebrales que encarnan un espacio de trabajo global que orquetra el cerebro humano

Hasta ahora no se sabía dónde y cómo tenía lugar esta orquestación del cerebro humano. Un artículo publicado en Nature Human Behavior  el pasado 4 de enero presenta la existencia de un grupo funcional de regiones cerebrales que encarnan este "espacio de trabajo global".

Este nuevo y radical descubrimiento surgió de la colaboración internacional de los profesores Gustavo Deco, profesor de investigación ICREA del Departamento de Tecnologías de la Información y las Comunicaciones (DTIC) de la UPF, y Morten L. Kringelbach; un trabajo conjunto entre el Centro Cerebro y Cognición (CBC) de la UPF y el Departamento de Psiquiatría de la Universidad de Oxford (Reino Unido) y el Center for Music in the Brain, de la Universidad de Aarhus (Dinamarca).

Hacia un mejor entendimiento de la naturaleza de la conciencia

Basándose en un gran conjunto de datos de más de 1000 personas participantes con grabaciones de imágenes de resonancia magnética funcionales (fMRI), los hallazgos han aportado una nueva luz sobre la naturaleza de laconciencia.

Como explica Gustavo Deco: "Para identificar el espacio de trabajo global, determinamos el flujo de información entre las regiones cerebrales mediante un marco de entropía de transferencia dirigida normalizada aplicada a los datos de neuroimagen multimodal de un gran grupo de participantes sanos. Esto reveló por primera vez un conjunto de regiones cerebrales únicas que orquestan información a partir de sistemas de memoria perceptiva, a largo plazo, de evaluación y de atención en muchas tareas diferentes. Además, confirmamos la significación causal y la robustez de nuestros resultados mediante la lesión sistemática de un modelo generativo computacional de cerebro entero ".

El profesor Kringelbach añade: "Nuestros descubrimientos arrojan luz sobre un problema desafiante importante no resuelto en neurociencia. Aunque los resultados presentados aquí pertenecen al espacio de trabajo global de procesamiento consciente de tareas, el trabajo futuro podría utilizar nuestro marco para investigar otros estados como el sueño y la anestesia, permitiendo una comparación directa con otras teorías de la conciencia. Igualmente, nuestro marco se podría utilizar para investigar estados cerebrales desequilibrados en trastornos neuropsiquiátricos y se puede utilizar para perturbar y reequilibrar el modelo para identificar nuevos caminos óptimos y causales hacia la salud ".

Trabajo de referencia:

Gustavo Deco, Diego Vidaurre, Morten L Kringelbach (2021), "Revisitingthe Global Workspace orchestrating the hierarchical organization of the human brain" , Nature Human Behavior, 4 de enero. DOI: https://doi.org/10.1038/s41562-020-01003-6