Inteligencia: de la genética a los "cables" y el "procesador" del cerebro humano

2024 Autor: Seth Attwood | [email protected]. Última modificación: 2023-12-16 16:02

¿Por qué algunas personas son más inteligentes que otras? Desde tiempos inmemoriales, los científicos han estado tratando de averiguar qué hacer para mantener la cabeza despejada. Refiriéndose a una serie de estudios científicos, Spektrum analiza los componentes de la inteligencia, desde la genética hasta los "cables" y el "procesador" del cerebro humano.

¿Por qué algunas personas son más inteligentes que otras? Desde tiempos inmemoriales, los científicos han estado tratando de averiguar qué se debe hacer para que la cabeza piense bien. Pero ahora está al menos claro: la lista de componentes de la inteligencia es más larga de lo esperado.

En octubre de 2018, Wenzel Grüs mostró algo increíble a millones de televidentes: un estudiante de la pequeña ciudad alemana de Lastrut golpeó un balón de fútbol con la cabeza más de cincuenta veces seguidas, sin dejarlo caer ni levantarlo con las manos. Pero el hecho de que la audiencia del programa de televisión ruso "Amazing People" lo premiara con un aplauso entusiasta se explica no solo por la destreza atlética del joven. El caso es que, jugando el balón, entre tiempos subió el número 67 a la quinta potencia, habiendo recibido un resultado de diez dígitos en tan solo 60 segundos.

Wenzel, que hoy tiene 17 años, tiene un don matemático único: multiplica, divide y extrae raíces de números de doce dígitos sin bolígrafo, papel u otras ayudas. En el último campeonato mundial de conteo oral, ocupó el tercer lugar. Como él mismo dice, le toma de 50 a 60 minutos resolver problemas matemáticos especialmente difíciles: por ejemplo, cuando necesita factorizar un número de veinte dígitos en factores primos. ¿Cómo lo hace? Probablemente, su memoria a corto plazo juega el papel principal aquí.

Está claro que el cerebro de Wenzel es algo superior al órgano pensante de sus compañeros normalmente dotados. Al menos cuando se trata de números. Pero, ¿por qué, en general, algunas personas tienen mayor capacidad mental que otras? Esta pregunta todavía estaba en la mente del investigador de la naturaleza británico Francis Galton hace 150 años. Al mismo tiempo, llamó la atención sobre el hecho de que a menudo las diferencias en la inteligencia están asociadas con el origen de una persona. En su obra Genio hereditario, concluye que la inteligencia humana puede heredarse.

Cóctel de varios ingredientes

Como resultó más tarde, esta tesis suya era correcta, al menos en parte. Los psicólogos estadounidenses Thomas Bouchard y Matthew McGue analizaron más de 100 estudios publicados sobre la similitud de la inteligencia entre miembros de la misma familia. En algunos trabajos se han descrito gemelos idénticos, separados inmediatamente después del nacimiento. A pesar de esto, en las pruebas de inteligencia, mostraron casi los mismos resultados. Los gemelos que crecieron juntos eran aún más similares en términos de habilidades mentales. Probablemente, el medio ambiente también tuvo una influencia importante en ellos.

Hoy, los científicos creen que el 50-60% de la inteligencia se hereda. En otras palabras, la diferencia en el coeficiente intelectual entre dos personas es la mitad debido a la estructura de su ADN recibido de sus padres.

En busca de genes para la inteligencia

Sin embargo, la búsqueda de los materiales hereditarios específicamente responsables de esto hasta ahora ha dado pocos resultados. Es cierto que en ocasiones encontraron algunos elementos que a primera vista estaban relacionados con la inteligencia. Pero tras una inspección más cercana, esta relación resultó ser falsa. Surgió una situación paradójica: por un lado, innumerables estudios demostraron un alto componente hereditario de la inteligencia. Por otro lado, nadie pudo decir qué genes eran específicamente responsables de esto.

Recientemente, el panorama ha cambiado algo, principalmente debido al progreso tecnológico. El plan de construcción de cada individuo está contenido en su ADN, una especie de enciclopedia gigante, que consta de aproximadamente 3 mil millones de letras. Desafortunadamente, está escrito en un idioma que apenas conocemos. Aunque podemos leer las cartas, el significado de los textos de esta enciclopedia permanece oculto para nosotros. Incluso si los científicos logran secuenciar todo el ADN de una persona, no saben qué partes de él son responsables de sus habilidades mentales.

Inteligencia y coeficiente intelectual

La palabra intelecto proviene del sustantivo latino intellectus, que puede traducirse como "percepción", "comprensión", "comprensión", "razón" o "mente". Los psicólogos entienden la inteligencia como una habilidad mental general que abarca varias competencias: por ejemplo, la capacidad de resolver problemas, comprender ideas complejas, pensar de manera abstracta y aprender de la experiencia.

Por lo general, la inteligencia no se limita a una asignatura, como las matemáticas. Alguien que es bueno en un área a menudo sobresale en otras. Los talentos claramente limitados a un tema son raros. Por tanto, muchos científicos parten del hecho de que existe un factor general de inteligencia, el llamado factor G.

Cualquiera que vaya a estudiar inteligencia necesita un método para medirla objetivamente. La primera prueba de inteligencia fue desarrollada por los psicólogos franceses Alfred Binet y Théodore Simon. Lo utilizaron por primera vez en 1904 para evaluar las capacidades intelectuales de los escolares. A partir de las tareas desarrolladas a tal efecto, se creó la denominada "escala de desarrollo mental de Binet-Simon". Con su ayuda, determinaron la edad del desarrollo intelectual del niño. Corresponde a un número en una escala de problemas que el niño puede resolver por completo.

En 1912, el psicólogo alemán William Stern propuso un nuevo método en el que la edad del desarrollo intelectual se dividía por la edad cronológica, y el valor resultante se denominaba cociente intelectual (CI). Y aunque el nombre ha sobrevivido hasta el día de hoy, hoy IQ ya no describe las proporciones de edad. En cambio, el coeficiente intelectual da una idea de cómo el nivel de inteligencia de un individuo se correlaciona con el nivel de inteligencia de la persona promedio.

Las personas difieren entre sí y, en consecuencia, sus conjuntos de ADN difieren. Sin embargo, las personas con un coeficiente intelectual alto deben coincidir al menos con las partes del ADN que están asociadas con la inteligencia. Los científicos de hoy parten de esta tesis fundamental. Al comparar el ADN de cientos de miles de sujetos de prueba en millones de partes, los científicos pueden identificar las regiones hereditarias que contribuyen a la formación de capacidades intelectuales superiores.

En los últimos años se han publicado varios estudios similares. Gracias a estos análisis, la imagen se vuelve cada vez más clara: las habilidades mentales especiales dependen no solo de datos hereditarios, sino de miles de genes diferentes. Y cada uno de ellos hace solo una pequeña contribución al fenómeno de la inteligencia, a veces solo unas pocas centésimas de un por ciento. “Ahora se cree que dos tercios de todos los genes variables humanos están asociados directa o indirectamente con el desarrollo del cerebro y, por lo tanto, potencialmente con la inteligencia”, enfatiza Lars Penke, profesor de psicología de la personalidad biológica en la Universidad Georg August en Göttingen.

Siete misterios sellados

Pero todavía hay un gran problema: hoy hay 2.000 lugares conocidos (loci) en la estructura del ADN que están asociados con la inteligencia. Pero en muchos casos aún no está claro de qué son exactamente responsables estos loci. Para resolver este acertijo, los investigadores de inteligencia observan qué células tienen más probabilidades que otras de responder a nueva información. Esto puede significar que estas células están conectadas de alguna manera con la capacidad de pensar.

Al mismo tiempo, los científicos se enfrentan constantemente a un determinado grupo de neuronas: las llamadas células piramidales. Crecen en la corteza cerebral, es decir, en esa capa externa del cerebro y el cerebelo, que los expertos llaman corteza. Contiene principalmente células nerviosas que le dan su característico color gris, por eso se le llama "materia gris".

Quizás las células piramidales jueguen un papel clave en la formación de la inteligencia. Así lo indican, en cualquier caso, los resultados de los estudios llevados a cabo por la neurobióloga Natalia Goryunova, profesora de la Universidad Libre de Amsterdam.

Recientemente, Goryunova publicó los resultados de un estudio que llamó la atención de todos: comparó células piramidales en sujetos con diferentes capacidades intelectuales. Las muestras de tejido se tomaron principalmente de material obtenido durante operaciones en pacientes con epilepsia. En casos graves, los neurocirujanos intentan eliminar el foco de convulsiones peligrosas. Al hacerlo, siempre eliminan partes del material cerebral sano. Fue este material el que estudió Goryunova.

Primero probó cómo las células piramidales que contiene reaccionan a los impulsos eléctricos. Luego cortó cada muestra en rodajas más delgadas, las fotografió bajo un microscopio y las ensambló nuevamente en la computadora en una imagen tridimensional. Por lo tanto, ella, por ejemplo, estableció la longitud de las dendritas: excrecencias ramificadas de células, con la ayuda de las cuales captan señales eléctricas. “Al mismo tiempo, establecimos una conexión con el coeficiente intelectual de los pacientes”, explica Goryunova. "Cuanto más largas y ramificadas eran las dendritas, más inteligente era el individuo".

El investigador explicó esto de manera muy simple: las dendritas largas y ramificadas pueden hacer más contactos con otras células, es decir, reciben más información que pueden procesar. A esto se suma otro factor: “Debido a la fuerte ramificación, pueden procesar simultáneamente información diferente en diferentes ramas”, enfatiza Goryunova. Debido a este procesamiento en paralelo, las células tienen un gran potencial computacional. “Trabajan más rápido y de forma más productiva”, concluye Goryunova.

Solo una parte de la verdad

Por muy convincente que parezca esta tesis, no puede considerarse plenamente probada, como admite francamente la propia investigadora. El hecho es que las muestras de tejido que examinó se tomaron principalmente de un área muy limitada de los lóbulos temporales. La mayoría de las convulsiones epilépticas ocurren allí y, por lo tanto, como regla, la cirugía para la epilepsia se realiza en esta área. "Todavía no podemos decir cómo están las cosas en otras partes del cerebro", admite Goryunova. "Pero los resultados de una investigación nueva, aún no publicada, de nuestro grupo muestran, por ejemplo, que la relación entre la longitud de las dendritas y la inteligencia es más fuerte en el lado izquierdo del cerebro que en el derecho".

Todavía es imposible sacar conclusiones generales de los resultados de la investigación de los científicos de Amsterdam. Además, hay evidencia que habla exactamente de lo contrario. Fueron obtenidos por Erhan Genç, un biopsicólogo de Bochum. En 2018, él y sus colegas también investigaron cómo la estructura de la materia gris difiere entre personas muy inteligentes y menos inteligentes. Al mismo tiempo, llegó a la conclusión de que la fuerte ramificación de las dendritas es más dañina que propicia para la capacidad de pensamiento.

Es cierto que Gench no examinó células piramidales individuales, sino que colocó a sus sujetos en un escáner cerebral. En principio, la resonancia magnética no es adecuada para examinar las estructuras de fibra más finas; la resolución de las imágenes, por regla general, resulta insuficiente. Pero los científicos de Bochum utilizaron un método especial para ver la dirección de difusión del fluido tisular.

Las dendritas se convierten en barreras para los fluidos. Al analizar la difusión, es posible determinar en qué dirección se encuentran las dendritas, qué tan ramificadas están y qué tan cerca están unas de otras. Resultado: en las personas más inteligentes, las dendritas de las células nerviosas individuales no son tan densas y no tienden a desintegrarse en finos "cables". Esta observación es diametralmente opuesta a las conclusiones de la neurocientífica Natalia Goryunova.

Pero, ¿no necesitan las células piramidales una variedad de información externa para realizar sus tareas en el cerebro? ¿Cómo es esto consistente con el bajo grado de ramificación identificado? Gench también considera importante la conexión entre células, pero en su opinión, esta conexión debería tener un propósito. “Si quiere que el árbol dé más frutos, corte las ramas sobrantes”, explica. - Lo mismo ocurre con las conexiones sinápticas entre neuronas: cuando nacemos, tenemos muchas. Pero en el transcurso de nuestra vida los diluimos y dejamos solo aquellos que son importantes para nosotros.

Presumiblemente, es gracias a esto que podemos procesar la información de manera más eficiente.

El "calculador viviente" Wenzel Grüs hace lo mismo, apagando todo lo que le rodea cuando resuelve un problema. Procesar los estímulos de fondo sería contraproducente para él en este momento.

De hecho, las personas con una inteligencia rica muestran una actividad cerebral más enfocada que las personas menos talentosas cuando tienen que resolver un problema complejo. Además, su órgano pensante requiere menos energía. Estas dos observaciones llevaron a la llamada hipótesis neuronal de la eficiencia de la inteligencia, según la cual no es la intensidad del cerebro lo que es decisivo, sino la eficiencia.

Demasiados cocineros arruinan el caldo

Gench cree que sus hallazgos apoyan esta teoría: "Si se trata de una gran cantidad de conexiones, donde cada una puede contribuir a la solución de un problema, entonces complica el asunto en lugar de ayudarlo", dice. Según él, es lo mismo que pedir consejo incluso a aquellos amigos que no entienden de televisores antes de comprar un televisor. Por lo tanto, tiene sentido suprimir los factores que interfieren, esta es la opinión del neurocientífico de Bochum. Probablemente las personas inteligentes lo hacen mejor que otras.

Pero, ¿cómo se compara esto con los resultados del grupo de Amsterdam dirigido por Natalia Goryunova? Erkhan Gench señala que el asunto puede estar en diferentes técnicas de medición. A diferencia del investigador holandés, no examinó células individuales con un microscopio, sino que midió el movimiento de las moléculas de agua en los tejidos. También señala que el grado de ramificación de las células piramidales en diferentes sectores del cerebro puede ser diferente. "Estamos ante un mosaico al que todavía le faltan muchas piezas".

Se encuentran resultados de investigación más similares en otros lugares: el grosor de la capa de materia gris es fundamental para la inteligencia, presumiblemente porque la corteza voluminosa contiene más neuronas, lo que significa que tiene más "potencial computacional". Hasta la fecha, esta conexión se considera probada, y Natalia Goryunova lo confirmó una vez más en su trabajo. "El tamaño importa": esto fue establecido hace 180 años por el anatomista alemán Friedrich Tiedemann (Friedrich Tiedemann). "Es innegable que existe un vínculo entre el tamaño del cerebro y la energía intelectual", escribió en 1837. Para medir el volumen del cerebro, llenó los cráneos de personas fallecidas con mijo seco, pero esta conexión también se confirma con métodos modernos de medición que utilizan escáneres cerebrales. Según diversas estimaciones, del 6 al 9% de las diferencias en el coeficiente intelectual están asociadas con la diferencia en el tamaño del cerebro. Y, sin embargo, el grosor de la corteza cerebral parece ser crítico.

Sin embargo, aquí también hay mucho misterio. Esto se aplica por igual a hombres y mujeres, porque en ambos sexos, los cerebros más pequeños también corresponden a capacidades mentales más pequeñas. Por otro lado, las mujeres tienen un promedio de 150 gramos menos de cerebro que los hombres, pero se desempeñan de manera similar a los hombres en las pruebas de coeficiente intelectual.

“Al mismo tiempo, las estructuras cerebrales de hombres y mujeres son diferentes”, explica Lars Penke de la Universidad de Göttingen. "Los hombres tienen más materia gris, lo que significa que su corteza cerebral es más gruesa, mientras que las mujeres tienen más materia blanca". Pero también es extremadamente importante para nuestra capacidad de resolver problemas. Al mismo tiempo, a primera vista, no juega un papel tan notable como la materia gris. La sustancia blanca está compuesta principalmente por largas fibras nerviosas. Pueden transmitir impulsos eléctricos a grandes distancias, a veces diez centímetros o más. Esto es posible porque están magníficamente aislados de su entorno por una capa de sustancia saturada de grasa: mielina. Es la vaina de mielina y le da a las fibras un color blanco. Evita la pérdida de voltaje debido a cortocircuitos y también acelera la transferencia de información.

Rompe los "cables" del cerebro

Si las células piramidales pueden considerarse procesadores cerebrales, entonces la materia blanca es como un bus de computadora: gracias a ella, los centros cerebrales ubicados a grandes distancias entre sí pueden comunicarse entre sí y cooperar en la resolución de problemas. A pesar de esto, los investigadores de inteligencia han subestimado durante mucho tiempo la materia blanca.

El hecho de que esta actitud haya cambiado se debe, entre otras cosas, a Lars Penke. Hace varios años, descubrió que la materia blanca está en peor estado en personas con inteligencia reducida. En sus cerebros, las líneas de comunicación individuales a veces funcionan de forma caótica, y no de manera ordenada y paralela entre sí, la vaina de mielina no se forma de manera óptima y, de vez en cuando, se producen incluso "roturas de cables". "Si hay más accidentes de este tipo, esto conduce a una desaceleración en el procesamiento de la información y, en última instancia, al hecho de que el individuo en las pruebas de inteligencia muestra peores resultados que otros", explica el psicólogo de personalidad Penke. Se estima que alrededor del 10% de las diferencias en el coeficiente intelectual se deben al estado de la sustancia blanca.

Pero volvamos a las diferencias entre los sexos: según Penke, según algunos estudios, las mujeres tienen tanto éxito en las tareas intelectuales como los hombres, pero a veces utilizan otras áreas del cerebro. Las razones solo se pueden adivinar. En parte, estas desviaciones pueden explicarse por la diferencia en la estructura de la sustancia blanca, un canal de comunicación entre diferentes centros del cerebro. “Sea como sea, a partir de estos datos podemos ver claramente que hay más de una y única oportunidad de utilizar el intelecto”, enfatiza el investigador de Bochum. "Diferentes combinaciones de factores pueden conducir al mismo nivel de inteligencia".

Por lo tanto, una "cabeza inteligente" se compone de muchos componentes y su proporción puede variar. Las células piramidales también son importantes como procesadores eficientes y la materia blanca como un sistema de comunicación rápida y una memoria de trabajo que funciona bien. A esto se suman una circulación cerebral óptima, una inmunidad fuerte, un metabolismo energético activo, etc. Cuanto más aprende la ciencia sobre el fenómeno de la inteligencia, más claro se vuelve que no se puede asociar con un solo componente e incluso con una parte específica del cerebro.

Pero si todo funciona como debería, entonces el cerebro humano es capaz de hacer cosas asombrosas. Esto se puede ver en el ejemplo del físico nuclear surcoreano Kim Un Young, quien, con un coeficiente intelectual de 210, es considerado la persona más inteligente de la Tierra. A la edad de siete años, estaba resolviendo ecuaciones integrales complejas en un programa de televisión japonés. A los ocho años fue invitado a la NASA en Estados Unidos, donde trabajó durante diez años.

Es cierto que el propio Kim advierte que no se debe conceder demasiada importancia al coeficiente intelectual. En un artículo de 2010 en el Korea Herald, escribió que las personas muy inteligentes no son omnipotentes. Al igual que los récords mundiales para los atletas, los altos coeficientes intelectuales son solo una manifestación del talento humano. "Si hay una amplia gama de regalos, entonces el mío es solo una parte de ellos".