Costo energético de procesos cerebrales con especial énfasis en aprendizaje y memoria

Energetic cost of brain processes with special emphasis on learning and memory.

En el presenta trabajo se reportan algunos cálculos básicos sobre la utilización de energía en el cerebro, para su funcionamiento normal, con algunas predicciones sobre la parte de esta energía que es empleada en los procesos de aprendizaje y memoria. Las implicaciones de la actual imposibilidad de transferencia directa de conocimiento de los padres a su progenie y los costos económicos de esta “ineficiencia” hacen que este problema sea propuesto como una de las fronteras de la investigación en las neurociencias, en particular las neurociencias computacionales, y la neuroinformática. Se culmina asumiendo como un reto investigativo la propuesta del futurólogo inglés Ian Pearson sobre la cercana posibilidad de interacción directa computador-cerebro.

INTRODUCCIÓN

Las razones aducidas para justificar los estudios sobre el cerebro, en particular el cerebro humano, son abundantes y autosuficientes cada una de ellas. Se pueden identificar estas razones con sólidos antecedentes y amplios panoramas de investigación desde disciplinas como la fisiología, psicología, pediatría, filosofía, sociología hasta las teorías evolucionistas y las ciencias computacionales. A pesar de ser plenamente aceptado que el cerebro constituye uno de los órganos más consumidores de oxígeno, este consumo energético es una de las razones menos estudiadas, en profundidad, para justificar los estudios para comprender su funcionamiento (Clark y Sokolov, 1999).

En este trabajo se presentan algunos datos estimados sobre el gasto energético cerebral y se los traduce a ingesta alimentaria, en particular a consumo de carbohidratos como un ejemplo, tanto para un individuo como para la población mundial. Se discute la urgente necesidad de investigar cómo hacer útil el conocimiento adquirido por una generación de humanos para todas las generaciones posteriores sin gasto energético adicional significativo. Actualmente todo el gasto energético hecho durante cada generación se pierde, prácticamente todo, cuando el organismo fallece.

RESULTADOS Y DISCUSIÓN

Tamaño cerebral

El primer factor a considerar es el tamaño del cerebro humano a lo largo del desarrollo del organismo y relativo al peso corporal. Empleando el factor de Cuvier, como lo reporta Kuhlenbeck, (Kuhlenbeck, 1983) E/S, donde E es el peso del cerebro y S el peso corporal, la razón encontrada es 1:40.