La gravitación del cerebro
La gravitación del cerebro
Jugar a coger una pelota es fácil. Lo pueden hacer los niños e incluso nosotros los más viejos. Mantenga los ojos en la pelota y si no piensa mucho en ello, su mano la atrapará en el aire.
Verdaderamente es muy sencillo, pero en realidad es mucho más complejo de lo que parece, pues un juego atrapando pelotas en el espacio ha demostrado que el cerebro humano tiene impreso un modelo de la gravedad.
¿En verdad es tan fácil?
En verdad, este juego es más complicado de lo que parece. Justo antes que la pelota llegue, su mano gira levemente y los músculos se tensan, para que su mano no salga disparada con la fuerza del impacto.
La coordinación es sorprendentemente exacta: los músculos se aprietan exactamente un décimo de segundo antes del impacto de la pelota.
El cerebro se prepara mucho antes para atrapar la pelota y la mano se mueve solo porque el cerebro se lo ordena y a los comandos del cerebro les toma dos décimas de segundo llegar hasta la mano.
Estas demoras exigen que el cerebro sea capaz de predecir el momento de la llegada de la pelota pues es un proceso que se complica debido a que por causa de la gravedad, la velocidad de la pelota voladora está cambiando constantemente.
¿Cómo funciona el cerebro?
De acuerdo al neurocientífico Joe McIntyre del College de France, la precisión del cerebro se debe a que contiene un modelo interno de la gravedad.
El cerebro, explica, parece ser capaz de anticiparse, calcular y compensar la aceleración gravitacional en forma natural y sus conclusiones, publicadas recientemente en la revista Nature Neuroscience, se basan en un innovador experimento que consiste en atrapar pelotas en el espacio.
Esto lo realizaron astronautas a bordo del Transbordador Espacial Columbia que atraparon pelotas lanzadas por un cañón de resortes, mientras se encontraban en órbita.
Las pelotas se movían con una velocidad constante, a diferencia del movimiento con una aceleración constante, como hubiese ocurrido en la Tierra.
Mientras los astronautas jugaban a atrapar pelotas, cámaras infrarrojas seguían los movimientos de sus manos y brazos y electrodos medían la actividad eléctrica de los músculos de sus brazos. McIntyre y sus colegas diseñaron el inusitado experimento en el Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS) en Francia y en el Instituto Científico Santa Lucía en Roma.
Comprobaciones en el espacio
El experimento voló al espacio para una misión de 17 días en 1998, uno de 26 experimentos de ciencias de la vida del Neurolab, a bordo del Columbia.
Durante el vuelo, dice McIntyre, los astronautas siempre podían atrapar las pelotas, pero su coordinación estaba levemente "desincronizada".
Reaccionaban como si esperasen que la pelota se moviera más rápido de lo que lo hacía, como si la gravedad fuese la que es "normal" en la Tierra.
La expectativa de la gravedad "normal" de los astronautas era notablemente persistente. Luego de quince días de experimentos, continuaban anticipándose equivocadamente al movimiento de la pelota, aunque, a esta altura, ya comenzaban a verse algunas evidencias de adaptación.
La pregunta es: ¿Si el cerebro se anticipa el efecto de la gravedad, por qué lo hace?"
Los astronautas que orbitan la Tierra detectan claramente un cambio de la aceleración: por ejemplo, los mismos astronautas flotan. Y se adaptan a la falta de peso de muchas maneras.
El mareo del movimiento tiende a desaparecer después de dos o tres días en el espacio, sin embargo, por cerca de quince días, los cerebros de los astronautas siguen prediciendo que las pelotas se acelerarían al igual que en la Tierra, aún frente a la irrefutable evidencia en contra.
Tales comportamientos, rígidos e inflexibles, apoyan la idea de que el cerebro contiene impreso un modelo de la gravedad, como un computador especializado ubicado en nuestras cabezas, capaz de calcular la aceleración.
¿Están incorporadas en el cerebro humano las ecuaciones del movimiento de Newton? Esto es lo que el experimento de atrapar pelotas del Neurolab desearía conocer.
Hay aun otra evidencia: si se pone a un bebé sobre una mesa de vidrio resistente, donde él puedan ver el suelo debajo, el bebé se asustará pues aunque no cae, él espera caer, sin tener ninguna experiencia previa de caída.
Eventualmente, la aceleración que anticipamos, puede variar de la normal terrestre a otros valores. Un indicio de adaptación: después de dos semanas de la misión Neurolab, los astronautas del transbordador comenzaban a atrapar mejor las pelotas.
Aun quedaba el movimiento adelantado del brazo, su amplitud disminuyó mientras que al mismo tiempo, los astronautas comenzaron a incorporar un movimiento adicional del brazo calculado para ejecutarse justo antes del impacto de la pelota.
Cuando a su regreso los astronautas repitieron los experimentos en el suelo, todos, dice McIntyre, parecían sorprendidos de lo rápido que caía la pelota. Pero se adaptaron mucho más rápido de lo que lo hicieron en el espacio.
En la Tierra, si uno es lento con la reacción, pierde la pelota y tal vez esto obliga a aprender más rápido.
Es posible que los astronautas se adapten a gravedad cero, y luego se readapten nuevamente a la gravedad terrestre. También es posible que el cerebro sea capaz de aprender y retener múltiples modelos de aceleración.
En situaciones diferentes, simplemente escogerá cuál de estas aplicar. Esto, en verdad, es lo que McIntyre y sus colegas creen que sucede.
No hay duda de que el experimento de McIntyre en el Neurolab fue divertido, pero aquí hay mucho más en juego que solo pasatiempos y diversión.
Aplicaciones para la astronáutica
Los investigadores esperan que entendiendo cómo los astronautas se adaptan a los inesperados movimientos de los objetos en el espacio, podrán mejorar los aspectos de seguridad de las misiones espaciales.
Hay también beneficios para los que quedamos en la Tierra: estos experimentos, dice McIntyre, ofrecen una forma única de explorar el sistema nervioso.
Ciertas clases de daños al cerebro generan problemas similares con la coordinación, a los que experimentaron los astronautas. Descubrir la forma en que trabaja el sistema nervioso, es un paso importante en el tratamiento de este tipo de desórdenes.
Sin duda, el sistema nervioso humano es, en muchos aspectos, un rompecabezas. Experimentos como este demuestran que al menos algunas de las piezas pueden ser encontradas... en el espacio.
