La historia de un estudio de la mente

Rebecca Saxe quiere saber cómo nuestro cerebro aprende a ser social.

Más precisamente, Saxe, profesora asociada de neurociencia cognitiva en el Departamento de Ciencias Cognitivas y Cerebrales del MIT, ha construido su carrera tratando de comprender cómo emitimos juicios sobre los pensamientos de otras personas, una facultad denominada Teoría de la Mente (ToM).

Nuestros cerebros realizan la cognición ToM para descifrar lo que se esconde detrás de una sonrisa, una mueca, una captura en la voz de alguien. Como escribe Saxe, ToM es el mecanismo que la gente usa para inferir y razonar sobre el estado mental de otra persona. Para realizar un seguimiento de ToM, ha tenido que dominar el arte de la resonancia magnética funcional (fMRI). Los escáneres de resonancia magnética funcional son engorrosos y difíciles de usar bien, y sus resultados son difíciles de interpretar. Pero Saxe se ha convertido en una virtuosa de la máquina, comenzando cuando, como postdoctorado, se enfrentó a un problema que, según ella, todavía le deja boquiabierto.

Al principio del desarrollo, explica, los cerebros humanos parecen ser una colección de neuronas muy similares a las que forman los cerebros de muchas otras criaturas. Pero luego obtenemos capacidades que no tienen paralelo en el reino animal. ¿Cómo? ¿Qué sucede cuando maduran los cerebros para crear la vida de la mente que nos distingue como seres humanos?

Esa es una gran pregunta, el trabajo de toda una vida. Pero una mirada de cerca a solo uno de los experimentos de Saxe da una pista de lo que se necesita para extraer el significado de las mediciones y ofrece un vistazo a la vida laboral de una científica en la cima de su juego.

Saxe, un canadiense de 33 años, ha estado lidiando con cerebros desde la década de 1990, comenzando como estudiante en Oxford. Comenzó a centrarse en el concepto de ToM en la escuela de posgrado del MIT, trabajando en el laboratorio de Nancy Kanwisher ’80, PhD ’86, donde identificó los sistemas cerebrales que se activan cuando alguien está pensando en el estado mental de otra persona. El neurocientífico cognitivo Jon Simons de la Universidad de Cambridge, que se especializa en el estudio de la memoria, dice que Saxe ha diseñado experimentos reflexivos que arrojaron datos interesantes y confiables. Es tentador pensar que la gran ciencia son estos grandes avances, dice. [Pero] esta es la forma en que se hace buena ciencia. Realiza estudios rigurosos con gran detalle que crean resultados duraderos.

Saxe dio un paso importante en 2005, cuando comenzó a preguntarse si podría estudiar a niños de hasta cinco años para ver cómo se desarrolla el sistema ToM con el tiempo. ¿El obstáculo? En ese momento, muy pocos investigadores en el mundo intentaron poner a los niños en una máquina de resonancia magnética funcional, que requiere que las personas permanezcan quietas durante 40 minutos o más. Pero uno de esos investigadores fue Kevin Pelphrey, entonces en la Universidad de Duke. Saxe le escribió en octubre de 2005 (ciega, dice ella) proponiendo un experimento que escanearía los cerebros de los niños mientras procesaban historias centradas en los pensamientos de las personas. Le dije que escribiría el experimento y que tú puedes hacer los escaneos en Duke, recuerda. Pelphrey, a quien Saxe califica como uno de los colaboradores más generosos, dijo que sí, venga, pero en febrero. Así que Saxe solo tuvo unas semanas para tomar el germen de una idea y convertirla en un protocolo viable.

Mi novio y yo nos sentamos a la mesa de la cocina, dice, y escribí pequeños fragmentos de historias que tenían los pensamientos de la gente en ellos. Ella ideó una docena de narrativas, agregando dibujos para acompañarlas. Los sujetos serían expuestos a tres segmentos por narración durante 20 segundos cada uno: una descripción de un entorno físico, con una imagen dibujada a mano para ilustrarlo; una descripción de personajes humanos; y un segmento mental que ofrecía información sobre lo que pasaba por sus mentes. Para asegurarse de que los resultados no se vieran influenciados por la reacción de un sujeto al orden de los segmentos, cada niño en el estudio escucharía las mismas historias, pero con los segmentos organizados en diferentes órdenes. Después de escuchar cada historia, a los niños se les hacía una pregunta de sí o no que les exigía inferir lo que podría hacer el personaje principal a continuación. Luego, después de una breve pausa, comenzaba otra historia, y así sucesivamente, hasta que el sujeto había pasado por el protocolo completo de 12 narrativas separadas, en sesiones de exploración que duraban aproximadamente 40 minutos.

Días después de completar el diseño experimental, Saxe fue a Duke. El primer sujeto, una niña de unos 10 años, llegó a media mañana y el equipo la colocó en el escáner. En la sala de control, Saxe pudo ver los dos pies pequeños del niño asomando por la boca de la máquina. Cuando el escáner comenzó a emitir su zumbido habitual y clic-clic-clic, Saxe se puso nervioso. Bien consciente de que cualquier nuevo experimento tiene múltiples caminos hacia el fracaso, sabía que también enfrentaba un riesgo más fundamental. Algunas investigaciones habían sugerido que los niños menores de cinco años ya pueden hacer inferencias ToM. Por lo tanto, era muy probable que ella y sus colaboradores no encontraran nada en absoluto; las regiones de ToM de estos niños podrían parecerse a las de las personas mayores.

Lo peor de todo, mientras realizaba su primer escaneo, Saxe no tenía forma de verificar si encontraría algo de interés. Aunque la tecnología de resonancia magnética funcional se imagina (o se teme) popularmente como una especie de sonda que se puede utilizar para leer simplemente el contenido de los pensamientos de las personas, la realidad es mucho menos dramática y mucho más exigente para el investigador.

Algunos de los problemas son puramente técnicos. Las máquinas de resonancia magnética funcional miden la actividad cerebral solo indirectamente. Cuando las neuronas se activan, absorben oxígeno para prepararse para volver a disparar. Eso evoca una demanda de más oxígeno, suministrado por sangre. Cuando una región del cerebro requiere más combustible, la proporción local de sangre oxigenada y desoxigenada cambia en una fracción. La sangre oxigenada tiene propiedades magnéticas diferentes de la versión desoxigenada, y las máquinas de resonancia magnética funcional miden los cambios leves resultantes en los campos magnéticos locales.

Pero eso no es poca cosa. El cerebro se desplaza levemente en el cráneo con cada respiración y cada latido del corazón, y las personas, ¡especialmente los niños! - no permanecen inmóviles durante una hora. Tenemos una máquina que se mueve, pulsa y se tambalea y consume grandes cantidades de oxígeno por muchas razones, además de las cuales estamos tratando de medir una pequeña señal, dice Saxe. Luego está el problema de la sincronización: la activación neuronal toma fracciones de segundo, pero los cambios en los niveles de oxígeno en sangre ocurren durante seis segundos o más, y los niveles no siempre regresan al mismo número base, lo que se suma al desorden. Por lo tanto, dice Saxe, hacemos corrección de movimiento. Hacemos un suavizado espacial para eliminar parte del ruido. Filtramos temporalmente todo lo que ocurre durante 10 minutos o más: la escala de tiempo en la que aparecerían en los datos artefactos como el calentamiento del escáner. Se necesitan horas de análisis para localizar una señal, todo solo para comenzar a descubrir qué podría significar cualquier medición.

A última hora de la mañana, el primer niño completó su lista de historias y luego el equipo repitió la secuencia con el segundo y último sujeto del día, un niño de nueve años. Cuando bajó del escáner, la mayoría del grupo hizo planes para salir a cenar.

Saxe se quedó atrás. Ahora comenzó la fase de trabajo inclinado del experimento: transformar los números sin procesar del escaneo en una forma que pudiera analizarse. Pasaron las horas. Los colegas de Saxe comieron y regresaron. Ella permaneció en la computadora. A última hora de la noche, había completado el procesamiento del primer paso. Artefactos de movimiento: desaparecidos; ruido de la máquina, bajo control; fotograma tras fotograma coincidía con la indicación de la acción neuronal.

Lo que vio permitió a Saxe exhalar: tenía datos. El equipo había demostrado que es posible obtener hallazgos útiles de niños que la mayoría de los investigadores consideraban demasiado inquietos como para imaginarlos. Más importante aún, mientras recolectaban escaneos de sujetos de tan solo seis años, Saxe y Pelphrey encontraron algo nuevo. Los niños mayores se parecían mucho a los adultos, dice Saxe. Sus regiones ToM se iluminaron cuando escucharon un segmento que los obligó a pensar en lo que estaba pensando otra persona, pero no durante las partes de las historias que simplemente describían a alguien haciendo algo. Pero las exploraciones de los niños pequeños eran diferentes. Sus regiones cerebrales respondían a todo lo relacionado con las personas, no solo a las anécdotas sobre los estados mentales de las personas, sino a cualquier cosa en la que hubiera personas presentes.

Hay varias formas de explicar ese resultado, pero Saxe favorece lo que ella llama una idea loca: que el cerebro comienza con una facultad de propósito general para pensar en la interacción social y luego se especializa. Su equipo comenzó a discernir que a medida que crecemos, nuestras regiones cerebrales abandonan algunos trabajos para convertirse en expertos en otros.

Esta afirmación es todavía provisional, pero el trabajo posterior en el laboratorio de Saxe y en otros lugares la ha fortalecido. Ahora, dice Saxe, creemos que tenemos un patrón de desarrollo. Ahora queremos saber cómo y por qué ocurre este desarrollo y qué puede hacer que cambie. Para averiguarlo, su laboratorio está realizando estudios sobre diferentes caminos hacia la especialización en ToM. Uno está mirando a los niños en el espectro del autismo; otro es el examen de niños ciegos, que involucran los pensamientos de los demás a través del oído en lugar de la vista; y un tercero está investigando a los niños sordos, algunos de los cuales se exponen al lenguaje relativamente tarde si sus padres no saben señas. Ninguno ha arrojado todavía resultados definitivos.

Saxe ya no es un postdoctorado libre. Ahora dirige un laboratorio y todavía no está acostumbrada a todo lo que se necesita para hacer ciencia a una escala cada vez mayor. Más de una docena de investigadores están involucrados en solo uno de los nuevos estudios, dice ella. Hay una nota de asombro, de incredulidad, en realidad, cuando agrega: En el pasado, era solo yo dibujando en mi mesa. Ahora necesitamos una persona al 100 por ciento del tiempo solo para rastrear ese proyecto.

Aún así, mientras dice eso, sonríe. Ella y sus colegas publicaron los resultados del estudio de Duke en 2009, pero hay algo que no apareció en la página: un aspecto de la ciencia que no se puede capturar en ningún recuento de datos sin afectos. ¿Esa noche en Carolina del Norte, ese primer momento en que funcionó? ella dice. Eso fue emocionante.

Una historia de muestra del experimento ToM de los niños

Segmento físico:
Detrás del gran granero rojo al borde del nogal está el estanque más magnífico del vecindario. Es amplio y profundo, y está sombreado por un viejo roble. Hay todo tipo de cosas en ese estanque: peces y zapatos viejos y juguetes perdidos y triciclos, y muchas otras sorpresas.

Segmento de personas:
El viejo Sr. McFeeglebee es un viejo granjero gris arrugado, que viste un viejo mono gris arrugado y botas grises viejas arrugadas. Ha vivido en esta tierra toda su vida, incluso más que la mayoría de los árboles. El pequeño Georgie es el sobrino de la ciudad del Sr. McFeeglebee.

Segmento mental:
El Sr. McFeeglebee no quiere que ningún niño pequeño pesque en el estanque. Pero el pequeño Georgie finge no darse cuenta. Le gusta mucho pescar y, además, sabe que puede correr más rápido que nadie en la ciudad. Georgie decide huir muy rápido si el Sr. McFeeglebee lo ve pescando.

Pregunta:
¿Qué piensas? ¿El pequeño Georgie pesca en el estanque? [pausa] ¡Buen trabajo! ¡Es hora de la próxima historia!

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