Cómo aprende el cerebro

Hemos recurrido en unas cuantas ocasiones a las hacendosas hormiguitas para tratar de describir de un modo visual lo que sucede en la dislexia. El concepto de ectopia a nivel del cerebro en el proceso de migración neuronal puede resultar bastante gráfico utilizando un modelo de una hilera de hormigas. Pero hay más, las propias hormigas pueden explicarnos muchas cosas de lo que sucede en el aprendizaje del cerebro humano.
Para empezar, la relación entre hormiga y hormiguero es bastante similar al de neurona y cerebro, obviamente en un sentido funcional. Una hormiga aislada, al igual que una neurona aislada, no son absolutamente nada. El cómo un hormiguero es capaz de organizarse con una finalidad social, fue explicado ya por el Premio Nobel de Literatura Maurice Maeterlinck en su Vida de las hormigas:

El hormiguero debe ser considerado como un individuo único cuyas células (al contrario de lo que ocurre con las de nuestro cuerpo que tiene sesenta trillones aproximadamente) no están aglomeradas, sino, disociadas, diseminadas, exteriorizadas, sin dejar de permanecer sometidas, a pesar de su aparente independencia, a una misma ley central.

Desde antes de nacer, nuestro cerebro, aún en desarrollo, empieza a recibir estímulos aferentes sobre un campo de neuronas vírgenes todavía a cualquier tipo de información. El procesamiento de esos estímulos y la respuesta a los mismos, se va desarrollando por medio de un proceso muy similar al del denominado Algoritmo de la Colonia de Hormigas (ACH), propuesto inicialmente por Marco Dorigo en 1992 y desarrollado posteriormente por muchos otros por el importante papel de este algoritmo en Ciencias de la Computación. Realmente sería más apropiado el modelo computacional de Red Neuronal, pero el ACH nos ofrece un modelo visual mucho más atractivo y fácil de entender.
Jean-Louis Deneubourg de la ULB (Universidad Libre de Bruselas) dio rigor científico de forma experimental a las observaciones que inspiraron el ACH.

Básicamente, el ACH viene a decir que las hormigas, de forma completamente aleatoria, buscan comida en torno a su hormiguero y, una vez que la encuentran, regresan al mismo dejando un rastro de feromonas, una sustancia química inter e intraespecífica fundamental para la comunicación entre insectos. Otras hormigas que encuentren ese rastro, incrementarán el mismo aportando sus propias feromonas. Pero hay más, la evaporación de las feromonas en aquellos rastros que no sea reforzados, potenciará aquellos que sí lo sean.

Gráficamente puede mostrarse así:

El cerebro aprende, sustancialmente, de la misma forma. Las neuronas aferentes que reciben estímulos los comunican a otras neuronas que darán una respuesta aleatoria. Evidentemente en el cerebro no hay feromonas, pero sí otras sustancias químicas que sirven de comunicación entre neuronas, los neurotransmisores, así como señales eléctricas entre ellas de las que no hablaremos aquí, ahora, para no hacerlo más complejo. La reiteración en la respuesta es la que potencia el camino a seguir, como en las hormigas, solo que en el caso de las neuronas, esa reiteración es la que selecciona la vía por la que discurrirá el impulso neuronal, anulando los menos efectivos por falta de comunicación neurotransmisora, al igual que lo que ocurre en el ACH por la evaporación de feromonas.

Es de esta forma por la que nuestro cerebro se encuentra en un continuo aprendizaje constante, lo que se denomina en neurociencia Plasticidad Cerebral, y que es lo que le permite al cerebro remodelarse a instancias de un mejor rendimiento. En el ACH, cuando la fuente de alimento mengüe y otras hormigas encuentren nuevas fuentes, a medida que el nuevo descubrimiento vaya reforzándose, se evaporarán las feromonas del anterior y se irá abandonando el antiguo, como hace el cerebro cada que aprende una respuesta que resulte más eficaz al estímulo que lo provoca.