Bases del modelo sensorial

 Dr. J. de Haro Licer

         Los conocimientos científicos adquiridos sobre aspectos fisiológicos y moleculares de la sensorialidad nos brindan la oportunidad de conocer la funcionalidad del sistema sensorial de los organismos vivos. Sin embargo, queda aún por acabar de realizar la integración de los distintos descubrimientos, a fin de poder plantear un posible modelo generalizable para el proceso de la percepción; generalizable para los distintos sistemas sensoriales que han desarrollado la enorme diversidad de especies existentes.Veamos cuales son:

 

 

        1-Principio común

 

        La física nos proporciona la certeza de que el universo no es una entelequia de nuestra mente. Prueba de ello es que existen cuatro tipos de fuerzas o interacciones fundamentales: la fuerza nuclear fuerte, la nuclear débil, la electromagnética y la gravitatoria, que rigen las interacciones entre los componentes de la materia y la energía, que son los ingredientes materiales del universo.

 

        Materia y energía han dado lugar a partículas atómicas, cuerpos celestes y a  organismos autónomos autoreproductvos, capaces de percibir, analizar e interaccionar con el entorno. Dichos organismos autónomos, compuestos a su vez de materia y energía, son denominados organismos vivos.

 

         Para percibir el universo próximo o entorno, los organismos vivos han desarrollado sistemas que les permiten captar las variaciones de algunas propiedades de la materia y la energía (pues aunque estén bajo el influjo de las interacciones fundamentales, no han desarrollado habilidades especiales para detectarlas). En general, captan  propiedades físicas relacionadas con los estados energéticos de las ondas o de las moléculas.

 

         Cabe deducir, por tanto, desde la perspectiva de los seres vivos, que existe un entorno o universo próximo material, distinguible y cambiante en sus propiedades, preexistente a los seres vivos, del que tienen noticia a través de los sistemas de captación de algunas de sus propiedades, mediante un procedimiento denominado percepción sensorial. Todos los seres vivos, por tanto, perciben el entorno, y lo perciben como un complejo de materia y energía.

 

 

          2-Un entorno común

 

         El entorno percibible está formado por ondas portadoras de energía que se propagan mediante campos (ondas electromagnéticas y ondas térmicas) o en soporte material (ondas de presión), y moléculas.

Sabemos que dichas propiedades actúan en las moléculas a nivel de sus estados energéticos.

 

         La interpretación de las propiedades del entorno por parte de los organismos vivos requiere que haya continuidad en la manifestación de cada propiedad, que se mantenga su especificidad y que se produzca variación en sus parámetros cuantitativos, ya que, al igual que en la ley de Newton, la uniformidad de señal es interpretada como ausencia de señal; en otras palabras que el entorno vaya cambiando.

 

         Debemos indicar, para completar la idea de entorno, que habitualmente lo que hacemos, al referirnos a él, es ceñimos al concepto de lo que nos rodea, dato que debe ser ampliado con el territorio interior del ser (cuerpo+función), por lo que podemos decir que  existe un medio externo y un medio interno, a este nivel debemos decir que tant el medio externo como el interno, deben de estar cambiando de forma constante para ser percibido como existente.

 

 

        3-Recurso común

 

         Para la percepción de su medio externo y su medio interno, los seres vivos se sirven de unos recursos específicos, denominados receptores, sensores y órganos de los sentidos. Aquí vamos a exponer una versión variada de la idea de receptor. Los receptores están constituidos por estructuras “macro”, por ejemplo la luz es conducida por unas estructuras anatómicas (iris, cristalino, retina), los olores son recibidos por la mucosa olfativa, posteriormente actúan los receptores “micro” como pueden ser las proteínas del cristalino del ojo, o la OBP llamada Olfactory Binding Protein de la mucosa olfativa, etc. [i],[ii], [iii]), o para otros estímulos los liquidos laberíntico de los oídos, los gases tipo Oxido Nítrico de las células[iv], etc., que serían los encargados de llevarlos hasta los sensores donde son procesados de forma definitiva.[1] Podríamos incluso hablar de los receptores estructurales,

 

          Existen distintas variedades de sensores, todos con la misma funcionalidad, pero sensibles a una sola propiedad, física o química, del entorno.

 

          Las partes activas de los sensores son estructuras moleculares que se encuentran situadas en la interficie que delimita un sistema vivo y lo diferencia del entorno. Los sensores más  habituales son macromoléculas de naturaleza proteica, incrustadas en una membrana celular, o zonas ionizadas de la membrana celular, capaces de cambiar su estructura a la recepción del impulso externo transmitiendo de ese modo materia, energía o información, desde el exterior al interior del organismo

 

          Todo organismo vivo posee sensores. En los organismos simples y unicelulares, en este caso simples estructuras moleculares. En los organismos complejos, formados por agregados celulares, los sensores están constituidos por células especializadas que concentran en su interficie grandes cantidades de zonas encargadas de transformar la información recibida en impulsos bioeléctricos. Estas células especializadas son conocidas como células sensoriales. Fisológicamente, los sensores son neuronas modificadas[v],[vi].

 

          En los organismos complejos, los sensores se concentran en órganos (situados en este caso en interficies especificas del organismo con su entorno) especializados y modificados de forma que faciliten la captación de los impulsos del entorno. Son los denominados órganos de los sentidos. Dichos órganos, generalmente, sólo concentran una variedad de sensores, aunque sus sensores pueden ser sensibles a más de un impulso. Los sensores son la última etapa a partir de la cual el estímulo original, sea onda o molécula, es desechado, continuando la información de la misma en forma de descarga bioeléctrica.

           Cada receptor está vinculado con un tipo de sensor y el conjunto de receptores y sensores junto con las estructuras anatómicas que las alberga dan a lugar a los órganos de los sentidos, que conectados con el cerebro estructuran el sentido, tanto desde el punto de vista de su función propia como de su interdependencia con los otros sentidos.

           

          4-Proceso común

 

         El proceso de transformación en información del impulso de energía recibida por los células sensoras, se realiza en               tres tiempos:

 

        1º Transformación del impulso energético en energía molecular

 

            De los distintos pulsos energéticos que llegan al sensor, solo aquellos que sean sensibles, en sus estructuras                          moleculares y que alcance niveles superiores a un umbral de activación establecido, transferiran energía a la                          estructura proteica, que la retendrá en forma de energía molecular mediante la alteración del estado energético de              parte de la molécula del receptor.

 

        2º Conversión de la energía molecular en impulso nervioso.

            Una vez captada la energía por las molécula, su acumulación provoca un cambio en el potencial eléctrico de la                      membrana (de la célula que ejerce de receptor sensorial), y en la que se alojan los sensores moleculares. Este                        cambio en las propiedades de membrana genera un impulso eléctrico que se transmitirá, a través de la superficie, a              células conectadas con la que actúa como sensor primario. En los sensores secundarios, el pulso eléctrico de                          membrana actúan de estímulo celular, como si de una percepción se tratara, propagándose así la perturbación                      generada de forma sostenida.

        3º-Codificación del impulso nervioso[vii]

 

            La información contenida en el impulso eléctrico generado por la membrana se configura mediante los valores de                distintas propiedades de los pares estímulo-receptor y  receptor-sensor:

 

                    a)-La Intensidad, que se efine por la amplitud del estímulo sensorial desencadenante del proceso.

 

                              Con la peculiaridad de que:

                                  -Grandes despolarizaciones de la membrana producen impulsos cortos y de gran frecuencia.

                                  -Despolarizaciones pequeñas, producen impulsos más largos pero de menor frecuencia.

             La explicación de este fenómeno, lo encontramos en que las grandes intensidades de estímulos, sobrepasan el                     tiempo refractario de la membrana, que es el tiempo de recuperación antes de que sea de nuevo fácilmente                           despolarizada (estimulada), y dentro del cual, la neurona, no es sensible para un nuevo estímulo. Sin embargo esta               norma no se cumple cuando debido la intensidad es muy alta, tan alta que esta sobrepasa en parte el tiempo                         refractario, siendo capaz de estimularla de nuevo antes de tiempo, motivo por el cual, aparece el aumento de la                     frecuencia.

              A este efecto hay que añadir el hecho de que grandes cantidades de estímulo, activan más cantidades de                              sensores (neuronas).

              Para completar tal función, existen los “Códigos de población”. El código de población está formado por dos                    tipos de sensores, los sensores de umbral bajo y los sensores de umbral alto. De esta manera, según va                                  aumentado  la intensidad del estímulo, responden primero los receptores de umbral bajo y luego lo de                                    umbral alto, aprovechando al máximo la energía de los estímulos.  

                    b)-La duración de la sensación depende de la velocidad de Adaptación o intervalo que tarda el sensor en dejar                                de responder a un estímulo por saturación, es el segundo de los elementos del paquete que codifica el                                              impulso de nervioso. Consiste en un tiempo durante el cual actúa el estímulo sobre los sensores.

 

                         La adaptación supone la presencia de dos tipos de sensores:

 

                                    -Los sensores de adaptación lenta, que responden durante todo un estímulo de forma continua                                                           (Colaboran  en dar intensidad).

 

                                    -Los sensores de adaptación rápida, que solo responden al principio y al final del estímulo (dan                                                             percepción de ritmo)

 

                    c) -El Campo receptivo de los sensores, constituido por su capacidad de  discriminación y de resolución.                                     

                         Entendiendo dichas capacidades según las siguientes definiciones

 

                                    -La Discriminación permite distinguir entre sí a los estímulos tanto cualitativamente como                                                                       cuantitativamente. Representa el nivel de selectividad frente a la diversidad de señales externas

 

                                    -La Resolución es la capacidad de distinguir, en señales iguales, las diferencias mínimas reconocibles.

 

             Cada sensor (célula) tiene un determinado campo receptivo; cuanto más selectivo sea el campo receptivo, con                    respecto a los datos cuantitativos y cualitativos,(cuanto más pequeño sea la diversidad de lo que tienen que                          seleccionar), más resolución presenta en la información que aporta. Cuanto menos selectivo sea dicho campo                        receptivo, o lo que es lo mismo, cuantas más características pueda que seleccionar una sola célula, menos                              resolución presenta su información.

             El Campo Receptivo es la cantidad de células de un área del entorno que analiza una sola célula sensorial. A                        menos área, más superficie del sensor dedicada a ella.                  

 

                     d)-La Densidad  de los receptores significa la cantidad de células  sensoriales se encuentran distribuidas, por                                     unidad de superficie, en el órgano sensorial correspondiente. La densidad se encarga de la distribución                                             espacial de los sensores estimulados (densidad). Se traduce en forma de “localización” del estímulo sobre                                         el cuerpo (piel), o del estímulo en el espacio (visión).

                     e)-El Campo de Variedad, hace referencia a la forma en que se disponen los sensores en sus órganos, de                                           forma más o menos ordenada, en función de su especialización perceptiva.

 

             Por ejemplo en el oído existe un orden (campo de variedad ordenada) de los sensores que va de los que se                          encargan de captar los sonidos agudos a los graves. Mientras que en el gusto es un campo de variedad parcialmente

ordenado (los sensores  se hallan agrupados, de forma dispersa), existe una forma desordenada, que es la que encontramos en el olfato.                                       

 

             Las magnitudes del campo receptivo y de la densidad de receptores proporciona el grado de resolución del                                     órgano sensorial en cuestión.

             La combinación del “campo receptivo” y de la “densidad de receptores” determina el grado de resolución del                                 conjunto de sensores de un sentido corporal. 

             La mayor resolución se obtiene con campos receptivos muy pequeños junto con densidades de dichos campos                                 muy altas (gran cantidad de células sensoriales altamente especializadas en un espacio muy reducido).

             

             Cada sentido tiene su forma de distribución de los sensores (campo de variedad), que lo caracteriza por su grado                             de ordenamiento.

 

           5-Circuito común

 

           Existen vías sensoriales del sistema nervioso que trasladan (transmisión) la información sensorial (codificada) hacia el centro de su procesamiento, o cerebro. Dichas vías se organizan mediante la disposición jerarquizada de distintos tipos de neuronas especializadas. Desde las que contienen los sensores moleculares, situadas en los órganos sensoriales, hasta las que eventualmente conducen la información hasta el córtex, tras un proceso de múltiple filtrado de la señal transmitida portadora de la información.

           Las neuronas de primer grado (que contienen los receptores moleculares) se encuentran en los órganos sensoriales. Las neuronas de primer grado conectan con las neuronas de segundo grado que ya se encuentran en el cerebro, desde ellas se pasa a grados superiores, hasta alcanzar los núcleos de relevo (filtradores), encargados de  procesar la información sensorial y decidir si esta ha de llegar o no al córtex (hacerse conscientes).

            Los núcleos de relevo, contienen inteneuronas inhibidoras que se encargan de afinar el contraste, por medio de inhibiciones anterógradas y de retroalimentación.

 

            6-Transsensorialidad común

 

           El procesamiento de los estímulos sensoriales no es sumatorio, sino integrado; y su expresión no es piramidal sino matricial (integración), por lo que el conjunto de los órganos sensoriales actúa de forma transversal, es decir, que

 

           1. Un sensor puede ser estimulado por una energía distinta a la que es sensible (el ojo genera la percepción de la luz                           habitualmente por el estímulo de las ondas electromagnéticas, pero también puede dar percepción de luz si es                               estimulado por medio de una presión física táctil sobre el globo ocular)

 

           2. Los receptores actúan de manera integrada, de forma que la información transmitida por un órgano se                                               complementa con la de los demás, incluso aunque no haya emisión de información.

 

           Apareciendo de esta manera la concepción de transensorialidad entendida como la necesidad de percibir de forma simultanea  y / o secuencial sentido a sentido, sensación a sensación a la que cabría añadir el concepto que tiene de la misma Michel Chion[viii]  que considera a la transsensorialidad como al conjunto de percepciones que no pertenecen a ningún sentido en particular, pero que pueden tomar prestado el canal de un sentido o de otro, sin que su contenido y su efecto queden encerrados en los límites de ese sentido

 

 

            7-Conversión común

 

            Tras el proceso de transformación, transmisión e integración, la información obtenida del estímulo del entorno (exterior o/y interior) es susceptible de convertirse en experiencia. Las áreas de sensibilidad del cerebro (cortex cerebral), interpretan la información que finalmente accede a ellas y la convierten en consciente, punto de partida para elevar la información a experiencia sensorial.

             8-Transformación de la sensorialidad en una experiencia

 

            Por último hacer referencia a que cuando un estímulo se transforma en sensación una vez alcanza  los centros de procesamiento superiores del cerebro, este tiene la peculiaridad