Alucinaciones Auditivas de la Esquizofrenia en una Red Neuronal Artificial

La Esquizofrenia

La esquizofrenia es una enfermedad mental que disminuye las capacidades psicológicas de las personas. Los síntomas más habituales son los delirios, alucinaciones y trastornos del pensamiento, no obstante, todos estos síntomas pueden aparecer también en otros tipos de alteraciones mentales.

Se piensa que su origen se encuentra en una alteración en el neurodesarrollo. La edad más habitual de inicio de la enfermedad es al final de la adolescencia. No obstante, su inicio puede darse en edades muy tempranas y se piensa que está relacionado con procesos de poda neuronal demasiado agresivos. El trastorno comenzaría cuando se llega a un umbral sináptico críticamente bajo. De este modo, cuando la enfermedad se presenta en la edad adulta, la causa estaría relacionada con un podado normal pero sobre una red sináptica cercana al umbral límite.

Alucinaciones auditivas

Las alucinaciones auditivas se caracterizan por una experiencia de sonidos o lenguaje sin sentido. Usualmente se trata de voces que se perciben sin que haya habido mediación de un estímulo auditivo real. Estudios por neuroimagen y resonancias magnéticas han mostrado activación de la corteza auditiva del lenguaje en pacientes que sufrían alucinaciones. Es decir, existen redes neuronales que participan en la percepción auditiva

Alucinaciones Auditivas en una Red Neuronal Artificial

Tlalpan & Carracci (2005), describen como se creó un modelo informático con 148 elementos neuronales en un sistema de cuatro capas. Para el vocabulario, se utilizaron 29 palabras en lengua inglesa (14 sustantivos, 11 verbos y 4 adjetivos). A cada palabra se le asignó un código fonético y un patrón en la capa de salida. Se codificaron frases de manera aleatoria, resultando un total de 3400 frases con estructura “adjetivo → sujeto → verbo”. Posteriormente se seleccionaron aleatoriamente 300 frases con las que se entrenó el sistema. De este modo, la red aprendió a usar expectativas lingüísticas. 

Cuando la red neuronal artificial estuvo lista, se simuló la eliminación de sinapsis siguiendo el modelo Darwiniano de selección natural, eliminando las conexiones de menor peso. Cuantas más sinapsis se eliminaban, más aumentaba la detección correcta de frases, sin embargo, al seguir eliminando conexiones, disminuyó la capacidad de detección, hasta el punto de identificarse palabras en la salida en ausencia de una entrada. Se había simulado una alucinación.

Paradójicamente, cuando se eliminaron neuronas en vez de conexiones neuronales, el sistema empeoró gradualmente la tasa de identificación de palabras, pero no se presentaron alucinaciones

Conclusiones

Como nos dicen en su estudio, Tlalpan & Carracci (2005),

“este hallazgo parece sustentar la hipótesis propuesta de que la fisiopatología de la esquizofrenia (y posiblemente otros trastornos psicóticos) subyacen en la conexión entre las neuronas y no en las neuronas mismas” (p.145)

El modelo de red neuronal artificial utilizado, junto con los hallazgos del experimento sugieren también que el podado tiene una función adaptativa fomentando la capacidad cognitiva. No obstante, este proceso biológico natural entraña un riesgo de que un podado máximo supere el umbral que haga caer al individuo en un proceso biológico desadaptativo.

Referencias

Tlalpan, M. V. S., & Carracci, G. M. (2005). Reproducción de un modelo informático de las alucinaciones auditivas en la esquizofrenia. Actas Esp Psiquiatr, 33(3), 141-146.