What brain regions are involved in social cognition?

El Cerebro Social Cognitivo: Un Mapa Neuronal

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La capacidad de interactuar, comprender y navegar por el complejo mundo social es una característica distintiva de los seres humanos y otros primates. Esta habilidad, conocida como cognición social, no reside en una única área cerebral, sino que emerge de la intrincada interacción de una red de regiones especializadas que trabajan en concierto. A lo largo de las últimas décadas, la neurociencia ha desvelado gran parte del misterio detrás de esta red, acuñando el término 'Cerebro Social Cognitivo' (CSB) para describir las estructuras neuronales dedicadas a procesar la información social compleja.

What brain regions are involved in social cognition?
Many different brain regions are involved in social cognition, including medial prefrontal cortex (mPFC), anterior cingulate cortex (ACC), inferior frontal gyrus, posterior superior temporal sulcus (pSTS), temporo-parietal junction (TPJ), the amygdala and anterior insula (see Fig.
Índice de Contenido

Orígenes del Cerebro Social Cognitivo (CSB)

Las primeras concepciones del cerebro social surgieron inspiradas por la excepcional cognición social observada en humanos y otros primates. Estas definiciones iniciales buscaron comprender los mecanismos neurales que subyacen a las formas complejas de socialidad relativamente raras en el reino animal. Una figura pionera en este campo fue Leslie Brothers, quien formalizó una de las primeras definiciones del CSB a principios de la década de 1990. Brothers definió la cognición social como "el procesamiento de cualquier información que culmina en la percepción precisa de las disposiciones e intenciones de otros individuos". Propuso que un cerebro social se había desarrollado específicamente en primates para sustentar esta forma avanzada de cognición.

En una época anterior a la disponibilidad generalizada de técnicas avanzadas de neuroimagen, el modelo de Brothers se basó en gran medida en estudios de lesiones, electroestimulación y registros de actividad neuronal individual en cerebros de primates. Identificó operaciones centrales que, según su hipótesis, apoyaban la cognición social dentro de regiones como la amígdala (AMG), el córtex temporal (específicamente el córtex inferotemporal y el surco temporal superior) y el córtex orbitofrontal (OFC).

Brothers sugirió que la amígdala de los primates, en comparación con la de otras especies, sustenta una gama más variada de afectos sociales (como vergüenza, triunfo, celos, ternura parental, amor romántico) esenciales para la compleja vida social primate. También destacó el descubrimiento de neuronas selectivas para rostros en la amígdala, el córtex inferotemporal y el surco temporal superior. Se postuló que estas neuronas eran componentes clave de un sistema evolucionado para permitir a los primates interpretar información sobre otros individuos.

Paralelamente, Robin Dunbar y sus colegas ofrecieron explicaciones evolutivas para el tamaño notable del neocórtex en primates. La 'hipótesis del cerebro social' de Dunbar propuso que los primates desarrollaron un neocórtex grande para hacer frente a sus vidas sociales inusualmente complejas. Esta hipótesis se apoyó en hallazgos que, exclusivamente en primates, demostraban una correlación positiva entre el tamaño del cerebro y el tamaño del grupo social. Dunbar sugirió que los vínculos sociales entre muchos miembros de un grupo primate eran cualitativamente similares a los lazos de pareja observados estrictamente entre compañeros en otras especies, lo que explicaba la correlación única entre el tamaño del grupo y diversas medidas del tamaño cerebral en primates.

Expansión del Mapa Neuronal

Las perspectivas tempranas sobre el CSB sentaron las bases para una intensa investigación en neurociencia social en humanos y primates no humanos. A lo largo de los años 90 y posteriormente, el modelo del CSB se amplió para incluir otras áreas cerebrales o subregiones más específicas de las áreas ya identificadas. Simultáneamente, se expandieron las funciones atribuidas a esta red y se descubrieron nuevos mecanismos neurales.

Un hito importante fue el descubrimiento de las neuronas espejo en el córtex premotor y el córtex parietal inferior de macacos a mediados de los 90. Estas neuronas, que se activan tanto al realizar una acción como al observar a otro realizarla, y la identificación de sistemas espejo para la emoción en humanos, fueron fundamentales para la propuesta de redes especializadas para la toma de perspectiva y el procesamiento de información orientada hacia el otro.

Casi al mismo tiempo, la tomografía por emisión de positrones (PET) en humanos comenzó a explorar los correlatos neurales de la Teoría de la Mente (ToM). La ToM se define como la capacidad humana de atribuir estados mentales independientes a uno mismo y a los demás para explicar y predecir el comportamiento. Tareas conductuales que desafiaban las habilidades de ToM en humanos activaron regiones como el córtex prefrontal dorsomedial, el córtex cingulado posterior, los polos temporales y el surco temporal superior posterior (pSTS).

El CSB se redefinió aún más con la aplicación generalizada de técnicas de resonancia magnética funcional (fMRI) a la neurociencia cognitiva social. La neuroimagen con fMRI identificó un papel crucial de la unión temporoparietal (TPJ) en la ToM. El acceso a mejores herramientas de imagen permitió una comprensión más profunda del CSB. Por ejemplo, varios investigadores utilizaron fMRI o PET para demostrar el papel del OFC en la atribución de saliencia emocional y valor de recompensa/motivación a estímulos sociales, y para mostrar que el córtex cingulado anterior (ACC) era importante para la empatía.

Además, se identificó el área fusiforme de la cara como una región activada selectivamente por rostros en humanos. Un enfoque principal durante este período de desarrollo del CSB fue identificar regiones específicas de dominio responsables de aspectos bien definidos del procesamiento o la cognición de la información social.

La Red del Cerebro Social Cognitivo

El modelo del cerebro social cognitivo fue revisado y modificado para incorporar áreas de interés adicionales puestas de manifiesto por las nuevas metodologías y un creciente interés en la neurociencia social como subdisciplina. Esta versión actualizada del CSB elaboró sobre los roles del pSTS, la AMG y el OFC (regiones propuestas originalmente por Brothers) y ahora incluyó el ACC, la TPJ, los polos temporales y el córtex prefrontal medial (mPFC).

Regiones subcorticales como el estriado y la ínsula también ganaron notoriedad por sus roles en la cognición social. En conjunto, la visión predominante de lo que denominamos aquí la red del cerebro social cognitivo abarca estructuras corticales (como el ACC, pSTS, mPFC y OFC) que trabajan junto con el apoyo de otras áreas corticales y no corticales (como la AMG, TPJ, córtex insular, córtex cingulado posterior, estriado y polos temporales) para regular el comportamiento social complejo y la toma de decisiones.

Estas áreas colaboran para permitirnos procesar una amplia gama de información social, desde el reconocimiento de rostros y emociones hasta la comprensión de las intenciones y creencias de los demás. La interconectividad de estas regiones es fundamental para la flexibilidad y sofisticación de la cognición social humana.

Redes Específicas Dentro del CSB

En la última década, la investigación ha examinado las funciones sociales de las regiones centrales y asociadas con una resolución espacial más fina. Esto ha llevado a la delineación de redes específicas para diferentes aspectos de la cognición social humana, todas ellas construidas sobre la base de la visión más amplia del cerebro social cognitivo.

Entre estas redes se encuentran:

  • La Red de Mentalización: Compuesta principalmente por la TPJ y el mPFC dorsal. Facilita la capacidad de predecir y explicar los comportamientos de los demás, lo que constituye la Teoría de la Mente.
  • El Sistema de Neuronas Espejo: También conocido como 'red de observación de acciones'. Incluye el córtex premotor ventral, el lóbulo parietal inferior y el STS. A través de la asociación con áreas de procesamiento visual (el STS), facilita el procesamiento de señales sociales y la comprensión de las acciones de otros mediante simulación.
  • La Red de Procesamiento Afectivo y Basado en el Valor: Integrada por la amígdala, el mPFC ventral, el córtex orbitofrontal y el estriado. Juega un papel clave en la evaluación emocional y motivacional de los estímulos sociales.
  • La Red de Empatía: Compuesta por el ACC y la ínsula anterior. Implicada en la experiencia y comprensión compartida de los estados emocionales de los demás.

De estas redes, el sistema de neuronas espejo y la red de mentalización han recibido una atención particular recientemente, ya que difieren en sus roles distintos y críticos durante las interacciones sociales. Mientras que el sistema espejo parece estar involucrado en la 'detección social' a través de la simulación, la red de mentalización contribuye a la 'evaluación social' mediante la inferencia abstracta sobre los estados mentales. Esta distinción está en el centro de un debate sobre si la comprensión de los demás se logra principalmente mediante simulaciones automáticas o inferencias abstractas.

Explorando la Interacción Social Directa

Los avances en neuroimagen, como el 'hiperscanning', que permite la imagen simultánea de dos sujetos interactuando, han comenzado a profundizar nuestra comprensión de las relaciones estructura-función en el CSB en contextos sociales dinámicos. Estas técnicas han identificado áreas cerebrales reclutadas cuando los participantes se involucran en tareas que van desde seguir la mirada y la atención conjunta hasta interacciones sociales durante juegos competitivos.

Por ejemplo, cuando se les decía a los sujetos que un 'otro virtual' estaba controlado por un segundo participante, la atención conjunta hacia un estímulo visual activaba regiones asociadas con el sistema de mentalización (mPFC y córtex cingulado posterior). Además, el estriado ventral se activaba cuando los sujetos iniciaban la mirada que llevaba a la atención conjunta, mientras que responder a la mirada del otro virtual resultaba en una activación específica del mPFC anterior.

Curiosamente, estudios de hiperscanning en interacciones mono-mono han identificado activación socialmente específica dentro del córtex prefrontal ventrolateral y medial, sugiriendo precursores evolutivos de la mentalización humana que utilizan métodos de escaneo similares. Además, la aplicación de esta técnica en humanos que seguían la mirada de un objetivo visual mostró sincronización de la actividad neural entre sujetos en el giro frontal inferior, una región del sistema de neuronas espejo.

Características Distintivas del CSB

La definición emergente de un cerebro social cognitivo ha puesto el foco en los mecanismos que sustentan la cognición excepcional de los primates, las estructuras corticales y la búsqueda de regiones con funciones específicas para el dominio social. Si bien no todas las concepciones englobadas bajo el término CSB son completamente consistentes con la visión original de Brothers, en términos generales, el CSB se caracteriza por:

  1. Basarse en gran medida en datos recopilados de humanos y primates no humanos.
  2. Estar ubicado principalmente (aunque no exclusivamente) en el neocórtex, considerándose por tanto una característica relativamente derivada evolutivamente.
  3. Regula comportamientos fundamentalmente importantes para la toma de decisiones sociales, la planificación, la emoción, el juicio y la cognición compleja o de 'orden superior'.

Un tema importante subyacente a gran parte de la investigación sobre el cerebro social cognitivo ha sido descubrir los elementos cerebrales que permiten a unas pocas especies extraordinarias (en su mayoría primates) llevar a cabo las tareas socialmente complejas que las diferencian de otros animales y por qué estas hazañas requieren tanto 'espacio' neural y la potencia de cálculo para alimentarlo.

Preguntas Frecuentes

¿Qué es la cognición social?
Es la capacidad de procesar, almacenar y aplicar información sobre otras personas y situaciones sociales. Implica percibir sus intenciones, emociones, creencias y comprender las reglas sociales.

¿Por qué se asocia el CSB principalmente a primates y humanos?
Aunque muchos animales tienen comportamientos sociales, los primates, y especialmente los humanos, exhiben niveles de complejidad social (como grandes grupos, estructuras jerárquicas, alianzas, engaño, enseñanza) que parecen requerir capacidades cognitivas más sofisticadas, apoyadas por un cerebro más grande y una red social especializada.

¿Cuáles son las áreas cerebrales clave del CSB?
Las áreas centrales y expandidas incluyen la amígdala, el córtex temporal superior (STS/pSTS), el córtex orbitofrontal (OFC), el córtex prefrontal medial (mPFC), la unión temporoparietal (TPJ), el córtex cingulado anterior (ACC), la ínsula, el estriado y el córtex cingulado posterior (PCC). Estas áreas trabajan juntas en redes.

¿Qué son las neuronas espejo y cuál es su papel?
Las neuronas espejo son un tipo de neurona que se activa tanto cuando un individuo realiza una acción como cuando observa a otro realizar la misma acción. Se cree que son fundamentales para la imitación, el aprendizaje y la comprensión de las intenciones de los demás, formando parte del sistema espejo.

¿Cómo se estudia el Cerebro Social Cognitivo?
Se utilizan diversas técnicas, incluyendo estudios de lesiones, electrofisiología, y principalmente técnicas de neuroimagen como PET y fMRI para observar la actividad cerebral durante tareas sociales. El hiperscanning permite estudiar la actividad cerebral de múltiples individuos interactuando en tiempo real.

En resumen, el Cerebro Social Cognitivo es una red dinámica y compleja de regiones cerebrales que nos permite navegar el intrincado tapiz de las interacciones sociales. Desde la detección de rostros y emociones hasta la comprensión profunda de las mentes ajenas, estas áreas trabajan en conjunto para moldear nuestra experiencia social y comportamiento, diferenciando la sofisticada socialidad primate de la de otras especies. La investigación continúa desentrañando los misterios de esta fascinante red, revelando la base neural de nuestra naturaleza intrínsecamente social.

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Jesús Porta Etessam

Soy licenciado en Medicina y Cirugía y Doctor en Neurociencias por la Universidad Complutense de Madrid. Me formé como especialista en Neurología realizando la residencia en el Hospital 12 de Octubre bajo la dirección de Alberto Portera y Alfonso Vallejo, donde también ejercí como adjunto durante seis años y fui tutor de residentes. Durante mi formación, realicé una rotación electiva en el Memorial Sloan Kettering Cancer Center.Posteriormente, fui Jefe de Sección en el Hospital Clínico San Carlos de Madrid y actualmente soy jefe de servicio de Neurología en el Hospital Universitario Fundación Jiménez Díaz. Tengo el honor de ser presidente de la Sociedad Española de Neurología, además de haber ocupado la vicepresidencia del Consejo Español del Cerebro y de ser Fellow de la European Academy of Neurology.A lo largo de mi trayectoria, he formado parte de la junta directiva de la Sociedad Española de Neurología como vocal de comunicación, relaciones internacionales, director de cultura y vicepresidente de relaciones institucionales. También dirigí la Fundación del Cerebro.Impulsé la creación del grupo de neurooftalmología de la SEN y he formado parte de las juntas de los grupos de cefalea y neurooftalmología. Además, he sido profesor de Neurología en la Universidad Complutense de Madrid durante más de 16 años.

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