Neurociencia de la Empatía: El Cerebro Social

La empatía, esa capacidad que nos permite ponernos en el lugar del otro y sentir lo que siente, ha sido objeto de estudio en diversas disciplinas como la psicología, la sociología y la filosofía. Se define de múltiples maneras, pero en esencia, implica la percepción del estado emocional de otras personas, lo que puede resultar en una empatía emocional, es decir, la aparición de emociones correspondientes en el observador, y más aún, en compartir ese estado emocional. Sin embargo, la empatía va más allá de compartir afectos; nos permite simular internamente no solo los estados afectivos, sino también los estados mentales cognitivos de los demás. Así, la empatía también se refiere a nuestra habilidad para adoptar la perspectiva cognitiva de otras personas, lo que nos ayuda a comprender sus experiencias, intenciones y necesidades.

En los últimos años, la neurociencia social ha empezado a desentrañar las bases neurales de la empatía. Este fenómeno complejo puede describirse utilizando un modelo que incluye dos modos principales de procesamiento de la información: el procesamiento ascendente (bottom-up) y el procesamiento descendente (top-down). Comprender estos mecanismos neurobiológicos y los factores que modulan la empatía es crucial desde una perspectiva científica y terapéutica, ya que las diferencias individuales en esta capacidad son significativas.

Procesamiento Ascendente: El Espejo Social y el Compartir Afectivo

Durante mucho tiempo, los investigadores han intentado explicar el modo automático en que percibimos los estados emocionales de otros y entendemos sus sentimientos, comportamientos, intenciones y necesidades. Estudios recientes sugieren que la empatía puede basarse en los llamados sistemas de representación especular o el sistema de neuronas espejo (SNE).

Originalmente descubiertas en el cerebro de los monos en las áreas premotora central (área F5) y parietal (área PF), estas neuronas se activan tanto durante la ejecución de acciones dirigidas a objetivos (como sostener, agarrar o manipular objetos) como cuando el mono observa esas mismas acciones realizadas por otros, ya sean monos o humanos. En el área F5 de los monos existen dos clases de neuronas visuomotoras: las neuronas espejo, que responden al ver una acción dirigida a un objeto, y las neuronas canónicas, que responden a la presentación de un objeto. La importancia del objeto para el mono no parece influir en la respuesta de las neuronas espejo; se activan con la misma intensidad al observar a alguien agarrando un trozo de comida que al agarrar un sólido geométrico.

Se ha argumentado que el papel funcional del SNE radica en comprender el comportamiento de otros basándose en un mapeo directo de una representación motora o somatosensorial de la acción observada en el cerebro del observador. Datos de estudios de neuroimagen y electrofisiología en humanos respaldan esta noción e indican que el SNE humano involucra el lóbulo parietal inferior (LPI) y el giro frontal inferior (GFI). Estas dos áreas están anatómicamente conectadas y forman un SNE frontoparietal integrado.

El SNE opera según el principio de 'un espejo': si alguien levanta la mano derecha, observamos y entendemos esta acción activando nuestra propia representación neural de esta acción, incluso cuando no la realizamos nosotros mismos, sino que observamos a otros haciéndolo. Este proceso de espejo es automático.

Las neuronas espejo se activan cuando observamos o imaginamos algún movimiento y cuando imitamos a otros. Estudios de resonancia magnética funcional (fMRI) sobre la imitación de movimientos simples o de digitación compleja en la guitarra han demostrado que el SNE frontoparietal está activo en ambos casos, exhibiendo mayor actividad durante tareas complejas. Datos conductuales del desarrollo muestran que el comportamiento imitativo es crucial para desarrollar habilidades cognitivas sociales. Los vínculos conductuales entre la imitación y la cognición social sugieren un papel clave para el SNE no solo en la comprensión de las intenciones de otros, sino también en el compartir las emociones de otros.

Un estudio de fMRI sobre el posible papel del SNE en procesos emocionales ha demostrado que cuando las personas observan o imitan expresiones faciales de diferentes emociones, se activan estructuras conectadas con la representación de estados emocionales y movimientos faciales: el surco temporal superior (STS), la ínsula anterior (IA), la amígdala y la corteza premotora (CPM). Estos datos indican que un mecanismo que utiliza las mismas neuronas afectivas está conectado tanto con la generación de nuestros propios estados emocionales como con la operación emocional del SNE.

Influenciados por el concepto del SNE involucrado en la comprensión del comportamiento motor y la imitación, se ha propuesto un modelo neurocientífico de la empatía. El modelo percepción-acción sugiere que la observación o imaginación de otra persona en un estado emocional particular activa automáticamente una representación de ese estado en el observador, con sus respuestas autonómicas y somáticas asociadas. Basándonos en esta representación interna, podemos reconocer las emociones de otros y expresarlas con gestos o expresiones faciales. La activación neural afectiva compartida entre uno mismo y los demás explica cómo podemos sentir las emociones de otros.

Se ha propuesto un modelo en el que los procesos de información ascendente (direct matching entre percepción y acción) están fundamentalmente entrelazados en la generación de empatía. En estos procesos, el sistema de transformación sensorial activado en la corteza temporal (STS) 'enciende' el SNE en el sistema límbico, y esta información neural se transmite a estructuras corticales superiores responsables de las funciones ejecutivas.

Estudios de imagen utilizando fMRI han revelado que tanto la observación de imágenes que muestran caras con expresión de asco como el olor real de olores desagradables provocan una actividad cerebral similar: en la corteza cingulada anterior (CCA) y la IA, estructuras asociadas con la respuesta empática en el dominio del olfato. La supuesta presencia de espejo afectivo en la empatía se deriva de estudios sobre la empatía del dolor. En la mayoría de los estudios de fMRI sobre la observación o imaginación del dolor de otros en adultos y niños, la actividad se ha encontrado predominantemente en la CCA y la IA.

Se ha sugerido que estas regiones desempeñan un papel crucial en la representación de nuestros propios estados subjetivos de sentimiento y el procesamiento afectivo del dolor en condiciones de no empatía de experiencia 'de primera mano' de la emoción, es decir, cuando experimentamos dolor nosotros mismos. Esto apoya la noción de que empatizar con otros activa la red neural subyacente a esta emoción específica en el que empatiza. En otras palabras, cuando queremos entender cómo se sienten otros al sentir dolor, activamos las mismas redes neurales que son cruciales para nuestros propios sentimientos de dolor.

Surge la pregunta de cuán isomórfica es la reacción empática del que empatiza con el proceso afectivo observado en otros. La mayoría de las investigaciones sobre la empatía del dolor realizadas con fMRI indican que las reacciones empáticas están conectadas con el componente afectivo del dolor, es decir, con la activación de la CCA y la IA, más que con el componente sensorial del dolor asociado con la activación de la corteza somatosensorial. Sin embargo, otros estudios que utilizan estimulación magnética transcraneal (EMT), magnetoencefalografía (MEG) o potenciales evocados somatosensoriales (PES), revelaron que al empatizar con el dolor de otros, las cortezas somatosensoriales (SI y SII) también pueden activarse en áreas relacionadas con las vías de transmisión de la señal de dolor, lo que indica un 'espejo directo del sentimiento de dolor'. Estos hallazgos sugieren que tanto los componentes sensoriales (SI y SII) como afectivos (CCA e IA) del dolor probablemente están involucrados en el proceso de empatizar.

Procesamiento Descendente: La Toma de Perspectiva Cognitiva y la Teoría de la Mente

Ser testigo de las emociones de otros es algo frecuente. Dando por sentado el SNE, se podría asumir que compartimos constantemente las emociones de otros de forma inconsciente. En esta situación, la empatía se asemejaría a la mímica, es decir, una tendencia a sincronizar automáticamente expresiones afectivas, vocalizaciones, posturas y movimientos con los de otra persona. Compartir automáticamente las emociones de otros podría implicar estar continuamente en una especie de caos emocional debido a la incapacidad de distinguir entre nuestra propia emoción y la del otro; sin embargo, tal situación no ocurre.

Al empatizar con las emociones o sensaciones de otra persona (empatía afectiva), interviene la toma de perspectiva cognitiva (empatía cognitiva), que apoya nuestra capacidad para comprender las intenciones, deseos y creencias de otros. El primer paso de la toma de perspectiva cognitiva es distinguir entre nosotros mismos y los demás. En el siguiente paso, imaginamos cómo se siente otra persona y entendemos sus intenciones, deseos y creencias. Esta inferencia cognitiva del estado mental de la otra persona se conoce como mentalización o tener una Teoría de la Mente (TdM).

Se ha propuesto que el procesamiento descendente (top-down), en el que se involucran principalmente áreas de la corteza prefrontal, podría ser responsable de la toma de perspectiva cognitiva, lo que podría 'proteger' de la ejecución automática de un procesamiento similar a la mímica. En el momento en que intentamos comprender lo que siente otra persona, los circuitos neuronales autonómicos y somáticos responsables de compartir directamente sus estados emocionales podrían ser inhibidos.

Estudios utilizando fMRI han demostrado que cuando se les pedía a los participantes que consideraran el estado emocional de una persona mostrada en un dibujo animado o descrita en una historia, se activaban las siguientes regiones cerebrales: la corteza prefrontal medial (CPFM), la unión temporo-parietal (UTP), el STS y el polo temporal (PT). Estas regiones cerebrales participan en la toma de perspectiva cognitiva.

La corteza prefrontal medial, alrededor del área de Brodmann 9, ha sido implicada tanto en el compartir afectivo como en la Teoría de la Mente. Por lo tanto, es probable que las redes neuronales involucradas en la mentalización o TdM constituyan un sistema extendido que apoya la empatía. Además, hay evidencia de que la región alrededor del surco paracingulado en la CPFM contiene células fusiformes, una clase de grandes neuronas de proyección encontradas solo en grandes simios y humanos, que se cree que están involucradas en la coordinación de la actividad neural relacionada con la emoción y la cognición. En esta área, los circuitos neuronales involucrados en el compartir estados emocionales (empatía afectiva) podrían entrelazarse con aquellos que participan en la toma de perspectiva (empatía cognitiva).

En un estudio, se presentaron a los participantes frases escritas cortas que describían situaciones de la vida real propensas a inducir emociones sociales, y se les pidió que imaginaran cómo se sentirían sus madres si estuvieran en tales situaciones. Se demostró que en estos individuos se activaban la CPFM, la corteza prefrontal ventromedial (CPFVM) y el LPI derecho.

Estudios de imagen cerebral funcional en individuos con autismo han encontrado evidencia de activación cerebral anormal en la CPFVM, la CCA, la UTP y el PT durante tareas diseñadas para elicitar respuestas cognitivas sociales. Curiosamente, estudios en personas con trastornos del espectro autista (TEA) indican que la CPFVM, los giros cingulados anteriores y la UTP exhiben valores reducidos de anisotropía fraccional (AF), un indicador del diámetro y la densidad de las fibras, la mielinización y las características macroestructurales de las fibras de materia blanca. Todas estas estructuras están implicadas en procesos cognitivos sociales, como la TdM. Además, estos individuos presentan una disfunción del SNE asociada con una deficiencia conductual en el reconocimiento y el compartir emociones con otros. Este deterioro puede reflejar una disfunción tanto del procesamiento ascendente como del procesamiento descendente en personas con TEA.

También hay evidencia clínica de que el daño frontal (la corteza frontopolar) puede resultar en una capacidad deteriorada para la toma de perspectiva. En tales casos, la regulación descendente a través de las funciones ejecutivas ya no está activa. Sin embargo, el SNE aún podría estar activo, lo que puede llevar a la mímica o al efecto camaleón. Por otro lado, el nivel de ansiedad e incomodidad de tales personas podría ser mayor, lo que puede llevar a un malestar personal. Efectos similares se observan también en niños pequeños en quienes la corteza prefrontal es inmadura. Por ejemplo, los bebés comienzan a llorar cuando escuchan a otros bebés llorar.

También se observa un patrón atípico de activación en áreas cerebrales relacionadas con la empatía en algunos trastornos mentales. Se ha informado que los adolescentes con trastorno de conducta agresivo de inicio en la infancia (TC) no muestran activación en regiones neurales que contribuyen a la autorregulación y metacognición (incluido el razonamiento moral), como la CPFM, la UTP y la corteza orbitofrontal lateral (COFL), y exhiben activación en la ínsula y el giro precentral al observar situaciones en las que se infligía dolor intencionalmente. Se ha propuesto que los adolescentes con TC podrían ser más propensos a responder agresivamente porque su mímica empática podría producir altos niveles de malestar. Sus deficiencias en las reacciones a situaciones dolorosas también sugieren una falta de toma de perspectiva cognitiva. Estos hallazgos indican que los adolescentes con TC podrían tener disfunciones en el procesamiento descendente de la información que induce empatía.

Factores que Modulan la Empatía

La mayoría de los estudios de fMRI han demostrado que el cerebro empático se activa cuando los participantes ven videos que muestran situaciones en las que se experimenta dolor, observan caras que expresan dolor, u observan imágenes de dibujos animados de situaciones dolorosas, por ejemplo, atrapando un dedo en una puerta o aplastando un dedo del pie bajo un objeto pesado. Estas respuestas cerebrales empáticas varían dependiendo de factores moduladores como la intensidad de la estimulación o la emoción mostrada.

Se registraron activaciones más fuertes en la IA y la CCA en situaciones en las que los participantes observaron imágenes que mostraban las caras de pacientes con dolor agudo en lugar de crónico, o cuando observaron una aguja penetrando profundamente partes del cuerpo (calificado como alta intensidad de dolor), en lugar de simplemente rascar la superficie de la piel (calificado como baja intensidad de dolor). Cuanto mayor es la intensidad de la estimulación del dolor o su expresión facial, mayor es el nivel de activación cerebral empática observado.

Otro factor que modula el nivel de empatía es la relación entre el sujeto observado y la persona que empatiza. Se encontró que cuando la persona que empatizaba estaba relacionada con el individuo que sentía dolor o cuando su relación era de naturaleza emocional, el nivel de actividad en la CCA y en la IA era mayor. Sin embargo, cabe señalar que la activación de las áreas mencionadas también ocurre cuando empatizamos con un extraño o una persona con la que no estamos relacionados.

La respuesta humana al dolor de otros también puede ser modulada por la situación y su contexto. Se mostraron a los participantes videoclips que mostraban las caras de pacientes con enfermedad neurológica (Tinnitus aurium) mientras escuchaban sonidos desagradables en el marco de la terapia. La respuesta cerebral empática fue mucho menor cuando los participantes estaban convencidos de que el dolor se infligía con un propósito terapéutico. En otro experimento de fMRI, se mostraron a los participantes imágenes de una mano o manos siendo perforadas con una aguja. Luego, para desviar su atención de la situación dolorosa, se les pidió que contaran el número de manos. La tasa de activación de áreas cerebrales particulares (CCA, IA) fue significativamente menor en el segundo caso, mostrando que los procesos de atención afectan el nivel de empatía, y la distracción lo reduce.

Curiosamente, las características de la persona que empatiza, su experiencia o profesión también afectan el proceso de empatizar. Se encontró que el nivel de empatía del dolor era menor en un acupuntor que en personas de un grupo de control, lo que indica una sensibilidad al dolor disminuida en aquellos involucrados en la terapia del dolor.

Otro factor significativo que modula la empatía es el sexo, tanto de la persona con la que se empatiza como de la persona que empatiza. Se notó un mayor nivel de actividad en la amígdala, la CCA y en la corteza somatosensorial cuando los participantes observaron dolor expresado en las caras de hombres en lugar de mujeres. Se observó una fuerte activación en la amígdala tanto en hombres como en mujeres. Se podría asumir que la observación de una expresión de dolor en el rostro de un hombre es una señal distintiva de una amenaza que puede llevar al condicionamiento del miedo, del cual la amígdala es principalmente responsable.

Debido al estereotipo del papel de la mujer en inspirar armonía o crear un hogar amoroso, las mujeres son percibidas como más empáticas que los hombres. Los resultados de varios estudios parecen confirmar esta suposición. Por ejemplo, estudios sobre el llanto reactivo de los bebés (el bebé comienza a llorar porque otros bebés lloran) como una manifestación primitiva de la empatía muestran que las bebés se comportan de esta manera con más frecuencia que los bebés varones.

Las reacciones de hombres y mujeres pueden variar dependiendo de las características de la persona con la que están empatizando. Se encontró que tanto hombres como mujeres empatizan con el dolor de individuos a quienes observaron jugando de manera justa en un juego de inversión monetaria antes del estudio de fMRI. Recibir descargas eléctricas leves por parte de esos individuos evocó activaciones en áreas cerebrales asociadas con el dolor y la empatía en ambos sexos. Sin embargo, cuando la descarga se administró a individuos que jugaron de manera injusta, los cerebros de los hombres no mostraron un aumento de actividad en las áreas del dolor relacionadas con la empatía. Además, se observaron altos niveles de actividad en las regiones cerebrales asociadas con la recompensa, a saber, el área tegmental ventral (ATV) y el núcleo accumbens (NA). Curiosamente, la magnitud de este efecto se correlacionó positivamente con la intensidad del deseo de venganza, admitido en un cuestionario completado después del experimento. Esto sugiere que las reacciones empáticas en los hombres están moldeadas por la justicia percibida de los demás, e incluso podrían obtener satisfacción al ver castigado al individuo injusto. En contraste, la reacción cerebral de una mujer al ver al individuo injusto recibir la descarga fue similar (aunque ligeramente más débil) a la mostrada hacia el jugador justo.

Registros de EEG y MEG, y más recientemente, el uso de morfometría basada en vóxeles (MBV), han demostrado diferencias neuroanatómicas y neurofisiológicas entre los sexos en el SNE. La MBV reveló que la pars opercularis de la corteza prefrontal y el lóbulo parietal, es decir, las áreas en las que se localizan las neuronas espejo, contienen más materia gris en las mujeres que en los hombres. Además, los cambios en la actividad de estas neuronas medidos por MEG en la banda de frecuencia mu (~20 Hz) fueron mayores para las mujeres que para los hombres al observar situaciones relacionadas con el dolor, lo que puede indicar que, en términos de características neuroanatómicas y mecanismos neurofisiológicos, las mujeres están adaptadas para empatizar fuertemente con otros. Se puede especular que esta adaptación está relacionada con su papel de madre y les permite reconocer y empatizar rápidamente con las emociones de los niños, y en consecuencia, reaccionar de manera más rápida y precisa, especialmente en situaciones amenazantes. Esta habilidad se conoce coloquialmente como la 'intuición' femenina. La actividad de las neuronas espejo en las mujeres puede ser de tal magnitud que su inhibición por el área prefrontal es insuficiente, lo que lleva a un procesamiento ascendente más efectivo que en los hombres.

Comparativa de Procesamiento Empático

Preguntas Frecuentes sobre la Empatía Neurológica

¿Qué son las neuronas espejo y cuál es su papel en la empatía?

Las neuronas espejo son células cerebrales que se activan tanto cuando realizamos una acción como cuando observamos a alguien más realizarla. En el contexto de la empatía, se cree que forman parte de un sistema que nos permite 'reflejar' o simular internamente las acciones y emociones de otros, facilitando así el compartir afectivo directo.

¿Cuáles son las principales áreas cerebrales involucradas en la empatía?

La empatía involucra una red compleja de áreas cerebrales. Las principales incluyen el sistema de neuronas espejo (en el giro frontal inferior y lóbulo parietal inferior), la corteza cingulada anterior (CCA), la ínsula anterior (IA), la corteza prefrontal medial (CPFM), la unión temporo-parietal (UTP), el surco temporal superior (STS) y el polo temporal (PT). La CCA y la IA son clave para el componente afectivo, mientras que la CPFM, UTP y PT son más relevantes para el componente cognitivo.

¿Cómo se diferencia la empatía de la mímica?

La mímica es una sincronización automática de expresiones y movimientos. Si bien el procesamiento ascendente de la empatía, basado en sistemas de espejo, puede parecer similar a la mímica, la empatía completa, especialmente en adultos, involucra el procesamiento descendente de toma de perspectiva. Este último nos permite distinguir entre nuestras propias emociones y las de otros, evitando el 'caos' emocional que resultaría de una mímica pura.

¿La empatía es siempre un proceso automático?

No, la empatía implica tanto procesos automáticos (ascendentes) como procesos controlados (descendentes). El procesamiento ascendente, mediado por sistemas de espejo, es más automático y se relaciona con el compartir directo de emociones. El procesamiento descendente, relacionado con la toma de perspectiva y la Teoría de la Mente, es más consciente y permite la comprensión y la modulación de la respuesta empática.

¿Qué factores pueden influir en el nivel de respuesta empática de una persona?

Diversos factores modulan la empatía, incluyendo la intensidad de la emoción observada (mayor intensidad, mayor respuesta), la relación con la persona (mayor empatía hacia seres queridos), el contexto de la situación (menor empatía si el dolor tiene un propósito terapéutico), la atención (la distracción reduce la empatía), la experiencia o profesión (profesionales de la salud pueden mostrar menor respuesta afectiva) y el sexo (las mujeres tienden a mostrar mayores respuestas empáticas en algunas medidas, mientras que la empatía en hombres puede ser más sensible a la justicia percibida).

Conclusiones Neurobiológicas

Los estudios neurobiológicos sugieren que existen al menos dos modos de procesamiento de la información en la empatía: ascendente (bottom-up) y descendente (top-down). El sistema de neuronas espejo probablemente está involucrado en el primero, el modo de procesamiento automático. Estudios de neuroimagen indican que las mismas áreas del cerebro se activan cuando las personas experimentan sus propias emociones y cuando observan tales emociones en otros. Compartir un estado emocional con otros es, por lo tanto, un aspecto importante de la empatía. La CCA, la IA y la corteza somatosensorial participan en este proceso.

La comprensión de los sentimientos de otros mediante la adopción de su perspectiva es otro factor vital en la empatía. Por lo tanto, cuando intentamos comprender lo que sienten otros, las vías neurales autonómicas y somáticas responsables de empatizar con el estado emocional de otros pueden ser inhibidas por circuitos descendentes que involucran principalmente áreas prefrontales del cerebro.

Varios factores moduladores afectan el nivel de respuesta empática. Aumenta cuando el dolor observado es mayor, ocurre repentinamente, o cuando la persona con la que empatizamos es cercana o similar a nosotros, y cuando el dolor se inflige con un propósito no terapéutico. Además, el sexo del observador también es importante; las mujeres suelen tener un mayor nivel de empatía que los hombres, independientemente de si les gusta o no la persona con la que empatizan. Las respuestas empáticas en los hombres dependen de la justicia percibida de los demás.

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