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A neurofunctional model of consciousness: Its neurophysiological and cognitive bases

Original title: Modelo neurofuncional de la conciencia: Bases neurofisiológicas y cognitivas
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Abstract

Interest in the causal relation between consciousness and the underlying neuronal activity has grown in recent decades. Numerous experimental studies have been carried out on the brain structures and networks underlying consciousness in animal models, in patients with brain damage and with very precise functional neuroimaging. In spite of the great multitude of findings, there is no theoretical proposal that integrates this knowledge under a coherent theoretical framework based on the evidence obtained. Existing theories offer a dismembered view of consciousness, since they pose causal explanations that do not include a global functional perspective of the interaction of the different brain networks involved in consciousness. This work offers a theoretical framework that integrates the empirical knowledge, generated in recent decades, into a neurofunctional model of consciousness. This model represents consciousness as an epiphenomenon resulting from the sequential activation of different neural loops that are formed by specific brain structures and networks which receive feedback from their own operations in order to reconfigure their own functional states and the entire system. The ascending reticular activating system, the thalamocortical networks and the cortico-cortical networks sustain cognitive processes that are differentiated, although highly dependent and fundamental for the final experience of consciousness. All these systems form a single physiological space where the individual can deploy different cognitive skills that allow the emergence of complex behaviours such as language, thought and social cognition.

Publication Information

Output type

Research Output:
Contribution to journal
Article
Peer-review

Original language

Spanish

Pages from-to (Number of pages)

Pages 159-166 (8 pages)

Journal (Volume, Issue Number)

Revista de Neurologia (Volume 69, Issue 4)

Publication milestones

  • Published - 16/08/2019

Publication status

Published - 16/08/2019

ISSN

0210-0010

Publication IDs

  • Scopus: 85071461906
  • PubMed: 31334559

Funding Details

El primer bucle neuronal del modelo neurofuncio-nal se encuentra constituido por el sistema activa- dor reticular ascendente y sus conexiones con los núcleos no específicos del tálamo [16] y el hipotála-mo [62]. El sistema reticular activador ascendente se encuentra en el tronco del encéfalo [61], y pre-senta conexiones con el hipotálamo [62] y con los núcleos no específicos del tálamo [16]. Mientras que la vía hipotalámica se ocupa de regular el tono muscular a través de la liberación de orexinas [61], los núcleos no específicos del tálamo pueden regular, incluso bloquear, los ritmos talamocorticales y la emergencia de la vigilancia, y, por tanto, los niveles de alerta y cualquier otro signo de conciencia [30]. De esta forma, el eje talámico NRT-NIL-NMT tiene capacidad suficiente para alterar los estados funcio-nales de la conciencia, incluso de inhibirlos [14]. Por tanto, el sistema troncotalámico controla la ac-tivación fisiológica del individuo y permite a las es-tructuras cerebrales superiores operar fisiológica-mente [6]. El segundo bucle estaría conformado por el tálamo, cuyas estructuras principales son los nú-cleos no específicos del tálamo y las conexiones bi-direccionales que mantienen prácticamente con toda la corteza y subcorteza cerebral [14]. El eje nuclear talámico NRT-NIL-NMT distribuye la infor-mación neuronal a través de todo el cerebro para que alcance cronométricamente a sus estructuras correspondientes [14]. Cada circuito cerebral for-mado por cada núcleo no específico del tálamo in-tegra y distribuye la información neuronal necesa-ria para regular un gran dominio cognitivo (el NRT regula los procesos atencionales; los NIL, los nive-les de alerta y la programación motora; y los NMT, los procesos mnésicos y emocionales), el cual es bá-sico para la experiencia de conciencia. Para una conciencia preservada y funcional, estos tres circui-tos cerebrales se integran en una única gran red cerebral, generando un espacio único fisiológico en donde el individuo puede desplegar diferentes ha-bilidades cognitivas que permitan la emergencia de conductas complejas como el lenguaje, el pensa-miento y la cognición social [58].