La llamada ley de Hebb, propuesta por el neuropsicólogo Donald Hebb, afirma que las conexiones sinápticas se fortalecen cuando dos o más neuronas se activan de forma contigua en el tiempo y en el espacio. Al asociarse el disparo de la célula presináptica con la actividad de la postsináptica tienen lugar cambios estructurales que favorecen la aparición de asambleas o redes neuronales.
En este artículo analizaremos los principales planteamientos de esta teoría, que tuvo una influencia seminal en la neuropsicología: entre otros aspectos, se considera que la regla de Hebb inspiró el concepto de potenciación a largo plazo y los modelos de redes neuronales que explican el aprendizaje y la memoria.
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Rol de la plasticidad neuronal en el aprendizaje
Desde el punto de vista de las neurociencias, la base biológica del aprendizaje reside en la plasticidad neuronal. Este concepto hace referencia a la capacidad que tiene el sistema nervioso de modificar la naturaleza y la fortaleza de las sinapsis, es decir, las conexiones entre neuronas que permiten la transmisión de impulsos electroquímicos.
En las últimas décadas ha adquirido una gran popularidad y un fuerte apoyo científico la hipótesis que defiende que nuestro cerebro almacena información en redes neuronales. La estructura del sistema nervioso y las relaciones entre sus elementos constituyen la información que procesamos; el recuerdo, por su parte, consiste en la activación de estas redes.
El origen de este tipo de planteamientos se remonta directamente a una hipótesis concreta: la teoría de la asamblea celular de Donald Hebb. El estudio de las redes neuronales, que constituye un marco de trabajo nuclear en la neurociencia cognitiva actual, se ha desarrollado en torno a los principios básicos propuestos por este autor.
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La ley de Hebb (o Teoría de la asamblea celular)
En el año 1949 el psicólogo Donald Hebb publicó el libro “La organización de la conducta”, donde desarrolló una teoría pionera sobre las bases neurales del aprendizaje. Si bien la propuesta de Hebb lleva por nombre “Teoría de la Asamblea Celular”, normalmente se hace referencia a ella a través del término por el que se conoce a su principio básico: la ley de Hebb.
La regla de Hebb plantea que si dos neuronas están activas aproximadamente al mismo tiempo sus conexiones se fortalecen. En concreto, Hebb afirmó que si el axón de la neurona A está suficientemente cerca de la célula B y contribuye de forma repetida a dispararla, ciertos cambios estructurales o metabólicos aumentarán la eficacia de tal sinapsis.
En concreto, esto provocaría la aparición de botones terminales, o el agrandamiento de otros ya existentes, en el axón de la neurona presináptica; estos se encontrarían en contacto directo con el soma de la célula postsináptica. La asociación física y funcional entre distintas neuronas daría lugar a engramas o asambleas celulares -hoy en día “redes neuronales”.
De este modo, cuanto más fuerte sea la contingencia entre la activación neuronal y un determinado tipo de estimulación, mayor será la probabilidad de que las redes neuronales relevantes disparen impulsos al volver a producirse el estímulo. Esto explica también por qué la práctica o el repaso dificultan que las sinapsis se debiliten (como sucede en el olvido).
Para que esto suceda, propuso Hebb, es necesario que la primera neurona se active inmediatamente antes que la segunda; si el disparo neural se produce al mismo tiempo en ambas células, en cambio, no se da causalidad en la sinapsis, por lo que la conexión no se fortalecería del mismo modo.
No obstante, esta ley explica sólo el fortalecimiento de las asociaciones, y no su formación. Así, el aprendizaje se basa en la consolidación de sinapsis preexistentes, determinadas fundamentalmente por variables de tipo biológico y genético. Según Hebb cada circuito neuronal se puede relacionar de forma directa con una actividad aprendida.
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Influencia de este modelo neuropsicológico
La propuesta de Hebb tuvo un fuerte impacto en la neuropsicología,llegando a constituir el núcleo de muchos planteamientos desarrollados en las décadas posteriores, y sigue siendo una referencia muy importante en este campo en la actualidad.
A principios de los años 70 se descubrió la existencia de un mecanismo muy relevante para el aprendizaje: la potenciación a largo plazo, que consiste en la consolidación de los recuerdos a través de la experiencia repetida. Así, la memoria a corto plazo se asienta por cambios estructurales (expresión de genes, síntesis de proteínas y cambios en las sinapsis).
La validación de este modelo dio apoyo a la tesis fundamental de Hebb, determinando las bases biológicas concretas que explican su ley. Hoy en día también sabemos con certeza que la potenciación a largo plazo se limita exclusivamente a las neuronas que están activas a la vez, y que si varias sinapsis convergen en la misma neurona estas se fortalecen aún más.
Una de las aplicaciones más recientes de la regla de Hebb se relaciona con las neuronas espejo, que se activan tanto cuando ejecutamos una conducta como cuando vemos a otro ser vivo haciendo lo propio y se entienden como la base de la empatía y de la teoría de la mente. Se ha descubierto que las sinapsis relevantes se fortalecen siguiendo la ley de Hebb.
