miércoles, 1 de febrero de 2017

Cibernética de segundo orden y neurociencia

Rodrigo González, 2017.

Cibernética de segundo orden y neurociencia

Varias décadas después del surgimiento de la cibernética, comenzó a surgir una versión crítica de la misma. Muchos de los descubrimientos de la cibernética y la teoría de la información habían servido a fines militares. Pero la vida tenía una característica que se resistía a ser imitada por los modelos matemáticos y computacionales, la capacidad para autorganizarse. La vida goza de una autonomía sorprendente pese a la interdependencia que tiene con el entorno. Los cibernéticos ya sabían que ningún sistema podía funcionar sin instrucciones o referencias externas, esto vino a ser reforzado por los descubrimientos de Godel y Turing, es el observador quien determina el propósito del sistema observado, si nosotros, como seres vivos, no somos concientes del propósito al que dirigimos nuestros sistemas cibernéticos, entonces ¿Quién los está determinando? A partir de dicho momento, las teorías de sistemas  se introdujeron con fuerza en el campo de las ciencias sociales y el estudio de las lógicas de poder. Los cibernéticos ya no solo se preguntaban cómo es la dinámica del sistema, sino también cómo generamos los sistemas. Se comenzó a hablar de una cibernética de segundo orden, donde se introducía la lógica constructivista del observador como parte del sistema, abriendo así una intensa discusión ética, política y epitemológica.

La cibernética de segundo orden nos lleva a una pregunta básica ¿Quién es este observador?... si reflexionamos un poco nos daremos cuenta que la vida humana es extremadamente compleja, como ya se ha explicado somos nuestros átomos, células, nuestro organismo, nuestro ecosistema, nuestro planeta, etc. Sin embargo, la mayor parte del tiempo no somos concientes de estos diversos niveles de organización constituyentes de nuestra vida.

La biología moderna, derivada de las leyes de la termodinámica clásica, postulaba que toda estructura adquiere su forma por la información que extrae de estructuras anteriores, de ello se deriva la visión epigenética, que entiende toda información como el despliegue de otra. Por lo tanto, debemos entender que las formas biológicas son en sí mismas una forma de lenguaje no verbal en constante flujo. Como diría Latour, “No hay información solo transformación” (De Grande, 2013).

Gregory Bateson (1998; 1980) se dio cuenta que los sistemas no solo tendían a reproducir pautas de información, además contaban con una increíble capacidad para crear nuevas pautas de información cuando establecían redes entre los circuitos informáticos del medio interno y externo. La cibernética de segundo orden indicaba que el organismo y el observador se influían mutuamente integrándose mutuamente en bucles comunicativos y que, por lo tanto, la configuración de sus estructuras estaba inseparablemente unida al fenómeno conciente.

Uniendo los principios de la epigenética con los de la autorganización, Bateson calló en cuenta que la mente es un proceso vital consistente en interacciones comunicativas, principalmente redes de comunicación no verbal, que permite que el patrón de organización del sistema se encarne en una estructura determinada. Por eso Bateson, entendía el espíritu es un proceso organizador de la vida, en virtud del cual dos o más fuentes de información se pueden unir o distinguir para formar nuevas estructuras informáticas.

En tanto interactuamos con el mundo natural como seres concientes, sea a nivel atómico, galáctico, celular o como organismo, todo proceso organizado pueden participar de nuestra espiritualidad. En cierto modo, involucrar a todo el mundo natural en nuestro proceso vital es inevitable pues es imposible no comunicar, aunque los sistemas no tengan la intensión de enviar información, no verbalmente siempre están emitiendo mensajes de valor cero. Como postula la ecología de la mente (Bateson, 1998), dado que el universo está organizado en diversos niveles de complejidad, cada uno de estos niveles de complejidad tiene una mente, está constituido por mentes y son parte de una mente mayor. De cierto modo, el ego individual es sólo el aspecto perceptible de un sí mismo mayor.

Desde los estudios de Bateson, la conciencia se ha vuelto un objeto de estudio central dentro de la biología. En sus tiempos, las propuestas de Bateson sonaban extrañas, pues la ciencia aun entendía la conciencia como un epifenómeno que emerge del mundo físico, y tenía dificultades para explicar la emergencia de procesos físicos a partir de procesos mentales. En este sentido, abundaron modelos que establecían un paralelo dualista entre el funcionamiento del cerebro y la computadora, aduciendo que el cerebro es como un procesador en paralelo y que distintas partes del cerebro desempeñarían distintas funciones, en forma similar a los componentes de un hardware (Varela, Thompson y Rosch, 1991). Dentro de este campo de estudio destacamos varios descubrimiento, por ejemplo, se ha descubierto el rol que desempeña la amígdala en emociones como el miedo, los núcleos de accumbers se han asociado al placer y las adicciones, las neuronas espejo a la capacidad para comprender estados mentales de otros y los lóbulos prefrontales a la capacidad para reflexionar y regular la conducta, etc (Goleman, 2003).

Se han identificado múltiples zonas del cerebro relacionados con distintos fenómenos espirituales, tales como los lóbulos temporales (Persinger, 2003), las vías dopaminérgicas (Tritsch, Ding y Sabatini, 2012), la ínsula izquierda, el lóbulo parietal y la corteza cingulada anterior, corteza prefrontal (Beauregard y Paquette, 2006; Newberg, Alavi, Baime, Poudehnad, Santanna y d´Aquili, 2001) o la glándula pineal (Bardasano, 1978; López-Muñoz, Marín y Álamo, 2010).

No obstante, el entusiasmo de aquellos que asemejaban el cerebro al computador se fue paulatinamente diluyendo. Como argumenta David Chalmers (1995), el principal problema de dichos modelos es que no logran resolver el problema duro de la conciencia, el tema de la sensibilidad cualitativa o qualia. Tales declaraciones generaron un intenso debate en los círculos académicos, destacándose la reacción de autores como Dennett, Varela, Penrose, Pribram, Edelman y Searle.

John Searle (1996) cree que efectivamente la conciencia puede ser una propiedad emergente del cerebro, sin embargo, se pregunta al igual que Chalmers “¿Cómo es posible que disparos neuronales físicos, objetivos, cuantitativamente describibles, provoquen experiencias subjetivas, cualitativas, privadas?” por lo mismo, Searle indica que la mente sigue siendo un misterio para la ciencia. Aunque muchas personas defienden la “inteligencia artificial fuerte” y siguen creyendo en la relación mente-software en forma estricta, la verdad es que –según Searle- la computadora solo puede simular los procesos mentales pero no generarlos. Pues la computadora es meramente una máquina que maneja signos formales, es decir, un sistema sintáctico de operaciones, pero la conciencia no es solo aquello, sino que maneja significados o contenidos. En realidad, la sintáxis tampoco es intrínseca a la física del sistema computacional, sino que es el ser humano el que interpreta el funcionamiento de la máquina como signos con significados. Por lo tanto, la computación, en términos estrictos, solo existe en medida que exista algún agente que realice una interpretación computacional a dichos eventos físicos.

Roger Penrose (2009) adopta una posición más extrema que la de Searle, sosteniendo que el mundo computable de la física clásica es incapaz de explicar los aspectos no-computables de la mente y que, por consecuencia, no pueden ser simulados por una computadora. Como prueba de su teoría, Penrose  recurre al teorema de incompletud de Godel, que demuestra que podemos contemplar concientemente la respuesta correcta a un enunciado de un modo que no podría hacerlo un algoritmo, pues el algoritmo procesa la información pero no puede apreciar aspectos cualitativos del mismo (por ejemplo no aprecia entre verdad o falsedad). Penrose también descarta una visión simplista que entiende que cualquier sistema que almacena información sobre sí mismo puede ser conciente.


¿Cómo podía la cognición ser un elemento central de la vida? Y, antes qué esto ¿Cómo explicamos la relación entre la conciencia y la biología? Física, psicología y biología se convocaban en un campo de estudio que se creía gobernado por el misterio, o si se quiere por la religión y filosofía.

Hay un consenso general en que el sistema nerviosos cumple una función decisiva para la emergencia de fenómenos concientes en los seres humanos, probablemente otros animales cordados cuenten con un tipo de conciencia diferente, e inclusive, parece ser que las plantas también son capaces de percibir estímulos y comunicarse (Bose Institute, 1958; Backster, 1968). Pero nos concentraremos en los seres humanos, pues aquello es lo que más nos interesa.

Como se ha explicado, los cibernéticos describieron y modelaron el funcionamiento de redes neuronales mediante complejos sistemas informáticos que incluían reentrada de información. Todo indicaba que los descubrimientos sobre las neuronas y las redes neuronales resultaban coherentes con estos avances de la cibernética. Por ejemplo, Donald Hebb (1985; Hebb y Thompson, 1954) descubrió que las sinapsis aumentaban su eficacia por la acción conjunta y reiterada de redes neuronales. Jean-Pierre Changeux (Changeux, Courrege y Danchin, 1973) descubrió que el desarrollo de las neuronas se estructura en sucesivas fases de proliferación sináptica y una selección de conexiones más usadas. Roger Sperry (1961) descubrió que ciertas partes del cerebro escindido podían funcionar una sin conciencia de la otra cuando se cortaban las conexiones entre ellas. Edelman (2000) y Varela (2000) descubrieron que regiones distantes del cerebro mostraban mayor coherencia cuando la persona se encontraba conciente de los estímulos que se le presentaban. Karl Lashley y Karl Pribram han demostrado que tras la disección de un trozo de cerebro la organización nerviosa restante puede asumir las funciones de todo el sistema previamente existente, como si las funciones concientes tuvieran una representación cortical múltiple (Pribram y Ramirez, 1981).

Todas estas investigaciones apuntaban en una misma dirección, según parece, el estado de conciencia ordinario es producto de la activación cerebral continua, diversa e interrelacionada, y no el resultado de estados físicos discretos e independientes. Algunos dicen que la actividad conciente responde a un modelo de versiones múltiples en acción (Dennet, 1995), otros que se relacionaba con la acción en red de varios grupos neuronales y no con la actividad aislada de ciertas partes del cerebro. Como explican Edelman y Tononi (2000), la conciencia no es un estado físico determinado, sino un proceso interactivo, que involucra un núcleo dinámico completo. Es decir, un grupo funcional de grupos neuronales que en un momento dado están interactuando mucho más entre si que con el resto del cerebro.

Benjamín Libet (2004) reveló que los estímulos débiles requerían una estimulación constante (de casi medio segundo) antes de producir una experiencia sensorial consciente. Específicamente, requiere la activación sincrónica de las neuronas a una velocidad de 40 disparos por segundo (Crick, 1994). También se descubrió que el sistema nervioso siempre se encontraba con un nivel base de actividad aunque no se le estimulara y que si se presentaba un estímulo monótono las distinciones perceptuales tendían a desaparecer (Zubek, 1969). Estos antecedentes nos indican que la emergencia de fenómenos concientes en los núcleos dinámicos se dan gracias a la constante reentrada de información entre las áreas que median en la memoria valor categorial y aquellas que participan en la categorización perceptiva de estímulos sensoriales de diversas modalidades y matices áreas dispuestas en las más diversas áreas del cerebro. El núcleo dinámico no puede descomponerse en subespacios independientes sin que se pierda parte de la información, puesto que la integración de distintos grupos neuronales funciona como espacio neuronal de referencia sobre el cual se discrimina un estado determinado de otros quale, así por ejemplo, podemos distinguir un color de otros, y de otras sensaciones como las formas, los sonido, el dolor o el sabor (Edelman y Tononi, 2000).

Hemos de entender que el cerebro, al igual que cualquier otro instrumento de medición, no es más que una parte del universo físico. Como se ha indicado, las escalas de tiempo, temperatura y materiales dispuestos en el sistema nerviosos hacen posible hacen posibles fenómenos de coherencia cuántica (Kauffman, 2013). Así, nuestras estructuras biológicas pueden colapsar las funciones de onda al interactuar con su observación en los procesos en que está participando (Stapp, 2011). Siguiendo esta línea argumental, destacamos algunos modelos que dan cuenta de fenómenos concientes.

Un día, mientras  Stuart Hameroff (Huston y Pitney, 2014) observaba la división de unas células en el microscopio, se dio cuenta que una pequeñas fibras llamadas microtúbulos lograban separar los cromosomas “en una elegante danza que tenía que ser perfecta”. Entonces se preguntó ¿Cómo hacían estas pequeñas estructuras moleculares para coordinarse en forma tan perfecta? Más adelante descubrió que las neuronas estaban llenas de microtubulos y que cuando se aplicaban anestesias los microtúbulos de sus neuronas eran afectados, entonces se le ocurrió que esos microtúbulos podían desempeñar una función en la emergencia de fenómenos concientes.


Paralelamente Penrose (2009) buscaba algún fundamento físico para procesos no-computables apelando a la teoría de gravedad cuántica. Según la gravedad cuántica, cuando se da un proceso de superposición cuántica el espacio-tiempo se encuentra en un estado de indeterminación, mientras no se acumula un potencial de energía suficiente para la generación de un  gravitrón (quantum de gravedad). Debido a la semejanza entre dicho proceso indeterminado y el fenómeno conciente, Penrose cree que debe existir algún mecanismo cerebral que genere este estado de indeterminación.

Hameroff y Penrose (Huston y Pitney, 2014) se reunieron y, analizando en profundidad la situación, se dieron cuenta que dicho estado indefinido dado entre la liberación de cada grabitrón, se puede dar en los microtúbulos neuronales, permitiendo el registro de información física del medio. El entrelazamiento cuántico entre las tubulinas del microtúbulo permitiría la formación de estados macroscópicos de coherencia cuántica, mientras se da el proceso de transición cuántica. Siendo más específicos, existiría un agente proteico asociado a los microtúbulos que permanece sin actividad, hasta que se alcanza un elevado nivel de coherencia en el microtúbulo, provocando un desplazamiento de las proteínas, que desencadena un incremento de energía superior a un grabitrón, es decir, capaz de generar cambios biofísicos. En términos simples, para Roger Penrose y Stuart Hameroff la conciencia tendría una forma de existencia material en otra dimensión. Dicho estado se origina por el funcionamiento biofísico del cerebro, y recíprocamente, el estado conciente puede inducir efectos físicos en nuestro tiempo-espacio.


En una escala un poco mayor, John Eccles y Friedrich Beck (Eccles, 1992; Eccles y Beck, 1992; Beck, 2008) explican que existen dos patrones de organización cortical: la organización horizontal estratificada en seis niveles y la organización vertical alineadas en columnas cilíndricas. Cada una de los modulos neurales verticales (véase imagen cilíndrica de los dendrones en la parte izquierda la imagen y los distintos tipos de neuronas que la componen en la derecha) pueden funcionar como túneles cuánticos que traducen fenómenos psíquicos en sinapsis. En otras palabras, la conciencia humana puede afectar el funcionamiento de los túneles cuánticos de electrones encontrados entre las bicapas lipídicas de las vesículas sinápticas y la membranas presinápticas, disparando el proceso de exocitosis, iniciando la transmisión de información desde la neurona a otra. Según Eccles su hipótesis sináptica implica que la consciencia no se ocupa pasivamente de la interpretación de datos, sino que desempeña una búsqueda activa, integrando interpretaciones de muchas áreas diferentes del cerebro (Eccles, 1992; Eccles y Beck, 1992; Beck, 2008).




En una escala aun mayor, Karl Pribram (Pribram y Ramirez, 1981) había descubierto que muchos fenómenos concientes como la memoria o el aprendizaje tienen una representación cortical múltiple. Más aun, se dio cuenta que tras re-localizar de distintas zonas corticales no se observaran desordenes significativos en la programación funcional de la conducta. En búsqueda de una respuesta, Karl Pribram encontró en los estudios sobre holografía de Dennis Gabor, una práctica analogía para explicar el funcionamiento de las redes neurales. Quizás el cerebro puede funcionar como un holograma donde cada una de las partes contiene información redundante sobre el funcionamiento de todo el sistema. En la imagen de más arriba se puede ver un símil entre holograma de Fourier y esquema del sistema nervioso. En ambos casos se puede identificar un plano de entrada, un plano de transformación, y un plano de salida del sistema. El cerebro, no solo procesa un lenguaje verbal, sino que también imágenes. Lo importante de esta idea es que a diferencia de los programas, que se guían por principios lógicos y objetivos, las imagenes pueden comprenderse holísticamente (como totalidades) y tienden a valorarse según criterio de bondad de carácter heurístico. No obstante algunas preguntas aun rondaban en la mente de Pribram, después de todo “¿Quién miraba el holograma?” Hasta que un día se cuestionó “¿Y si el mundo real no está hecho después de todo con objetos? ¿Y si es un holograma?”. Entonces descubrió que Bohm especulaba con que el universo podría parecerse a un holograma. Bohm explica que mediante lentes (como el telescopio o el microscopio) la ciencia había objetivado la naturaleza. Por otra parte, Pribram especulaba sobre la posibilidad de que el cerebro funcionara en forma similar a un sistema óptico interpretando frecuencias de otras dimensiones. Bohm y Pribram especulan con que los estados de coherencia cuántica y el funcionamiento del cerebro podrían cohesionarse por medio de interacciones no locales formando un todo.

En un nivel de análisis aun mayor, Francisco Varela explica que la cognición es un proceso vital enactivamente encarnado, esto quiere decir que todo contenido conciente es inseparable de la conducta sensorimotriz que ejerce el organismo sobre su entorno interno y externo. Internamente, el sistema nervioso, está inseparablemente integrado a otros sistemas como el sistema hormonal, circulatorio o el sistema inmunológico (Varela, 2000; Varela, Thompson y Rosch, 1991). El cerebro tiene la capacidad de cartografiar el espacio ocupado por el cuerpo al moverse, formando un mapa del cuerpo, que integra el espacio peripersonal y el esquema corporal. El mapa corporal no termina cuando se acaba la carne, sino que se difunde por el mundo, mezclándose con las representaciones de elementos con los que se mantiene una interacción, como un caballo en caso de un jinete, la pareja en el caso de un matrimonio, una herramienta en caso de un trabajador, o una estrella en el caso de un astrónomo (Blakeslee y Blakeslee 2009).

Es importante destacar las diferencias y similitudes entre el modelo Penrose-Hameroff, el modelo Bohm-Pribram, el modelo Eccles-Beck y el modelo de Varela: cada uno de estos modelos se enfoca en un nivel de análisis distinto (los microtúbulos, las sinapsis de los dendrones, sistema nervioso, cuerpo enactivo). Mientras que el modelo Bohm-Pribram y el modelo de Varela se entienden como procesos holísticos, los modelos  Penrose-Hameroff y de Eccles-Beck recurren al dualismo como medio explicativo, sin embargo, no se refiere al dualismo tradicional materia-mente, pues se argumenta que la mente es solo un estado distinto de existencia material. Ahora bien, no se debe entender que dualismo y holismo sean procesos incompatibles, ya que Pribram cree que responden a dos modalidades complementarias de procesamiento (analítico y sintético). Lo más destacado es que todos los modelos insinúan una íntima conexión entre el funcionamiento cerebral y el cosmos.

Considerando la relación cerebro-cosmos algunos autores proponen que la conciencia no se restringe al funcionamiento corporal. Chalmers se cuestiona la posibilidad de crear un ser que reproduzcan por completo el funcionamiento físico de los seres humano pero carente de experiencia cualitativa. La única solución que descubre Chalmers es que la experiencia conciente cualitatativa o qualia no sea una propiedad emergente de la materia, sino una propiedad ontológica de los sistemas físicos, toda materia tendría al menos una forma rudimentaria de conciencia (Clark y Chalmers, 1998). Riccardo Manzotti (2006) cree que la conciencia se encuentra esparcida por el cosmos… para que se presente un arcoíris no basta con el sol y la lluvia, es necesario que un espectador lo observe desde cierto angulo. Por tanto, no existe algo independiente de lo que es percibido, pues la conciencia está esparcida entre la luz del sol, la lluvia, los ojos, el cerebro, etc. y son todos estos elementos como conjunto los que generan la experiencia del arcoiris. El espectador no ve el mundo sino que es parte del mundo, participa en y de él.

BIBLIOGRAFÍA 

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