¿Existe alguna fórmula matemática
que pueda explicar cómo funciona el cerebro?
El neurólogo del University
College London, Karl Friston, cree que sí.
De comprobarse su teoría,
contaríamos con una herramienta que podría ayudarnos a descubrir los misterios
que se esconden detrás de enfermedades mentales como el alzhéimer o la
esquizofrenia y que también podría servir para construir máquinas realmente
inteligentes.
En un congreso de
neurocientíficos realizado en Mallorca, Punset habló con Friston sobre cómo
funciona la mente y sobre la diferencia sutil entre la genialidad la locura.
En cierto modo, cuanto más nos
acercamos a la genialidad
más nos acercamos a la locura.
Karl Friston
Eduard Punset:
Imaginen por un momento que (a
ver si les ha ocurrido alguna vez) de repente te invade una idea que te perfila
el carácter de una persona, te descubre algo esencial de una persona, de un
objeto o de un proceso; y no hay manera de saber cómo se me ha ocurrido, cómo
me ha venido esto a la cabeza.
Es curioso. ¿Les ha pasado esto
alguna vez? Los científicos lo llaman, a esto, criticalidad autoorganizada.
Karl Friston, es maravilloso
tenerte en el programa.
En primer lugar, me gustaría
preguntarte en qué consiste la noción de criticalidad autoorganizada.
De pronto notas algo y no sabes
por qué, y describís este fenómeno con un nombre muy complicado y complejo:
criticalidad autoorganizada. ¿A qué os referís?
Autoorganización
Karl Friston:
Creo que la autoorganización es
justamente lo que su nombre indica, es decir, la manera en la que algo se
organiza a sí mismo.
Y es tremendamente complicado
pero a la vez fundamental para explicar por qué estamos aquí.
Si te planteas lo que te
distingue de cualquier otro sistema autoorganizado, como por ejemplo un copo de
nieve, que no es un sistema autoorganizado biológico pero sí que presenta un
tipo de estructura y de autoorganización similar muy bonita…
Pues bien, está claro que hay
algo fundamentalmente distinto entre un copo de nieve y yo o un copo de nieve y
tú.
“¿Cómo nos movemos? ¿Cuáles son
las reglas o imperativos que lo rigen?“
Básicamente, los sistemas
biológicos (como tú y yo y el resto de sistemas biológicos que encontramos en
nuestro entorno) se mueven.
Probablemente no haya ninguna
otra diferencia entre un sistema autoorganizado biológico y el tipo de
autoorganización que encontramos en el campo de la física y la química en los
sistemas inorgánicos.
Por tanto, la pregunta esencial
es la siguiente: ¿Cómo nos movemos? ¿Cuáles son las reglas o imperativos que lo
rigen?
Eduard Punset:
Si es que hay alguna regla…
Karl Friston:
Si es que la hay, exacto; eso es
justamente lo que queremos indagar.
Eduard Punset:
¿Y qué hace en realidad el
cerebro? ¿Se dedica a juguetear con los estímulos que recibe o realmente
intenta determinar cómo es el mundo?
Karl Friston:
Me gusta la manera en la que has
introducido la noción de jugueteo, porque en el fondo constituye la esencia de
la autoorganización, se trata de cómo se utilizan, cómo se barajan estos datos
para construir una hipótesis, un modelo, una idea interna sobre qué es lo que
está provocando las impresiones de los sentidos.
Y esto es exactamente lo mismo
que hace un científico cuando analiza sus datos científicos e intenta entender
los mecanismos subyacentes, las causas, las estructuras biofísicas que los han
originado.
“en nuestros sentidos, la noción
real no existe“
Así pues, dicha comprensión es la
clave de lo que hace el cerebro en su búsqueda de sentido.
Y entronca con las ideas de
Platón y con la noción de la forma platónica que genera una impresión que
nuestros sentidos (nuestros ojos o nuestros oídos) disfrutan, pero teniendo en
cuenta que, en nuestros sentidos, la noción real no existe: debemos dotar a las
impresiones sensoriales de la idea o del significado que explica qué lo ha
provocado.
El cerebro es un artilugio muy
constructivo y muy activo que intenta forjar hipótesis y explicaciones para lo
que observa…
Eduard Punset:
Continuamente, ¿no?
Karl Friston:
Continuamente, en efecto.
“El cerebro es un artilugio muy
constructivo y muy activo que intenta forjar hipótesis y explicaciones para lo
que observa…“
Eduard Punset:
¿Qué sucede en el cerebro cuando
de repente alguien padece esquizofrenia, por ejemplo, o alzhéimer? ¿Qué es lo
que ocurre?
Karl Friston:
Bueno, si consideramos que la
autoorganización consiste en el proceso de entender o dar sentido a la
información que nos llega mediante los órganos sensoriales, en el caso de una
enfermedad lo que sucede es que se produce un fallo en el proceso de
comprensión o inferencia a la hora de poner a prueba las hipótesis.
Muchos creen que las enfermedades
como la esquizofrenia representan un error de inferencia, puesto que los
enfermos realizan inferencias falsas, llegan a la conclusión de que algo (que
en realidad no existe) está ahí a partir de pruebas erróneas.
Es como si un científico tuviera
instrumentos estadísticos estropeados: haría deducciones falsas, llegaría a
conclusiones erróneas y se engañaría sobre sus datos científicos del mismo modo
que un esquizofrénico sufre delirios y llega a conclusiones falsas o realiza
inferencias incorrectas de lo que ha percibido.
“para ser un buen científico hay
que barajar muchas hipótesis diferentes y hay que explorar explicaciones
distintas“
Eduard Punset:
Karl, ¿hay alguna esperanza de
que tus métodos estadísticos o tus instrumentos matemáticos arrojen alguna luz
en anomalías como la esquizofrenia o el alzhéimer?
Karl Friston:
Esperamos que algún día sea así.
De hecho, nuestro grupo de trabajo se dedica a este tema y hemos empezado a
investigar la esquizofrenia.
Creemos que si logramos entender
el cerebro normal y el delicado proceso de autoorganización que se requiere
para que un cerebro normal se comporte adecuadamente, responda adaptativamente
y comprenda el mundo; si entendemos la simplicidad y podemos dar cuenta de
dicho proceso matemáticamente y captar su estructura, entonces también podremos
entender qué sucede cuando la cosa no funciona y, por tanto, podremos abordar
varios procesos en pacientes con alzhéimer o esquizofrenia y examinar con
precisión los mecanismos que pueden haber sufrido daños.
La esquizofrenia y el pensamiento
lateral
Eduard Punset:
Ahora que hablamos de la
esquizofrenia, siempre pensaba en mis amigos esquizofrénicos o epilépticos que,
en cierto modo, es como si lograran desconectar…
Karl Friston:
Ajá, el pensamiento lateral. Casi
como si fueran más creativos, porque pueden hacer asociaciones y detectar
relaciones entre cosas que los demás no detectan, ¿verdad?
Eso pasa porque pueden
desconectar de las reglas de la deducción, sí.
“
hay que acercarse al límite, pero
no demasiado, para que la exploración sea funcional, no te perjudique y no te
arrastre más allá del límite“
Eduard Punset:
Y ahora tú dices que desconectar
puede ser útil. ¿O no?
Karl Friston:
Si nuestro objetivo es encontrar
el mejor modelo del mundo para desenvolvernos en él con comodidad y disfrutarlo
tanto tiempo como sea posible, entonces estamos actuando como los científicos
porque debemos encontrar la hipótesis, el modelo que mejor explique el mundo de
los sentidos.
Sin embargo, para ser un buen
científico hay que barajar muchas hipótesis diferentes y hay que explorar
explicaciones distintas.
Tal vez por ello haya ejemplos
destacados de personas en el campo de las artes y las ciencias que padecen
esquizofrenia o trastorno bipolar, ¡porque su capacidad de barajar conceptos
distintos, ideas diferentes, hipótesis variadas puede explicar por qué son más
creativos como científicos, artistas o músicos!
Se trata de un juego bastante
peligroso: hay que acercarse al límite, pero no demasiado, para que la
exploración sea funcional, no te perjudique y no te arrastre más allá del
límite.
Eduard Punset:
Hay un concepto que utilizas…
¿cómo lo llamabas? Energía libre, que al parecer (corrígeme si me equivoco) es
la diferencia entre la energía que se encuentra en un sistema y la energía no
utilizable.
¿A qué te refieres exactamente
con el concepto de energía libre?
La energía libre
Karl Friston:
El concepto de energía libre es
en realidad un concepto estadístico o matemático que procede de la teoría de la
información.
Es una idea fantástica
desarrollada en la física estadística por expertos como Richard Feynman.
“el cerebro intenta minimizar las
cosas que le sorprenden creando explicaciones precisas para los datos“
El caso es que el cerebro intenta
minimizar las cosas que le sorprenden creando explicaciones precisas para los
datos.
Se ha tomado prestado el concepto
de energía libre de la física estadística y se ha descrito el proceso del
cerebro como una máquina de realizar inferencias que intenta minimizar la
energía libre.
La idea es que necesitamos
explicaciones muy precisas que expliquen lo que sucede a nuestro alrededor pero
que no sean demasiado complicadas, que cumplan el principio de parsimonia,
también llamado la Navaja de Ockham, no sé si lo conoces.
Básicamente consiste en escribir
de un modo matemático aquello que el sentido común nos dice que es verdad: que
nuestras ideas acerca del mundo (y cuando hablo del mundo me refiero
literalmente a lo que vemos ahora pero también a nuestras relaciones, nuestro
lugar en el mundo, nuestras explicaciones y modelos del mundo) deben explicar y
proporcionar un modelo preciso y coherente del mundo real en el que estamos
inmersos, pero a la vez deben ser simples para poder llevar a cabo
generalizaciones.
La tensión entre ambas cosas
refleja la diferencia entre la energía del sistema y la entropía.
Eduard Punset:
Es fantástico, porque mientras
hablabas pensaba que, en realidad, el concepto de inestabilidad y la tensión que
mencionabas siempre forma parte de vuestro análisis del cerebro.
Y ahora pienso que, de pequeños,
todos jugábamos con arena, ¿no? Formando montoncitos de arena en la playa. Y
sabíamos que una manera de formarlos era añadir arena poco a poco, cada vez más,
hasta que llegaba un momento en el que (nunca sabías exactamente cuándo
sucedería, pero sabías que acabaría sucediendo)… ¡pumba! Todo el montón se
desmoronaba.
Karl Friston:
Llegaba la avalancha.
Eduard Punset:
¿Es esto lo que sucede cuando el
cerebro está funcionando?
Karl Friston:
Sí. Es un ejemplo maravilloso de
criticalidad autoorganizada.
Tiene todos los ingredientes
necesarios. Creo que hay que tener un buen cerebro, un buen científico, por así
decirlo, en la cabeza: hay que construir un sistema muy cuidadosamente.
“construimos cuidadosamente la
inestabilidad para que el sistema pueda explorar un abanico de estados
diferentes“
El montoncito de arena no aparece
ahí por arte de magia, hay que irlo construyendo con cuidado; sin embargo,
también se está construyendo el caos, se está forjando la autodestrucción,
porque en algún momento llegamos al límite de la estabilidad.
Por tanto, construimos
cuidadosamente la inestabilidad para que el sistema pueda explorar un abanico
de estados diferentes. Por supuesto, esto nos lleva de nuevo a la idea de
explorar una variedad de hipótesis para encontrar la mejor, la que nos permita
optimizar nuestro modelo.
Eduard Punset:
¿Y encontramos lo mismo en las
ratas, en el cerebro de las ratas?
Karl Friston:
¡Desde luego! ¡Supongo que lo
encontramos en cualquier sistema biológico que se esté autoorganizando!
Evidentemente, el grado de mejora
o sofisticación del modelo depende del cerebro y de la infraestructura
disponible.
Pero cabe imaginar que cualquier
sistema biológico, incluido el de los organismos unicelulares, tiene, hasta
cierto punto, la capacidad de formar un modelo del entorno y minimizar la
sorpresa o maximizar las confirmaciones del modelo explorando y encontrando la
hipótesis con menor energía libre.
“cualquier sistema biológico,
incluido el de los organismos unicelulares, tiene, hasta cierto punto, la
capacidad de formar un modelo del entorno y minimizar la sorpresa“
Eduard Punset:
¿Nos enseña algo vuestra
investigación sobre la diferencia –que desconocemos totalmente– entre la
genialidad y la locura?
Karl Friston:
Me imagino que en cierto modo
(como hemos dicho antes) cuanto más nos acercamos a la genialidad más nos
acercamos a la locura, porque tanto el genio como la persona con una enfermedad
mental tienen la capacidad de generar ideas e hipótesis de una manera que deja
atrás las limitaciones naturales.
En este sentido, es el mismo
fenómeno. Los genios vislumbran de repente una explicación simple que nadie
había detectado antes, pero por supuesto, como nadie la había detectado antes,
es como si estuvieran un poco locos: ¡han tenido que explorar y adoptar ideas y
conceptos internos que nadie había tenido antes!
Por tanto, están un poco lejos
del tipo de fenotipo mental que llamaríamos normal.
Así pues, creo que probablemente
haya una estrecha relación entre ambas cosas, ¡pero no hay que ir demasiado
lejos! Si pierdes completamente la conexión, creo que no es bueno.
Eduard Punset:
Exacto, esto me recuerda a una
historia que leí en alguna parte sobre un escritor francés que entrevistó a
Einstein, y que le preguntó cómo había llegado a algunas de sus conclusiones
más célebres como la teoría de la relatividad.
Einstein respondió algo así como:
«pues bien, me levanto por la mañana, salgo de casa, paseo un poco y luego
vuelvo a casa».
Y el entrevistador (cuyo nombre
no recuerdo, pero se trata de una anécdota verídica) le dijo: «pero, ¿te
apuntas en algún lugar las ideas que se te ocurren?» Einstein respondió que no,
y el entrevistador insistió: «¿no?
Pero entonces, si no te lo
apuntas, ¡puedes olvidarte de las cosas importantes!» A lo que Einstein repuso:
«no, cuando pienso algo muy importante, ten por seguro que no se me olvida».
Probablemente es lo mismo que lo que decías antes, cuando de repente…
El «momento eureka»
Karl Friston:
Sí, cuando se produce el «momento
eureka», que por supuesto supone la recompensa que la mayoría de científicos
buscan.
Es también el momento en el que
la energía libre se desmorona porque, de pronto, has descubierto una
explicación que es más sencilla y más convincente. La noción de energía libre
entraña una coherencia interna fabulosa: el principio de intentar eliminar la
energía libre forma parte de su propio descubrimiento.
El principio de energía libre
proporciona por sí mismo un buen modelo y una buena explicación del mundo… pero
tienes toda la razón: nunca se olvida la recompensa cuando de repente descubres
una explicación (ese momento eureka) y ya solamente necesitas una idea para
explicar lo que antes requería cinco ideas distintas.
Es una sensación maravillosa.
“estas fórmulas matemáticas no
nos permitirán predecir cómo se comportarán las personas“
Eduard Punset:
¿Estás satisfecho? Me refiero a que
ahora nos decís que hay un sistema, una explicación matemática sobre la manera
que somos, gracias a la cual podremos hacer predicciones más fácilmente e
incluso nos permitirá descubrir algunas cosas sobre la esquizofrenia o el
Alzheimer.
En este sentido, ¿notas una
diferencia respecto al pasado?
Karl Friston:
Pues… sí. Sin duda. Sin embargo,
debo decir que estas fórmulas matemáticas no nos permitirán predecir cómo se
comportarán las personas.
Lo más importante es, como bien
decías, que nos proporciona una justificación para el imperativo de explorar,
de ser impredecibles al servicio de la minimización.
Tiene más que ver con los
procesos de predicción que con lo que predice la gente: esto es lo que
esperamos descubrir con esta forma de tratamiento matemático, y por el camino
queremos entender la fisiopatología de enfermedades como la esquizofrenia o el
alzhéimer, ¡o simplemente comprender lo que supone hacerse mayor o ser muy
joven!
Eduard Punset:
Karl, ¡muchas gracias por haber
arrojado un poco de luz sobre tanta oscuridad como la que había en relación con
el cerebro y nuestros pensamientos!
Karl Friston:
Gracias a ti, ha sido un placer
charlar contigo.
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