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electroencefalograma

A día de hoy, la mejor teoría acerca de la naturaleza de la consciencia se la debemos al neurocientífico italiano Giulio Tononi, partiendo de la base de la teoría del núcleo dinámico (elaborada junto a Gerald Edelman en los años noventa) y teniendo continuadores y defensores en el norteamericano Christof Koch o en el matemático Adam Barrett. A priori, la teoría es simple: todo sistema lo suficientemente complejo para integrar información será consciente. La cantidad o cualidad de la experiencia consciente dependerá de la cantidad de información que el sistema sea capaz de integrar.

La teoría de la información integrada (TII) baila entre dos polos:

  1. La enorme riqueza informacional (cantidad y variedad) de la experiencia consciente. No solo percibimos en distintas modalidades sensoriales (vista, oído, tacto, interocepción…), sino que la cantidad de estímulos sensoriales de cualquier experiencia sensible es muy alta. Quite el lector la vista de la pantalla, mire a su alrededor y compruebe la maravillosa variedad de formas y tonalidades de color que puede percibir (y no solo las que percibe actualmente, sino las que potencialmente puede llegar a percibir). A nivel más técnico, Tononi define información como una propagación causal dentro de un sistema, capaz de reducir la incertidumbre (en el fondo, es la misma que la clásica de Shannon). Sin embargo la riqueza informacional es condición necesaria pero no suficiente para la experiencia consciente. En su famoso paper “Consciousness: Here, There but Not Everywhere”Koch y Tononi ponen el ejemplo de un electrodiodo que es capaz de capar la presencia o ausencia de luz. Tendría solo dos bits, dos estados informacionales. Aunque hiciéramos una enorme malla con miles de fotodiodos de modo que subiéramos mucho la cantidad de información recibida, esa malla seguiría siendo totalmente inconsciente. La TII pretende mejorar el antiintuitivo panpsiquismo (o pampsiquismo) quedándose solo con lo mejor de él. Hace falta algo más para la consciencia.
  2. Toda experiencia consciente se nos presenta como información integrada. Esta es la clave. Mi experiencia consciente sintetiza información, hace de ella un todo unificado y coherente, de modo que adquiere cierto grado de irreductibilidad, de no divisibilidad en partes. Según Koch, la consciencia emerge de esta integración, no siendo reductible a lo estrictamente material: el todo es mayor que la suma de las partes. Estamos ante el clásico emergentismo: la cantidad de información genera una sinergia que fortalece la experiencia consciente.

Además, la virtud de la TII es que va acompañada de su correspondiente teoría matemática. Aplicando la teoría de la información podemos calcular la cantidad de integración informacional de un sistema. Es lo que Tononi llama el número Φ (no confundir con el número áureo). Integración no equivale únicamente a conectividad. Pensemos, por ejemplo, en un montón de fibras musculares trabajando al unísono para contraer un músculo. El sistema muscular tendría un número phi bajo a pesar de estar muy interconectado porque sincronización no es igual a integración (esto explicaría porqué cuando alguien tiene un ataque epiléptico y sus neuronas se sincronizan masivamente no da lugar a un estado de hiperconsciencia). Integración consiste en un equilibrio entre síntesis y especialización, tal y como ocurre en nuestro cerebro: muchos módulos especializados que confluyen en una información integrada.

Y, mejor aún, ciertas evidencias científicas apuntan a que la TII puede ser correcta. Por ejemplo, ciertas observaciones en pacientes anestesiados parecen indicar que lo que causa el estado de inconsciencia no es que disminuya la actividad neuronal en ciertas partes del cerebro, sino que se corte la comunicación entre el tálamo y la corteza (se interrumpan o desintegren ciertos circuitos talamocorticales). Esto es lo que predice la TII: cuanto más fragmentes menos consciencia. En un famoso estudio de 2009, el equipo de Tononi estimuló magnéticamente ciertas áreas cerebrales de sujetos experimentales, de modo que activaban dichas áreas produciendo una reverberación que se propagaba, creando una reacción en cadena de activaciones en muchas otras neuronas. Después, sedó a los sujetos y volvió a estimularlos de manera similar. La reverberación fue mucho menor: alcanzó a menos áreas, propagó un patrón mucho menos complejo y su duración fue menor.

Crítica:

  1. Creo que no está suficientemente bien definido el concepto de integración sensorial ¿Qué es lo que realmente hay de indivisible en nuestra experiencia consciente? Aunque se me presente muy  unificada, sí que puedo dividirla. De hecho este fue el proyecto de la escuela psicológica estructuralista. Si bien es cierto que todo en la experiencia sensible no es reductible a la suma de sus partes (como bien sostuvo la Gestalt), sí que hay muchos elementos sensibles perfectamente divisibles: puedo dividir las modalidades sensoriales y, dentro de ellas, igualmente, puedo dividir y clasificar la multiplicidad de formas, colores, olores, sabores… Realmente no hay tanta irreductibilidad.
  2. La TII adolece de los mismos problemas que el emergentismo: explica bien poco. No hay ninguna explicación de cómo el cerebro integra esa información (binding problem) ni de los procesos biológicos-físico-químicos que generan la experiencia consciente. Claro que esto sería pedir mucho dado el estado actual del arte.
  3. No se explica por qué ni cómo integración es igual a experiencia consciente. No sé por qué si un sistema integra información ya es consciente y si no integra no lo es. Puedo aceptar que en muchas experiencias conscientes se integra información pero no entiendo por qué una información no integrada no pueda ser consciente. Pensemos que estamos en una cámara de privación sensorial en la que no percibimos prácticamente nada. De pronto escuchamos un simple sonido, un fonema o una simple nota musical. Tendríamos un único sonido no integrado y seríamos perfectamente conscientes de él. Lo que sabemos es que la integración suele acompañar a muchas experiencias conscientes, pero no tenemos claro si es condición necesaria para la consciencia.
  4. La dificultad de calcular Φ en sistemas tan complejos como el cerebro humano es, a día de hoy, misión imposible. La cantidad de variables es astronómica, incluso para la Caenorhabditis elegans, con apenas 302 células nerviosas. El grupo de Tononi ha propuesto como estimador (a la espera de algo mejor) el índice de complejidad perturbacional (PCI) que surge de estimular magnéticamente el cerebro (EMT) de un individuo y ver su respuesta en el encefalograma. Si el sujeto está haciendo una operación consciente, la respuesta es mucho más compleja a nivel informacional  que si el sujeto está dormido o anestesiado.

En general, y tal y como he comenzado el artículo, creo que la TII es la mejor teoría de la que disponemos a día de hoy sobre lo que puede ser la consciencia, lo cual no significa ni que sea correcta ni que carezca de serios problemas. Es buena en que parece encajar bien con la evidencia disponible (y en que es más o menos falsable) y en que apunta a solucionar viejos problemas con respecto al panpsiquismo (no todo va a ser consciente), se lleva bien con el emergentismo (aunque adolece de sus mismos problemas), y no tiene dilema alguno con la IA (en principio, no hay ningún problema en construir una máquina que sea capaz de integrar información). Es un intento muy loable en un campo de estudio muy difícil.

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“La mente emerge de la complejidad del funcionamiento cerebral”

Esta sentencia podría resumir de manera general el planteamiento emergentista con respecto al problema mente-cuerpo. Sentencia, por lo demás, que puede parecer bastante razonable para cualquier neurólogo, psicólogo o estudiante de la mente en general que tenga, como ya va siendo normal, una visión más o menos materialista del funcionamiento de nuestra psique.  Sin embargo, vamos a ver que realmente es un enunciado equívoco y bastante vacío.

Pensemos en que yo quiero saber cómo funciona cualquier electrodoméstico de mi cocina, por ejemplo, el frigorífico. Sin tener ni idea de ingeniería, observo sus piezas durante un rato y termino por decir: “La baja temperatura que enfría los alimentos emerge de la complejidad del funcionamiento del frigorífico”. Realmente, no habré dicho absolutamente nada, a lo sumo estaré intentando encubrir que no sé gran cosa del funcionamiento del aparato.

Pensemos ahora en qué significa la palabra “emerger”. Habitualmente se usa para decir que algo sale del agua a la superficie, pero también puede usarse para decir que algo sale del interior de otra cosa. Pues bien, cuando decimos que la mente emerge del cerebro estamos, en primer lugar, cometiendo un sesgo dualista: si la mente sale del cerebro es porque es algo diferente de éste, ergo la mente no es el cerebro. Y si la mente no es el cerebro… ¿qué diablos es? En segundo, estamos sugiriendo de modo implícito o dando la impresión de un “surgir por arte de magia”: a la hora de construir una mente artificial lo único que habrá que hacer es ir añadiendo piezas semejantes a las de un cerebro real hasta que, al final, la mente emerja por sí sola de entre todos esos elementos. Así llega la manida afirmación: “De la complejidad de Internet surgirá espontáneamente una nueva mente global” No, de Internet no surgirá ninguna mente a no ser que ingenieros se pongan a ello, y de ir construyendo piezas similares a las de un cerebro no surgirá una mente sin más. Ir construyendo piezas similares a un cerebro hará que vayamos comprendiendo cada vez mejor cómo funciona el cerebro hasta que, al final, podamos construir las piezas clave que, realmente, sean, constituyan o generen una mente. Y, en tercer lugar, la expresión “emerger del cerebro” parece implicar que la mente surge del cerebro pero que no hay camino inverso, es decir, que “el cerebro no emerge de la mente”, negando la posibilidad de que nuestro pensamiento tenga algún efecto sobre el mismo cerebro. El emergentismo estaría sugiriendo implícitamente un epifenomenalismo que, en general, parece poco convincente (a mí sí me gusta la idea de que muchos aspectos de la mente son efectos secundarios o epifenómenos del funcionamiento del cerebro, pero no me convence que esos efectos secundarios no tengan influencia alguna sobre el propio cerebro).

Y, pensemos por último, en que significa la palabra “complejidad” ¿Qué quiere decir que algo sea complejo? La complejidad es una propiedad subjetiva (una valoración) que no tiene existencia objetiva. Algo es simple o complejo siempre para un sujeto. Resolver una multiplicación es algo complejísimo para un niño de tres años pero trivial para un adulto ¿Diríamos que multiplicar tiene la propiedad objetiva de ser complejo? No, la palabra complejidad, en el mejor de los casos, solo es un indicador de la capacidad de comprensión del sujeto. Entonces, ¿es lícito decir que de la complejidad surge algo? No, de la complejidad no puede surgir absolutamente nada porque solo es una valoración, no es un objeto o proceso real con algún tipo de poder causal. Por lo tanto la afirmación “La mente emerge de la complejidad del cerebro” es un sinsentido o, en el mejor de los casos, es no decir nada.

Siguiendo un prejuicio antropomórfico, siempre hemos pensado que la inteligencia era algo propio de una entidad única, individual y de una enorme complejidad. De aquí que los proyectos de AI siempre hayan ido enfocados a generar supercomputadoras, capaces de manejar muchísima información a gran velocidad. Pero, ¿y si esa no fuera la idea? ¿Y si no hay que buscar una única entidad superinteligente sino algo distinto?

Como en tantas otras ocasiones, mirando a la naturaleza aprendemos de ella (es lo que llamamos modelos de computación bioinspirados). Si observamos las grandes colonias de animales sociales como las abejas, termitas u hormigas,  comprobamos que, como individuos, cada uno de sus miembros es muy estúpido, sigue patrones algorítmicos muy sencillos; sin embargo, como colonia, como grupo, su conducta es mucho más inteligente. Una hormiga por sí sola no puede defender la colonia o alimentar a la reina, pero muchas de ellas en colaboración sí. Vale, pero nuestras sociedades humanas consiguen grandes proezas al colaborar y trabajar en equipo, ¿dónde estaría entonces lo novedoso? Que nuestra forma de gestionar los grupos suele ser jerárquica: existen líderes, supervisores que comprueban el funcionamiento del todo, que lo dirigen y re-dirigen hacia sus objetivos.  En las colonias de insectos, por el contrario, no existen supervisores, no existe nadie que gobierne el sistema. La consecución de los objetivos surge como propiedad emergente, como sinergia del funcionamiento independiente de cada una de las partes. Además, curiosamente, los objetivos conseguidos son espectacularmente inteligentes.

Muchos robots tontos hacen uno listo

La comparación con el cerebro y la conciencia parece obligada. Una neurona tiene un patrón de comportamiento muy simple, pero millones de ellas funcionando simultáneamente pueden generar conducta inteligente, e incluso conciencia. Además, introducir en la robótica el concepto de simultaneidad es superar una de las diferencias fundamentales entre máquinas y cerebros. Nuestros ordenadores, a pesar de su increíble velocidad, sólo realizan una acción a la vez, lo que constituye una gran pérdida de potencia. ¿No conseguirán hacer cosas más potentes millones de pequeños procesadores que sólo uno muy rápido? Nuestro cerebro es mucho más lento que un procesador pero procesa muchísima más información.

El objetivo de la investigación estaría en estudiar qué propiedades emergentes se consiguen a partir de combinaciones de patrones de actuación simple, entender el comportamiento de los “enjambres” o “masas” de individuos en cuanto a tales a partir del comportamiento sencillo de sus individuos al asociarse. De hecho, ya se está utilizando este modelo para estudiar el origen de la cultura. Y en robótica, eso es lo que están haciendo en el Proyecto Symbrion: microrobots que forman diversos macrorobots sin perder su identidad micro (Esto además, les de una enorme versatilidad que no tendrían siendo piezas estáticas de un macrorobot).  Entramos en la era de los robots sociales.

También puede resultar muy interesante utilizar este modelo para explicar eventos sociales. Nuestras sociedades son conjuntos de muchos individuos operando, lo cual crea, del mismo modo, propiedades sistémicas o emergentes no previstas al analizar el comportamiento individual de modo aislado. Quizá uno de los grandes problemas de nuestro mundo es que dichas propiedades ocurren sin ser previstas ni controladas por las autoridades (deterioro medioambiental, crisis económica…). Y quizá es que nuestro modelo de gobierno no debe ir encauzado a controlar todos los sectores del sistema (absolutamente inabarcables), sino sólo a coordinarlos para conseguir las consecuencias emergentes deseables. Más que dirigir parte por parte, estudiar la comunicación entre ellas, sus formas de interactuación ¿Una inteligencia de enjambre no habría de llevarnos a una política de enjambre?

Existe un tipo de problemas matemáticos para los que curiosamente tenemos el método para solucionarlos pero tardaríamos tanto en hacerlo que, a fin de cuentas, es como si no supiéramos resolverlos. Uno de ellos es, por ejemplo, el llamado problema del viajero. Supongamos que un viajero tiene que recorrer una serie de ciudades siguiendo un orden tal que el camino a recorrer sea el más corto posible. La solución es mecánica y típica para ordenadores. Se trata de probar todos los caminos posibles y elegir el más corto. Los ordenadores hacen eso en fracciones de segundo.

Si, por ejemplo, el viajero tiene que recorrer cuatro ciudades, el problema es fácil. Sólo hay seis rutas posibles de cuatro ciudades que comiencen y acaben en la misma (el viajero vuelve a casa). Compliquemos el asunto: ¿hay alguna ciudad tal que si empiezo por ella, las distancias recorridas serán más cortas? Se trata ahora de hacer lo que antes pero cada vez comenzando por una ciudad diretente. Como tenemos cuatro ciudades y seis rutas posibles, las combinaciones serán 6×4=24. Nada difícil para el ordenador. Sin embargo, pensemos en 15 ciudades. Para cuatro el resultado era cuatro factorial (4!), así que para quince será 15! ¿Cuánto da quince factorial? ¡1,3 billones de posibles rutas!

Según Felix Ares en su El robot enamorado. Historia de la Inteligencia Artificial si tenemos un ordenados capaz de resolver 1.000 rutas en un segundo, tendría que estar trabajando ininterrumpidamente más de cuatro años. Si de quince, subimos a veinte ciudades, el ordenador tendría que trabajar 77 millones de años. A esto se llama explosión combinatoria. Como vemos estamos ante un problema que sabemos cómo solucionar, pero no tenemos tiempo para hacerlo.

Sin embargo, un tipo de animal que no destaca precisamente por su inteligencia ha diseñado una estrategia para resolver este problema: la hormiga. Si ponemos alimento frente un hormiguero y trazamos dos rutas para llegar a él, una larga y otra corta, comprobaremos que al cabo de un rato, todas las hormigas pasarán por la ruta corta. ¿Cómo un insecto que apenas tiene cerebro puede resolver un problema matemático tan complejo? Fue el investigador de la Universidad de Bruselas, Jean-Louis Deneubourg, quien descubrió la solución: cada hormiga, al caminar, va dejando un rastro químico (una feromona) que es detectable por las demás hormigas. Esta feromona se evapora en poco tiempo, así que cuanto más tiempo transcurre, menos detectable es. Entonces, cuando una hormiga pasa por el camino corto, el tiempo de evaporación es menor que si va por el largo. Las demás hormigas eligen ir por el camino corto porque “huele” más que en el largo. Cuanto más rato pasa, más hormigas eligen el camino corto pues cada vez “huele” más y el largo menos. Al final, todas van por el corto.

Las hormigas pueden tener conducta inteligente

Algo curioso es pensar que este comportamieno inteligente se produce sin que existe nadie que lo dirija. Todo el mundo tiene la idea de que cualquier conducta estratégica necesita una dirección, un cerebro que reflexione y planifique. Aquí vemos que no es necesario. Tenemos que abrir nuestra rígida concepción de los procesos que pueden llevar a conducta inteligente. Por otro lado, este comportamiento nos puede dar pistas de cómo puede surgir nuestra inteligencia. Muchas hormigas no inteligentes producen una conducta inteligente. ¿No podrían millones de neuronas no inteligentes producir la inteligencia humana? Rara vez caemos en la cuenta de que los seres humanos estamos formados por una ingente cantidad de seres vivos (unos 100 billones de células). Nuestras células son seres autónomos que pueden vivir fuera de nosotros. Somos, al fin y al cabo, como grandes hormigueros que quizá puedan explicarse mejor desde la sociobiología de Edward Wilson (gran mirmecólogo, lógicamente) que desde otras disciplinas.