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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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Los antiguos establecieron la triada presente, pasado y futuro para describir el tiempo como algo que fluye, un río que avanza sin que nadie pueda detenerlo. Quizá la inexorabilidad de su paso es lo que más se haya repetido en la literatura occidental: no podemos parar el tiempo por mucho que lo hayamos deseado. El pasado queda atrás inamovible, con todos nuestros grandes errores allí sin que podamos hacer nada para que jamás hubieran ocurrido; el presente se disuelve, pasa efímero y se nos escapa de las manos como un puñado de arena entre los dedos; y llega el futuro, siempre impredecible y aterrador, destino último de todo, en dónde para colmo, nos espera la vejez y la muerte.

El tiempo se ha entendido como un presente móvil, que transcurre a un ritmo regular, tan regular que todos los seres humanos (y no humanos) parece que vivimos exactamente en el mismo momento del presente. Percibimos una absoluta sincronicidad temporal entre todos los objetos del universo ¿Por qué? Una excelente cuestión filosófica es preguntarse: ¿cómo es posible que toda la diversidad de organismos que vivimos en el universo (al menos los que tenemos noción del tiempo) percibimos el ahora exactamente en el mismo momento?

La respuesta tradicional la encontramos en la física newtoniana: es que el tiempo es algo real, externo a nosotros y objetivo, un horizonte universal en donde todo sucede. La flecha del tiempo es ontológicamente real. Para Newton, si hay dos entidades inmutables e inmóviles son el espacio y el tiempo. Ambos serían los continentes del universo y todos los objetos del universo su contenido.

Sin embargo, ya muchos sospecharon de que algo no funcionaba bien en esta visión. En primer lugar, el tiempo es algo de lo que empíricamente no tenemos constancia alguna: no se ve, ni se huele, ni se oye ni se puede tocar… Lo único que podemos percibir con su paso son los procesos físico-químicos que observamos en la naturaleza. Yo observo a un ser humano envejecer y, al hacerlo, observo una infinidad de procesos biológicos pero… ¿observo el tiempo mismo por algún lado? No, ¿y si realmente todo esto es una ilusión?

La relatividad de Einstein lo dejó claro: esa sincronicidad temporal sí era una ilusión. El tiempo pasa más rápido o más lento en función del movimiento que realice el objeto. El tiempo puede estirarse y contraerse y no para todo el mundo de la misma manera sino de forma diferente para todos. Esta idea es de las más contraintuitivas que jamás se han propuesto: ¿cómo es posible que mi presente sea diferente al de cualquier otra persona? ¿Cómo podemos vivir en tiempos diferentes si, claramente, veo que vivimos en el mismo? Pero, ¿qué es el presente? ¿Cuánto dura?

En un interesante, y muy divulgado, experimento de los investigadores del MIT Jason Fischer y David Whitney, sometieron a un grupo de sujetos a la visualización de varias series de parches de Gabor. Se les mostraban las imágenes durante medio segundo y se les pedía que describieran los ángulos de inclinación. El experimento concluía que los resultados de las visualizaciones anteriores interferían en los resultados de las siguientes. Por ejemplo, si se mostraba un grupo de líneas paralelas en horizontal y, a los pocos segundos, otro de líneas paralelas en vertical, el sujeto concluía que las segundas no eran totalmente verticales sino que estaban inclinadas.

Los efectos de la distorsión disminuían cuando, entre la visualización de ambas imágenes, pasaban más de quince segundos. De aquí concluyeron Fischer y Whitney que nuestro presente es algo así como el promedio de los últimos quince segundos. Pero, ¿por qué hace esto nuestra mente? Porque, en general, nuestro mundo tiene una cierta estabilidad, por lo que si pretendes acertar haciendo predicciones muy rápidas, parece una excelente estrategia apostar por cierta estabilidad, porque las cosas no cambien en un corto periodo de tiempo. A este intervalo lo han llamado “campo de continuidad”, es decir, el lapso de tiempo en el que la realidad nos parece continua porque conectamos, ya sea correcta o erróneamente, los eventos que en ella suceden.

Estas ideas encajan muy bien con las de Tononi o Dehaene acerca de la consciencia. Estos dos conocidos neurocientíficos piensan que la consciencia de algo surge cuando hay una alta integración de información de diversas fuentes. Cuando yo percibo un suceso integro mucha información sensorial (veo muchas formas y colores, oigo, toco, huelo…) de modo que la unifico en una representación consciente. El “campo de continuidad” es una forma de integración de información, es una forma de hacer coherente un caos de estímulos perceptuales, para poder intervenir en la realidad de la forma más eficaz posible.

Otros experimentos realizados por el famoso Benjamin Libet (descritos en su libro Mind Time: The temporal factor in consciousness. Por supuesto, no traducido al castellano) nos muestran el tiempo mínimo para que algo sea captado a nivel consciente. Situando electrodos en la corteza somatosensorial del cerebro de los sujetos experimentales, Libet comprobó que si aplicaba pequeñas descargar eléctricas de menos de 500 milésimas de duración, dichos sujetos no percibían nada a nivel consciente (ya ves tú que experimento más complejo). No podemos captar conscientemente nada que dure menos de medio segundo (esta cifra ha sido corroborada también con experimentos del equipo de Dehaene). A nivel inconsciente somos mucho más rápidos, del orden de milisegundos. Téngase en cuenta que siempre tardamos algo de tiempo en procesar la información recibida, de modo que desde que un estímulo visual golpea nuestra retina hasta que esta información es procesada en diversas partes de nuestro cerebro hasta hacerla consciente, pasa tiempo. Vivimos siempre con algo de lag, siendo conscientes de la realidad con un pequeño retraso con respecto al presente. Evidentemente, en términos evolutivos, ese retraso ha de ser el menor posible si queremos sobrevivir por lo que, al menos a nuestra escala (comparados con competidores biológicos), no somos demasiado lentos: podemos cazar moscas.

En esta línea parece justificado identificar la consciencia con la memoria a corto plazo (MCP) y con mi sensación de presente. La MCP es como una especie de memoria RAM o de trabajo (hay psicólogos que distinguen MCP de memoria de trabajo, pero a mí no me convence la distinción) que utiliza mi mente para afrontar las situaciones cotidianas de modo eficiente. Si la consciencia tiene algo que ver con la integración de información en un determinado momento del tiempo (llamémosle presente) para hacerla útil, parece que hablar de consciencia, MCP y sensación de presente es básicamente lo mismo.

Otro experimento, igualmente muy divulgado, lo llevó a cabo la psicóloga del desarrollo de la Universidad de Dundee, Emese Nagy. En él, sencillamente, se medía la duración de los abrazos que atletas olímpicos se daban después de cada competición. Se estudió la duración de 188 abrazos entre jugadores de 21 deportes distintos y de 32 países diferentes. Había abrazos más largos (a sus entrenadores) y más cortos (a sus rivales), pero el promedio rondaba los tres segundos. Nagy piensa que esta cifra es extensible de los abrazos a otras muchas acciones cotidianas, de modo que tres segundos puede representar la duración del “presente psicológico” o “sentimiento del ahora” de nuestra especie.

Un estudio anterior realizado por Geoffrey Gerstner y Louis Goldberg, extendía esos tres segundos a seis especies de mamíferos no-primates (canguros, corzos, jirafas, mapaches, okapis y osos panda). Se observó el tiempo que tardaban en realizar diversos eventos modelo de movimiento (masticar, defecar, manipular u observar algo, etc.) y, si bien la duración era variable, el promedio daba el mismo número mágico: tres segundos. Gernstner y Goldberg concluían que esta constante común a diversos órdenes de mamíferos puede representar algún mecanismo neural ancestral. Parece que nuestra concepción del tiempo viene de mucho tiempo atrás.

P.D.1: En el campo de la física, un contraste de ideas muy interesante sobre la existencia real o no del tiempo, la tuvieron Julian Barbour y Lee Smolin. Hablaremos algún día de ello.

P.D.2:  Estoy preparando un artículo mucho más largo y profundo que éste (que es una mera chuchería) para Xataka que en breve saldrá publicado. Ya os avisaré.