¿Qué es la conciencia? Sí, en realidad, todo. Es una melodía clavada en la cabeza, la dulzura de una barra de chocolate, el dolor punzante de un dolor de muelas, el amor salvaje, el conocimiento de que todos los sentimientos se desvanecerán alguna vez. El origen y la naturaleza de estas experiencias, a veces llamadas qualia, han sido un misterio desde los primeros días de la antigüedad hasta nuestros días. Muchos filósofos modernos que analizan la mente, incluido Daniel Dennett de la Universidad de Tufts, consideran que la existencia de la conciencia es un insulto tan flagrante a un universo de materia sin sentido y vacío que lo declaran una ilusión. Es decir, niegan la existencia de los qualia o argumentan que la ciencia nunca los entenderá.
Si esta afirmación fuera cierta, no tendríamos nada de qué hablar. Todo lo que necesita ser explicado a Krishtof Koch, quien escribió este ensayo, es por qué usted, yo y todos los demás estamos firmemente convencidos de que tenemos sentimientos. Sin embargo, la creencia de que el dolor es una ilusión no disminuirá ese dolor. Entonces, debe haber otra solución al problema del cuerpo y la mente. Además, desde la primera persona.
La mayoría de los científicos dan por sentada la conciencia y se esfuerzan por comprender su conexión con el mundo objetivo descrito por la ciencia. Hace más de un cuarto de siglo, Francis Crick y yo decidimos dejar de lado las discusiones filosóficas sobre la conciencia que han atraído a los científicos desde Aristóteles y buscar huellas físicas de la misma. ¿Qué sucede con la parte excitada de la sustancia cerebral que da lugar a la conciencia? Una vez que entendamos esto, nos acercaremos a la solución de un problema más fundamental.
Buscamos, en particular, correlatos neuronales de la conciencia (NCC, NCC), definidos como los mecanismos neuronales mínimos que serán suficientes para cualquier experiencia consciente particular. ¿Qué debe suceder en tu cerebro para que experimentes un dolor de muelas, por ejemplo? ¿Algunas células nerviosas tienen que vibrar a una determinada frecuencia mágica? ¿Necesito activar algunas "neuronas de conciencia" especiales? ¿En qué áreas del cerebro deberían ubicarse estas células?
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Correlatos neuronales de la conciencia
Al determinar el NCC, es importante comprender dónde está el mínimo. El cerebro en su conjunto puede considerarse un NCC: genera experiencias día tras día, sin parar. Pero la ubicación de la conciencia también se puede aislar. Tomemos, por ejemplo, la médula espinal, una "manguera" larga y flexible de neuronas apiñadas en el hueso, con mil millones de células nerviosas. Si la médula espinal se daña por completo en el curso de una lesión en el cuello, la persona se paraliza en las piernas, brazos y tronco, no podrá controlar los intestinos y la vejiga, y perderá el sentido del cuerpo. Pero esas personas paralizadas continúan disfrutando de la vida en toda su diversidad: ven, oyen, huelen, experimentan y recuerdan todo como era antes del triste incidente. Simplemente no pueden caminar y defecan voluntariamente.
O considere el cerebelo, el "pequeño cerebro" debajo de la parte posterior del cerebro. Es uno de los circuitos cerebrales más antiguos desde una perspectiva evolutiva, involucrado en el control del movimiento, la postura, la marcha y secuencias de movimiento complejas. Tocar el piano, mecanografiar, bailar sobre hielo o escalar en roca están determinados por el trabajo del cerebelo. Contiene neuronas magníficas: células de Purkinje, que tienen antenas y que se extienden como corales marinos y tienen una dinámica eléctrica compleja. También tiene la mayor cantidad de neuronas, del orden de 69 mil millones, cuatro veces más que el resto del cerebro en su conjunto.
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¿Qué le sucede a la conciencia si el cerebelo está parcialmente dañado como resultado de un derrame cerebral o bajo el bisturí de un cirujano? No importa. Los pacientes con un cerebelo dañado se quejan de algunas deficiencias, no tocan el piano ni mecanografían tan bien, pero nunca pierden ningún aspecto de la conciencia. Escuchan, ven y se sienten muy bien, conservan su autoestima, recuerdan eventos pasados y continúan proyectándose hacia el futuro. Incluso nacer sin cerebelo no tiene una gran influencia en la experiencia consciente del individuo.
Resulta que el enorme aparato cerebeloso no tiene nada que ver con la experiencia subjetiva. ¿Por qué? Se pueden encontrar pistas importantes en su circuito, que es extremadamente homogéneo y paralelo (al igual que las baterías se pueden conectar en paralelo). El cerebelo funciona de manera bastante sencilla: un conjunto de neuronas afecta al siguiente, y ese pasa el testigo al tercero. No hay ciclos de retroalimentación complejos que se reflejen en la actividad eléctrica que pasa. (Dado el tiempo que tarda en desarrollarse la percepción consciente, la mayoría de los teóricos creen que debería incluir circuitos de retroalimentación en los circuitos cavernosos del cerebro). Además, el cerebelo se divide funcionalmente en cientos o más módulos computacionales independientes. Cada uno de ellos trabaja en paralelo, con entradas y salidas independientes que no se superponen,controlar los movimientos de varios sistemas motores o cognitivos. Interactúan débilmente, y la conciencia, por el contrario, requiere la participación mutua de muchos sistemas.
Una lección importante que hemos aprendido de nuestro estudio de la médula espinal y el cerebelo es que el genio de la conciencia no aparece cuando se estimula algún tejido nervioso. Necesitar más. Este factor adicional se encuentra en la materia gris que forma la famosa corteza cerebral, su superficie exterior. Es una hoja laminada de tejido nervioso complejo e interconectado, del tamaño y ancho de una pizza de 14 pulgadas. Dos de esas hojas, dobladas muchas veces, junto con sus cientos de millones de cables, la materia blanca, se clavan de cerca en el cráneo. Todo sugiere que el tejido neocortical da lugar a sensaciones.
Puede reducir aún más la ubicación de la conciencia. Tomemos, por ejemplo, experimentos en los que se aplican diferentes estímulos al ojo derecho e izquierdo. Digamos que su ojo izquierdo está mirando a Donald Trump y su ojo derecho está mirando a Hillary Clinton. Uno podría imaginar que una persona vería una superposición de Trump y Clinton. En realidad, verás a Trump por unos segundos, luego de lo cual desaparece y aparece Clinton. Entonces ella desaparecerá y Trump regresará. Dos imágenes se reemplazarán interminablemente debido a la rivalidad binocular: una guerra entre los ojos por la primacía. Dado que el cerebro recibe información dual, no puede elegir entre Trump y Clinton.
Si, al mismo tiempo, se acuesta en un escáner magnético que registra la actividad cerebral, los experimentadores encontrarán que una amplia variedad de regiones de la corteza, la corteza parietal posterior, desempeñarán un papel importante en el seguimiento de lo que vemos. Sorprendentemente, la corteza visual primaria, que recibe y transmite la información que recibe de los ojos, no indica lo que está viendo el sujeto. La misma división del trabajo es válida para el sonido y el tacto: la corteza auditiva primaria y la corteza somatosensorial primaria no afectan directamente el contenido de la experiencia auditiva o somatosensorial. En cambio, el proceso incluye la siguiente etapa, en la zona activa de la corteza parietal posterior, que da lugar a la percepción consciente.
Dos fuentes clínicas de causalidad arrojarán más luz: la estimulación eléctrica del tejido cortical y el examen de los pacientes después de que se hayan perdido áreas específicas debido a una lesión o enfermedad. Por ejemplo, antes de extirpar un tumor cerebral o un lugar de ataques epilépticos, los neurocirujanos mapean las funciones de los tejidos de la corteza cercanos estimulándolos directamente con electrodos. Estimular la zona caliente posterior puede inducir un flujo de sensaciones y sentimientos diferentes. Pueden ser destellos de luz, formas geométricas, muecas, alucinaciones auditivas o visuales, una sensación de deja vu, un deseo de mover una determinada extremidad, etc. Estimular la corteza anterior es un asunto completamente diferente: en general, no crea ninguna experiencia directa.
La segunda fuente de información son los pacientes de los neurólogos de la primera mitad del siglo XX. A veces, los cirujanos tenían que cortar un gran cinturón de la corteza prefrontal para extirpar tumores o aliviar los ataques epilépticos. Es notable lo inusuales que son estos pacientes. La pérdida de parte del lóbulo frontal tuvo algunas consecuencias deletéreas: los pacientes desarrollaron una renuencia a contener emociones o acciones inaceptables, déficits motores y repeticiones incontroladas de acciones o palabras. Sin embargo, después de la operación, se sintieron mejor y continuaron viviendo sin ningún signo de pérdida o deterioro de la experiencia consciente. Por el contrario, eliminar incluso pequeñas áreas de la corteza posterior, donde se encuentran las zonas calientes, podría conducir a toda una clase de problemas con la conciencia: los pacientes no podían reconocer rostros, reconocer movimientos, colores o navegar en el espacio.
Así, uno pensaría que las miradas, sonidos y otras sensaciones de la vida que experimentamos nacen en áreas de la corteza posterior. Por lo que podemos decir, casi todas las experiencias conscientes aparecen allí. ¿Cuál es la diferencia fundamental entre estas regiones posteriores y la mayor parte de la corteza prefrontal, que no afecta directamente el contenido subjetivo? No sabemos. Sin embargo, un descubrimiento reciente indica que los neurocientíficos pueden estar cerca de una pista.
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Contador de conciencia
La medicina necesita un dispositivo que pueda detectar de manera confiable la presencia o ausencia de conciencia en personas con discapacidades o deficiencias. Durante la cirugía, por ejemplo, los pacientes se sumergen en anestesia para permanecer inmóviles y con la presión arterial estable, lo que les permite sentirse libres de dolor y evitar recuerdos traumáticos. Desafortunadamente, este objetivo no siempre se logra: cada año, cientos de pacientes permanecen conscientes bajo anestesia.
Otra categoría de pacientes que tienen una lesión cerebral traumática grave debido a un accidente, una infección o una intoxicación grave pueden vivir durante años sin poder hablar o responder a solicitudes verbales. Imagínese un astronauta flotando en el espacio escuchando al centro de control tratando de contactarlo. Su micrófono dañado no transmite su voz y parece completamente aislado del mundo. Asimismo, los pacientes con daños cerebrales que les impiden comunicarse con el mundo experimentan una forma extrema de aislamiento.
A principios de la década de 2000, Giulio Tononi de la Universidad de Wisconsin-Madison y Marcello Massimini de la Universidad de Milán en Italia inventaron la técnica del zip-zap para determinar si una persona está consciente o no. Los científicos colocan una bobina de cables en el cráneo y lo "disparan": envían un poderoso pulso de energía magnética al cráneo, induciendo brevemente una corriente eléctrica en las neuronas. Esta interferencia, a su vez, excita e inhibe las células asociadas de las neuronas en las áreas conectadas, barriendo el cerebro en una onda hasta que se extingue. Una red de sensores de EEG ubicada fuera del cráneo lee estas señales eléctricas. A medida que se despliegan con el tiempo, estos rastros, cada uno correspondiente a un lugar específico en el cerebro debajo del cráneo, se suman a una imagen.
Esta imagen no muestra ningún patrón, pero tampoco es completamente aleatoria. Te permite determinar cómo el cerebro está libre de conciencia, por ritmos. Los científicos cuantifican estos datos comprimiéndolos en un archivo con el algoritmo.zip habitual y obtienen la complejidad de la respuesta cerebral. Los voluntarios que se despertaron tenían un "índice de dificultad de perturbación" entre 0,31 y 0,7, que cayó por debajo de 0,31 con sueño profundo o anestesia. Massimini y Tononi probaron su método en 48 pacientes que tenían daño cerebral, pero que respondían y estaban despiertos, y encontraron que en cada caso, el método le permite determinar la presencia de conciencia en una persona.
Luego, el grupo aplicó el método a 81 pacientes que estaban mínimamente conscientes o en estado vegetativo. En el primer grupo, que mostró algunos signos de comportamiento no reflexivo, el método identificó con precisión a 36 personas en estado de conciencia de un total de 38. Identificó erróneamente a dos pacientes como inconscientes. De 43 pacientes vegetativos que no respondieron de ninguna manera, 34 fueron marcados inconscientes, pero 9 estaban conscientes. Sus cerebros respondieron de manera similar a los cerebros de aquellos que estaban conscientes, lo que significa que estaban conscientes, pero no podían comunicar esto a sus seres queridos.
La investigación actual tiene como objetivo estandarizar y mejorar el método zip-zap para pacientes neurológicos y extenderlo a pacientes psiquiátricos y pediátricos. Tarde o temprano, los científicos descubrirán un conjunto específico de mecanismos neuronales que generan algún tipo de experiencia consciente. Si bien estos hallazgos tendrán importantes implicaciones clínicas y ayudarán a las familias y amigos, no responden a preguntas fundamentales: ¿Por qué son estas neuronas y no esas? ¿Por qué con esta frecuencia y no con esa? El misterio que entusiasma a todos es cómo y por qué cualquier pieza organizada de sustancia activa genera sensaciones conscientes. Después de todo, el cerebro, como cualquier otro órgano, obedece a las mismas leyes de la física que el corazón y los riñones. ¿Qué los hace diferentes? ¿Qué biofísica transforma la masa gris,¿Una materia gris en el grandioso tecnicolor y la riqueza del sonido con que está dotada nuestra experiencia cotidiana con este mundo?
En última instancia, necesitamos una teoría científica satisfactoria de la conciencia que prediga en qué condiciones cualquier sistema físico dado, ya sea un circuito complejo de neuronas o transistores de silicio, comienza a experimentar en el sentido más verdadero de la palabra. ¿Por qué será diferente la calidad de estas experiencias? ¿Por qué el cielo azul claro es tan diferente del chirrido de un violín mal afinado? ¿Existe una función para estas diferencias en la experiencia y, de ser así, cuál? Tal teoría nos permitirá determinar qué experiencias tendrá un sistema en particular. Antes de que aparezca, cualquier conversación sobre la conciencia de la máquina se basará únicamente en nuestra intuición, que, como muestra la historia científica, es una guía poco confiable.
Ha surgido un debate particularmente feroz sobre las dos teorías de la conciencia más populares. Uno de ellos es la teoría del espacio neuronal global (GNW), desarrollada por el psicólogo Bernard Baars y los neurocientíficos Stanislas Dehanet y Jean-Pierre Shangieux. La teoría comienza con el postulado de que cuando te das cuenta de algo, muchas partes diferentes de tu cerebro acceden a esa información. Si, por el contrario, estás actuando de forma inconsciente, la información está localizada en el sistema sensorial-motor específico involucrado en el proceso. Por ejemplo, cuando escribe rápidamente, lo hace automáticamente. Preguntándote cómo lo haces y no puedes contestar: prácticamente no tienes acceso consciente a esta información, y está concentrada en los circuitos cerebrales que conectan tus ojos con el rápido movimiento de tus dedos.
Hacia la teoría fundamental
Según GNW, la conciencia surge de un cierto tipo de procesamiento de información, familiar desde los primeros días de la inteligencia artificial, cuando los programas especializados accedían a pequeños depósitos de información compartidos. Independientemente de los datos escritos en esta "placa", se dispuso de varios procesos auxiliares: memoria de trabajo, lenguaje, módulo de planificación, etc. Según GNW, la conciencia surge cuando la información sensorial entrante escrita en un tablero de este tipo se transmite ampliamente a diferentes sistemas cognitivos, que procesan estos datos para la conversación, la preservación, el recuerdo o la acción.
Dado que no hay mucho espacio en este tablero, es posible que no tengamos mucha información al mismo tiempo. Se cree que la red de neuronas que transmiten estos mensajes está ubicada en los lóbulos frontal y parietal. Una vez que los datos escasos se difunden a través de la red y están disponibles a nivel mundial, la información se vuelve consciente. Es decir, el sujeto es consciente de ello. Aunque las máquinas modernas aún no han alcanzado este nivel de complejidad cognitiva, es solo cuestión de tiempo antes. GNW asume que las computadoras del futuro serán conscientes.
La Teoría de la Información Integrada (IIT), desarrollada por Tononi y sus colegas, incluido yo mismo, tiene un punto de partida completamente diferente: la experiencia en sí. Cualquier experiencia tiene ciertas propiedades esenciales. Es interno, existe solo para el sujeto como "dueño", está estructurado (un autobús amarillo frena frente a un perro que cruza la calle), es concreto, se puede distinguir de otras experiencias conscientes, como un plano separado de una película. Además, es uniforme y definido. Mientras se sienta en un banco del parque en un día cálido y agradable viendo a los niños jugar, las diferentes partes de la experiencia (la brisa en su cabello, la alegría de la risa de su bebé) no se pueden dividir en partes sin perder la plenitud de la experiencia.
Tononi postula que cualquier mecanismo complejo e interconectado, cuya estructura codifica múltiples relaciones causales, tendrá estas propiedades y, por lo tanto, tendrá algún nivel de conciencia. Si, como el cerebelo, este mecanismo carece de integración y complejidad, no se da cuenta de nada. Según el IIT, la conciencia es una fuerza causal intrínseca que poseen mecanismos complejos como el cerebro humano.
IIT también predice que las simulaciones sofisticadas de un cerebro humano que se ejecuta en una computadora digital no pueden ser conscientes, incluso si habla de una manera que es indistinguible de una persona real. Así como modelar la atracción gravitacional masiva de un agujero negro no deformará el espacio-tiempo alrededor de una computadora, la programación mental nunca creará una computadora consciente.
Nos enfrentamos a dos tareas. Uno de ellos es utilizar herramientas cada vez más avanzadas, observar e investigar neuronas, buscar conciencia en estas neuronas. Se necesitarán décadas, dada la complejidad bizantina del sistema nervioso central. Otro desafío es confirmar o refutar las dos teorías dominantes. O crea el mejor sobre los fragmentos de estos dos y explica cómo un órgano de un kilo y medio nos da la plenitud de sensaciones.
Ilya Khel
