El origen y la naturaleza de las experiencias conscientes — a veces se les llama con la palabra latina qualia — han sido un misterio para nosotros desde la antigüedad hasta tiempos recientes. Muchos filósofos de la conciencia, incluidos los contemporáneos, consideran que la existencia de la conciencia es una contradicción tan inaceptable con respecto a lo que, según ellos, es el mundo de la materia y el vacío, que la declaran una ilusión. En otras palabras, o bien niegan la existencia de qualia en principio, o bien afirman que no se pueden estudiar de manera significativa mediante la ciencia.
Si esta afirmación fuera verdadera, este artículo sería muy corto. Y no habría nada más debajo. Pero hay algo...
Si la conciencia no se puede concebir mediante herramientas científicas, solo habría que explicar por qué tú, yo y casi todos los demás estamos tan seguros de que realmente tenemos sentimientos. Sin embargo, un diente enfermo me causó un absceso. Un sutil argumento para convencerme de que mi dolor es ilusorio no me aliviará en lo más mínimo de este sufrimiento. No tengo simpatía por tal interpretación estancada de la relación entre el alma y el cuerpo, así que, probablemente, continuaré.
La conciencia es todo lo que sientes (basado en la información de los órganos sensoriales) y luego experimentas (a través de la percepción y la comprensión).
Una melodía atascada en la cabeza, el sabor de un postre de chocolate, un dolor de muelas punzante, amor por un niño, pensamiento abstracto y la comprensión de que algún día todas las sensaciones llegarán a su fin.
Los científicos están acercándose poco a poco a desentrañar el misterio que ha intrigado a los filósofos durante mucho tiempo. Y la culminación de estas investigaciones científicas se espera que sea — una teoría de la conciencia estructurada y operativa. El ejemplo más destacado de la aplicación de esta teoría es la inteligencia artificial completa (esto no excluye la posibilidad de que surja una IA sin una teoría de la conciencia, basada en enfoques empíricos ya existentes en el desarrollo de la IA)
La mayoría de los científicos aceptan la conciencia como un hecho y buscan entender su relación con el mundo objetivo que describe la ciencia. Hace un cuarto de siglo, Francis Crick y otros decidieron dejar de lado las discusiones filosóficas sobre la conciencia (que han inquietado a los científicos al menos desde los tiempos de Aristóteles) y, en su lugar, embarcarse en la búsqueda de sus huellas físicas.
¿Qué es lo que genera la conciencia en la parte extremadamente excitada del tejido cerebral? Si los científicos logran descubrir esto, pueden esperar acercarse a la solución de un problema más fundamental.
En particular, los neurobiólogos buscan los correlatos neuronales de la conciencia (CNC) — los mecanismos neuronales más pequeños, suficientes en conjunto para cualquier experiencia consciente específica en las sensaciones.
¿Qué debe ocurrir en el cerebro para que experimentes dolor de muelas, por ejemplo? ¿Algunas células nerviosas deben vibrar a alguna frecuencia mágica? ¿Es necesario activar algunos 'neuronas de la conciencia' especiales? ¿En qué áreas del cerebro podrían estar estas células?
Correlatos neuronales de la conciencia
En la definición de CNC, la aclaración 'mínimo' es importante. Después de todo, el cerebro como un todo puede considerarse CNC — día tras día genera sensaciones. Sin embargo, su localización puede definirse con mayor precisión. Tomemos la médula espinal: un tubo flexible de tejido nervioso de 46 centímetros dentro de la columna vertebral, que contiene alrededor de mil millones de células nerviosas. Si debido a una lesión la médula espinal se daña completamente hasta la zona cervical, la persona afectada queda paralizada en las piernas, manos y torso, no podrá controlar sus intestinos y vejiga, y carecerá de sensaciones corporales. Sin embargo, tales personas con parálisis continúan experimentando la vida en toda su diversidad: ven, oyen, huelen, sienten emociones y recuerdan tan bien como antes de que un trágico suceso cambiara radicalmente sus vidas.
O tomemos el cerebelo — el 'cerebro pequeño' en la parte posterior del cerebro. Este sistema cerebral, uno de los más antiguos en un sentido evolutivo, participa en el control de la motricidad, la posición del cuerpo y la marcha, y también es responsable de la ejecución ágil de secuencias de movimientos complejos.
Tocar el piano, escribir en un teclado, el patinaje artístico o la escalada — en todas estas actividades está involucrado el cerebelo. Está dotado de las neuronas más famosas llamadas células de Purkinje, que tienen extensiones que se despliegan como un coral marino, y esconden una compleja dinámica eléctrica. Además, el cerebelo contiene el mayor número de neuronas, alrededor de 69 mil millones (principalmente son labrocitos cerebelosos en forma de estrella) — cuatro veces más, que todo el cerebro junto (recuerden, este es un punto importante).
¿Qué sucede con la conciencia si una persona pierde parcialmente el cerebelo como resultado de un accidente cerebrovascular o durante una operación quirúrgica?
¡Prácticamente nada crítico para la conciencia!
Los pacientes con tal daño se quejan de algunos problemas, como una menor fluidez al tocar el piano o al escribir en el teclado, pero nunca de la pérdida total de alguno de los aspectos de su conciencia.
El estudio más detallado sobre el impacto de los daños en el cerebelo en las funciones cognitivas se ha investigado extensamente en el contexto de . Pero incluso en estos casos, además de los problemas de coordinación y espacio (mencionados anteriormente), solo se han establecido alteraciones no críticas en los aspectos ejecutivos del control, caracterizadas por , distracción y una ligera disminución de la capacidad de aprendizaje.
El extenso aparato cerebeloso no tiene relación con las experiencias subjetivas. ¿Por qué? Una pista importante está en su red neuronal: es excepcionalmente uniforme y paralela.
El cerebelo es prácticamente una cadena de distribución directa: una fila de neuronas alimenta a la siguiente, que a su vez influye en la tercera. No hay bucles de retroalimentación que resuenen hacia adelante y hacia atrás dentro de la actividad eléctrica. Además, el cerebelo se divide funcionalmente en cientos, si no más, de módulos computacionales independientes. Cada uno de ellos opera en paralelo, con entradas y salidas separadas que controlan los movimientos o diferentes sistemas motores o cognitivos. Casi no interactúan entre sí, mientras que en el caso de la conciencia, esto es otra característica ineludible.
Una lección importante que se puede extraer del análisis de la médula espinal y el cerebelo es que el genio de la conciencia no surge tan fácilmente en cualquier lugar de excitación del tejido nervioso. Se necesita algo más. Este factor adicional reside en la materia gris que compone la célebre corteza cerebral — su superficie externa. Todos los datos disponibles indican que en la generación de sensaciones participan tejidos.
Se puede restringir aún más el área del foco de la conciencia. Tomemos, por ejemplo, los experimentos en los que se someten a diferentes estímulos los ojos derecho e izquierdo. Imagina que la fotografía de un 'Lada Priora' es visible solo para tu ojo izquierdo, mientras que la imagen de un 'Tesla S' solo para el derecho. Se podría suponer que verás algún automóvil nuevo de la superposición entre el Lada y el Tesla. Sin embargo, en realidad, durante unos segundos verás el Lada, después desaparecerá y aparecerá el Tesla, luego desaparecerá y volverá a aparecer el Lada. Las dos imágenes estarán en un interminable baile alternativo, lo que los científicos llaman competición binocular, o rivalidad de las retinas. La información ambigua llega al cerebro desde el exterior y no puede decidir: ¿es un Lada o un Tesla?
Si mientras tanto estás acostado en un tomógrafo que registra la actividad cerebral, los científicos constatan actividad en un amplio espectro de zonas corticales, llamadas en conjunto la 'zona caliente posterior' (posterior hot zone). Estas son las áreas parietal, occipital y temporal en la parte posterior de la corteza cerebral, y juegan un papel fundamental en el seguimiento de lo que vemos.
Es interesante que la corteza visual primaria, que recibe y transmite la información que proviene de los ojos, no refleja lo que ve la persona. Una división similar del trabajo también se observa en el caso de la audición y el tacto: la corteza auditiva primaria y la corteza somatosensorial primaria no contribuyen directamente al contenido de la experiencia auditiva y somatosensorial. La percepción consciente (incluyendo las imágenes del Lada y el Tesla) es generada por etapas posteriores de procesamiento en la zona caliente posterior.
Por lo tanto, las imágenes visuales, sonidos y otras sensaciones vitales se originan en la corteza posterior del cerebro. Según los neurobiólogos, casi todas las experiencias conscientes comienzan precisamente allí.
Contador de conciencia
Para los procedimientos, por ejemplo, se somete a los pacientes a anestesia para que no se muevan, mantengan una presión arterial estable, no sientan dolor y, posteriormente, no tengan recuerdos traumáticos. Desafortunadamente, esto no siempre se logra: cada año, cientos de pacientes bajo anestesia están, en mayor o menor grado, conscientes.
Otra categoría de pacientes con daño cerebral severo como resultado de lesiones, infecciones o envenenamientos graves puede existir durante años sin la capacidad de hablar o responder a estímulos. Demostrar que sienten la vida es una tarea extremadamente difícil.
Imaginen a un astronauta perdido en el universo que escucha los intentos del centro de control de vuelo por comunicarse con él. Un radio roto no transmite su voz, por lo que el mundo lo considera desaparecido. Así se puede describir la desesperada situación de los enfermos cuyo cerebro dañado les ha privado de contacto con el mundo, una especie de forma extrema de aislamiento.
A principios de la década de 2000, Giulio Tononi de la Universidad de Wisconsin-Madison y Marcello Massimini aplicaron por primera vez un método llamado , para determinar si una persona está consciente o no.
Los científicos colocaron una bobina con cables en la cabeza y enviaron una descarga eléctrica (zap) — una fuerte carga de energía magnética que provocaba una corriente eléctrica breve. Esto excitaba y detenía las células nerviosas en áreas relacionadas de la cadena, y una onda resonaba a través de la corteza cerebral hasta que la actividad se apagaba.
Una red de sensores de electroencefalograma fijados a la cabeza registraba las señales eléctricas. A medida que las señales se propagaban gradualmente, sus huellas, cada una correspondiente a un punto específico debajo de la superficie del cráneo, se convertían en una película.
Las grabaciones no mostraban un algoritmo típico, pero tampoco eran completamente aleatorias.
Curiosamente, cuanto más predecibles eran los ritmos que estallaban y se desvanecían, mayor era la probabilidad de que el cerebro estuviera en un estado inconsciente. Los científicos midieron esta suposición comprimiendo los datos del video utilizando un algoritmo similar al que se usa para archivar archivos informáticos en formato ZIP. La compresión proporcionó una estimación de la complejidad de la reacción del cerebro. Los voluntarios que estaban conscientes mostraron un "índice de complejidad de perturbaciones" de 0,31 a 0,70, y el índice caía por debajo de 0,31 si estaban en un estado de sueño profundo o bajo anestesia.
Luego, el equipo probó zip and zap en 81 pacientes que estaban en un estado mínimo de conciencia o inconscientes (en coma). En el primer grupo, que mostraba algunos signos de comportamiento no reflexivo, el método demostró correctamente que 36 de 38 estaban conscientes. De los 43 pacientes en estado de "vegetal", con los que los familiares al pie de la cama del hospital no pudieron establecer comunicación alguna, 34 fueron clasificados como inconscientes, y otros nueve no. Su cerebro respondía de manera similar a aquellos que estaban conscientes, lo que significaba que también estaban conscientes, pero no podían comunicarse con sus seres queridos.
La investigación actual tiene como objetivo estandarizar y mejorar la metodología para pacientes neurológicos, así como expandirla a pacientes de los departamentos psiquiátricos y pediátricos. Con el tiempo, los científicos identificarán un conjunto específico de mecanismos nerviosos que generan experiencias.
En términos generales, necesitamos una teoría científica convincente de la conciencia que responda a la pregunta de en qué condiciones un determinado sistema físico —ya sea una compleja red de neuronas o transistores de silicio— experimenta sensaciones. ¿Y por qué la calidad de las experiencias es diferente? ¿Por qué un cielo azul puro se siente diferente de el chirrido de un violín mal afinado? ¿Tienen esas diferencias en sensaciones alguna función específica? Si es así, ¿cuál? La teoría permitirá predecir qué sistemas serán capaces de sentir algo. En ausencia de una teoría con pronósticos verificables, cualquier conclusión sobre la conciencia de las máquinas se basa exclusivamente en nuestra intuición interna, la cual, como ha demostrado la historia de la ciencia, debe ser considerada con cautela.
Una de las principales teorías de la conciencia es la teoría (GWT), propuesta por el psicólogo Bernard Baars y los neurobiólogos Stanislas Dehaene y Jean-Pierre Changeux.
Primero afirman que, cuando una persona toma conciencia de algo, el acceso a esa información lo obtienen múltiples áreas diferentes del cerebro. En cambio, si una persona actúa de manera inconsciente, la información se localiza en un sistema sensoriomotor específico que está involucrado. Por ejemplo, cuando escribes rápidamente, lo haces de forma automática. Si te preguntan cómo lo haces, no podrás responder, ya que tienes acceso limitado a esta información, la cual se localiza en las cadenas nerviosas que conectan los ojos con los rápidos movimientos de los dedos.
La disponibilidad global genera solo un flujo de conciencia, ya que si un proceso es accesible para todos los demás procesos, está disponible para todos ellos: todo está conectado con todo. Así es como se lleva a cabo el mecanismo de supresión de imágenes alternativas.
Esta teoría explica bien diversas perturbações mentales, donde fallos de centros funcionales específicos, relacionados con patrones de actividad neuronal (o una región entera del cerebro), distorsionan el flujo general de "espacio de trabajo", alterando así la imagen en comparación con el estado "normal" (de una persona sana).
En el camino hacia la teoría fundamental
La teoría "GWT" sostiene que la conciencia surge de un tipo especial de procesamiento de información: uno que conocemos desde los inicios de la IA, cuando programas especiales tenían acceso a un pequeño almacén de datos de acceso público. Cualquier información escrita en el "tablón de anuncios" se convertía en accesible para una serie de procesos auxiliares: memoria operativa, lenguaje, módulo de planificación, reconocimiento de caras, objetos, etc. Según esta teoría, la conciencia surge cuando la información sensorial entrante escrita en el tablón se transfiere a múltiples sistemas cognitivos —los cuales procesan los datos para la reproducción verbal, el almacenamiento en memoria o la realización de acciones.
Dado que el espacio en un tablón de anuncios así es limitado, en cada momento específico solo podemos disponer de una cantidad mínima de información. Se presume que la red de neuronas que transmite estos mensajes se encuentra en los lóbulos frontal y parietal.
Tan pronto como estos escasos (dispersos) datos se transmiten a la red y se vuelven accesibles, la información se vuelve consciente. Es decir, el sujeto la reconoce. Las máquinas modernas aún no han alcanzado este nivel de complejidad cognitiva, pero es solo cuestión de tiempo.
La teoría «GWT» sostiene que las computadoras del futuro serán conscientes.
La teoría de la información integrada (IIT), desarrollada por Tononi y sus colegas, utiliza un punto de partida completamente diferente: las propias experiencias. Cada experiencia tiene características clave particulares. Es inmanente, existe solo para el sujeto como 'dueño'; está estructurada (un taxi amarillo se detiene mientras un perro marrón cruza la calle); y es concreta, diferente de cualquier otra experiencia consciente, como un fotograma en una película. Además, es entera y definida. Cuando en un cálido y claro día, usted se sienta en un banco del parque y observa a los niños jugar, los diversos elementos de la experiencia -el viento que agita el cabello, la sensación de alegría por las risas de los niños- no se pueden separar sin que la experiencia deje de ser lo que es.
Tononi postula que tales propiedades -es decir, un cierto nivel de conciencia- se encuentra en cualquier mecanismo complejo y conectado, en cuya estructura está codificado un conjunto de relaciones causales. Esto se sentirá como algo que surge desde adentro.
Pero si, como en el cerebelo, al mecanismo le falta complejidad y conexión, no será consciente de nada. Según esta teoría,
la conciencia es una capacidad contingente inherente asociada con mecanismos complejos, como el cerebro humano.
La teoría también deriva de la complejidad subyacente a la estructura interconectada un único número no negativo Φ (pronunciado “fi”), que cuantitativamente expresa esta conciencia. Si Φ es cero, el sistema no tiene ninguna conciencia. Por el contrario, cuanto mayor es el número, mayor es la fuerza aleatoria inherente del sistema y más consciente es. El cerebro, que tiene una conectividad colosal y altamente específica, tiene un Φ muy alto, lo que sugiere un alto nivel de conciencia. La teoría explica varios hechos: por ejemplo, por qué el cerebelo no está involucrado en la conciencia o por qué el contador zip y zap realmente funciona (los números emitidos por el contador son aproximadamente Φ).
La teoría «IIT» predice que una avanzada simulación del cerebro humano basada en una computadora digital no puede ser consciente, incluso si su habla no se puede diferenciar de la humana. Al igual que una simulación de la intensa gravedad de un agujero negro no deforma el continuo espacio-tiempo alrededor del código que usa la computadora, programada la conciencia nunca generará una computadora consciente. Giulio Tononi y Marcello Massimini, revista «Nature» 557, S8-S12 (2018)
Según el IIT, la conciencia no puede ser calculada ni computada: debe estar integrada en la estructura del sistema.
El principal desafío para los neurobiologistas modernos es utilizar todas las herramientas cada vez más sofisticadas a su disposición para estudiar las infinitas conexiones de diversas neuronas que forman el cerebro, para delinear más a fondo las huellas neuronales de la conciencia. Teniendo en cuenta la complicada estructura del SNC, esto tomará décadas. Y finalmente formular una teoría principal basada en fragmentos existentes. Una teoría que desentrañe el acertijo principal de nuestra existencia: cómo un órgano que pesa 1,36 kg y cuya composición se asemeja al tofu de soja encarna el sentido de la vida.
Una de las aplicaciones más interesantes de esta nueva teoría, en mi opinión, es la posibilidad de crear IA con conciencia y, lo más importante, sensaciones. Además, una teoría fundamental de la conciencia permitirá desarrollar métodos y caminos para una evolución más rápida de las capacidades cognitivas humanas. Del ser humano del futuro.
Fuente: habr.com
