Perspectivas en neurociencia

por Manuel Fontoira Lombos (manuel.fontoira.lombos@sergas.es)

Cuando dos asteroides colisionan en el vacío, lo que tiene lugar es una transformación de la energía. La forma de esa transformación, a escala macroscópica, es la de un choque de dos rocas, según la interpretación de un observador macroscópico.

La forma macroscópica de dicha transformación es información concerniente al fenómeno. Dicha información es un trasunto de lo que ocurre, y es real, pero no es lo que ocurre verdaderamente de manera concreta. Lo concreto es aquello que ocurre en la escala mínima. Por ejemplo, un fotón es un fotón en la escala ultramicroscópica, no un trasunto de otra cosa. Mientras no se descubra una escala menor, un fotón es un objeto concreto, no está constituido por otros objetos de una escala menor, es elemental, irreducible, y no es otra cosa aparte de un fotón.

La interacción sistemática entre objetos concretos adopta la forma de fenómenos emergentes que, aun siendo complejos y reales (real = detectable = efectivo) no por ello dejan de ser trasuntos, "puzzles fluidos" cambiando de estado en cuatro dimensiones, formas configuradas sistemáticamente por sus piezas, información. La información consiste en una interacción entre objetos y un cambio de sus estados que implica una comunicación de dicha información; la información es la medida de la inversa de la entropía [1].

Un objeto es aquello que un observador determina como objeto. Hay objetos concretos y abstractos. Abstracto es un objeto como la palabra "fotón", que es un trasunto abstracto de un fotón. Hay objetos concretos sin contrapartida abstracta, y también hay objetos abstractos sin contrapartida concreta, como "belleza", que es una aproximación más o menos afortunada a la concreción, eficaz como concreta con un error despreciable en la práctica, como cuando un observador subjetivo realmente admira la belleza de algún objeto en particular, asumiendo su concreción con un error despreciable en la práctica, despreciable gracias a que el observador subjetivo está confinado en una escala macroscópica de observación determinada, que de ese modo actúa como escala mínima.

Los fotones, aunque sean concretos, pueden ser virtuales (virtual = latente = irreal = indetectable = inefectivo).

La parte detectable del universo es la real, que incluye lo concreto y lo abstracto, pero hay además una parte virtual que tiene la posibilidad de ser efectiva, posibilidad que se formula en función de una probabilidad no-nula para cada historia posible. Dicha parte virtual podría ser el resultado de una interpretación intuitiva de algo contraintuitivo difícil de explicar de otro modo, pero lo cierto es que se recurre a los objetos virtuales para explicar diversos fenómenos reales a escala ultramicroscópica, como es el caso de los fotones virtuales que explican el mecanismo de transferencia de Förster [2]. La mente (el encéfalo en funcionamiento), incluida la percepción consciente y subjetiva de la realidad, es parte de la realidad, y no es preciso recurrir a la virtualidad para explicar la mente [3] [4].

Así como las microgotas de una nube en el cielo pueden adoptar la forma macroscópica de un animal, sin que las microgotas de una nube sean partículas cuánticas elementales ultramicroscópicas, las microscópicas neuronas, que tampoco son partículas elementales, pueden adoptar la forma de la experiencia consciente subjetiva, que es una forma más compleja que la de un animal en una nube, pero que no por ello deja de ser otro trasunto, formas que surgen con los cambios del estado morfofuncional de la estructura autoorganizada del encéfalo, y cuya emergencia se explica sin necesidad de recurrir a lo virtual, pues se explica a partir de fenómenos reales conocidos [5].

Del mismo modo que no hay que confundir entre sí los términos: concreto-abstracto con real-virtual ni con verdadero-falso, tampoco hay que confundir entre sí conciencia y subjetividad (subjetividad = conciencia subjetiva en particular, no conciencia en general). La subjetividad es una propiedad emergente en encéfalos con suficiente complejidad, y consiste en la experiencia consciente como sujeto. La experiencia consciente subjetiva es efectiva a escala macroscópica (escala de redes neurales), mientras que el proceso morfofuncional neuronal fundamental tiene lugar a escala microscópica (escala de neuronas y circuitos). La emergencia de la subjetividad depende de la complejidad del sistema, y el mecanismo de emergencia de la subjetividad a partir de la interacción neuronal consiste en un cambio de escala en el sistema constituido por el encéfalo a lo largo de su dinámico y peculiar proceso morfofuncional normal [5].

Los que intuyen que debe de haber alguna relación entre la mecánica cuántica y los fenómenos de la conciencia y la subjetividad [6] quizá no anden del todo desencaminados, ya que la emergencia de la subjetividad es un fenómeno seudomacrocuántico, y tiene lugar en el terreno de la abstracción (de ahí que se lo califique como "seudo", pues es el trasunto de un fenómeno macrocuántico).

Un fenómeno macrocuántico es un fenómeno cuántico perceptible a simple vista, a escala macroscópica confinada. El fenómeno seudomacrocuántico que tiene lugar en el encéfalo, y mediante el cual emerge la propiedad de la subjetividad en el sistema, consiste en un seudoentrelazamiento de los objetos abstractos procesados en el encéfalo. Dicho de otro modo: la conciencia subjetiva se confina y emerge mediante una seudosuperposición de estados producto en el encéfalo [5].

Hay otros sistemas, distintos al encéfalo, que dan forma a escala macroscópica al trasunto de algunos de los fenómenos propios de escalas ultramicroscópicas. Es el caso del agua, que mediante el movimiento de sus moléculas genera ondas macroscópicas que presentan características similares a las de los fotones (los fotones son ondas).

Por ejemplo, las ondas (o seudo-ondas) en el seno de un líquido, o las ondas sonoras en el aire, presentan fenómenos de interferencia, como las ondas de luz. Pero ni las ondas del agua ni las del aire son ondas concretas (aunque a ciertos efectos se puedan tomar como concretas en la práctica a determinada escala), ya que ni llevan asociada una partícula, como el fotón, ni son más que formas del agua, información, formas que representan a ondas. Un fotón no es el trasunto de una onda, es una onda (y un corpúsculo).

El movimiento ondulatorio en el aire y en el agua no son ondas concretas, pero son un trasunto aceptable con un error despreciable en la práctica a determinada escala, pues, de hecho, los animales realmente oyen, y las olas realmente rompen en la costa. Hay más ejemplos de fenómenos ultramicroscópicos representados a escala macroscópica por formas emergentes, como es el caso del movimiento orbital.

En el caso del sonido, su representación en el encéfalo en forma cuantificada, codificada, asociada, integrada, isomórfica, organizada, compatible, real y abstracta le otorga a las ondas del aire, en el terreno de la abstracción, esa particularidad de la que carecen, una seudoparticularidad que, aunque falsa, es real, es detectable, pues un individuo realmente oye algo que considera concreto con un error despreciable en la práctica, aunque dicha percepción ya no sea el movimiento del aire, sino su representación abstracta en unas redes neurales al "moverse" el encéfalo, al ir cambiando su estado morfofuncional, al generar información.

En el encéfalo las neuronas generan, conducen y transmiten potenciales de acción, que descargan en trenes que, además de representar al entorno, representan ondas también, ondas de actividad neuronal. La teoría de la emergencia de la subjetividad mediante el cambio de escala [5] predice la existencia de un movimiento con carácter ondulatorio (y cuántico) de la materia encefálica autoorganizada, a escala microscópica. Ésto no es nuevo, pues ya desde la época de Sherrington se le ha dado gran importancia a los fenómenos de "concurrencia temporal de la actividad neuronal", es decir, a los fenómenos de sincronización de la actividad neuronal, interés que ha seguido vivo desde entonces, como es sabido [7].

Pero es que esta teoría del cambio de escala predice algo más que los fenómenos de sincronización neuronal (sincronización = puesta "en fase" de las ondas de actividad neuronal, haciendo coincidir crestas con crestas y valles con valles). Lo que esta teoría predice además, tal como reza en su enunciado (la conciencia subjetiva se confina y emerge mediante una seudosuperposición de estados producto en el encéfalo), es que la actividad neuronal debe verse también implicada en la representación de fenómenos de interferencia de la actividad neuronal, o sea, fenómenos de formación de ondas coherentes; es decir, que aparte de encontrarse actividad neuronal sincronizada, en fase, deberían poderse detectar fenómenos de coherencia de la actividad neuronal; dicho de otro modo: debería poderse detectar actividad neuronal caracterizada por el mantenimiento de una diferencia de fase constante entre ciertas neuronas, independientemente de si están en fase (sincronizadas), o no.

Según esta teoría, para localizar el correlato de la subjetividad probablemente haya que buscar entonces actividad neuronal coherente, y no sólo sincronismo neuronal (tal vez el enigmático papel de las áreas de asociación cortical sea, entre otros, el de dotar de coherencia a la actividad neuronal). Encontrar este tipo de actividad neuronal coherente (con una diferencia de fase constante), mediante registro en vivo con microelectrodos, supondría un respaldo importante para esta teoría.

Esta teoría se refiere a la emergencia de la subjetividad, de la conciencia subjetiva en particular, no de la conciencia en general. Lo que emerge es la propiedad de la subjetividad. La conciencia ya se encuentra a escala microscópica, pues consciente es la información transmitida entre neuronas. La información que se transmite entre neuronas es abstracta (representativa), real, isomórfica y compatible; dicha información es por tanto un conocimiento verdadero, y con un error despreciable, del objeto representado, es consciente [3][8].

No hay que confundir subjetividad y conciencia. La conciencia es un concepto abstracto referido a una propiedad característica del sistema nervioso a escala micróscópica, que no se pierde a escala macroscópica con el cambio de escala de observación (de modo que la propiedad emergente de la subjetividad conlleva una experiencia consciente que además es subjetiva).

La propiedad de la conciencia implica que la información abstracta procesada en el sistema nervioso es consciente. El proceso físico de la conciencia depende de la interacción sistemática de muchas piezas, y por tanto no es el resultado de una sola causa, sino de un proceso físico, real, complejo y sistemático, que implica a numerosos objetos de un sistema. La conciencia no se explica respondiendo a un por qué, sino a un cómo.

Las neuronas no son conscientes, lo consciente es la información que transmiten, y la conciencia en sí no existe de forma concreta, es una abstracción con la que se quiere dar cuenta de una propiedad del sistema nervioso.

Los seres conscientes no poseen la conciencia de forma concreta en lugar alguno de su cuerpo. La conciencia es una propiedad, no un objeto concreto, ni un neurotransmisor secretado por una neurona, ni un campo electromagnético exótico, etc. Los seres son conscientes al transmitir información consciente.

En el lenguaje coloquial se entiende por estar consciente a estar despierto como sujeto individual y con algún contenido informático presente en dicha experiencia, es decir, se entiende como sinónimo de la experiencia consciente subjetiva en particular, que es un estado morfofuncional del encéfalo. Pero existe el estado consciente no subjetivo (que quizá sea preferible denominar subconsciente, o infrasubjetivo, antes que inconsciente, como lo denominaba Freud), pues la información infrasubjetiva es consciente, aunque pueda no estar integrada en el fenómeno particular de la subjetividad en un momento dado. De modo subconsciente se resuelven de manera incesante infinidad de problemas, y se puede comprobar cómo las soluciones surgen de manera automática por sistema. Las respuestas emergen en la subjetividad de manera automática tras ser procesadas de manera consciente y sistemática, pero infrasubjetiva, y emergen con tanta rapidez, desde el punto de vista de la subjetividad, que las respuestas parecen instantáneas, como si hubiesen surgido de la virtualidad, pero provienen del subconsciente, que forma parte de la realidad, y tardan unos milisegundos en producirse.

La información abstracta transmitida y procesada por las neuronas en las sinapsis es consciente, aunque posiblemente no subjetiva a escala microscópica en cada sinapsis, pues para que sea subjetiva debe emerger la subjetividad, algo que requiere una determinada organización morfofuncional y cierta complejidad.

Se desconoce si el sistema nervioso de una hormiga es lo suficientemente complejo como para llevar a cabo una seudosuperposición de estados producto en su sistema nervioso y que se confine y emerja la subjetividad. Pero una hormiga procesa información consciente, de modo que su conducta es consciente, aunque quizá sin experiencia consciente subjetiva del fenómeno.

¿Es consciente un protozoo, aunque no posea sistema nervioso, o es consciente su conducta al menos, dado que es un ser vivo, basado en la autoorganización, y con una conducta propositiva?

La hormiga integra su conducta motora en parte en función de la integración de la información abstracta que procesa (menos compleja que la que procesa un ser humano, pero abstracta a fin de cuentas). A diferencia de lo que ocurre con la hormiga, cuando un protozoo capta información del entorno no la codifica en forma abstracta.

Los receptores del protozoo que interactúan con sus estímulos cambian de estado, pero dicho cambio de estado, aunque supone una comunicación de información y preludia una conducta propositiva, no supone una abstracción de información sobre el entorno. Cuando colisionan las moléculas que configuran el proceso físico sistemático llamado protozoo vivo, las microconductas moleculares del protozoo le permiten comunicarse con el entorno, pero no abstraen el entorno, por lo que difícilmente pueden configurar información consciente: si un estímulo E1 del entorno provoca una cambio en la molécula M1 del protozoo, receptora específica de E1, cambiando a M1´, M1´ ya no comunicará a M2, con la que colisionará específicamente, información codificada sobre E1, sino referente a M1´. Aunque M1 haya cambiado de estado por su interacción con E1, M1´ no es E1, ni su representación, sino un eslabón en la cadena: ¿?-E1-M1-M1´-M2-¿?. La secuencia de comunicación de información que empieza en el entorno continúa en el protozoo, lo cual le permite integrar una conducta propositiva, pero la integra inconscientemente.

El protozoo continúa la secuencia que proviene del entorno, pero no forma en su sistema molecular una representación cuantificada, codificada, real, abstracta, isomórfica y compatible del entorno, no conoce su entorno, no se abstrae de él, forma parte de él, así que ni conoce su entorno ni se conoce a sí mismo.

Bibliografía:

Shannon C E, Weaver W. The mathematical theory of communication. Urbane, Illinois: University of Illinois Press; 1949.

Arnold S. Microesferas, átomos fotónicos y la física de la nada. Investigación y ciencia. 2003; 2: 76-83.

Fontoira M. Mente y biofísica. Rev Neurol 2006; 42 (1): 62-63.

Fontoira M. Red neural y memoria. www.redcientifica.com 2005

Fontoira M. Emergencia de la conciencia. www.redcientifica.com 2005

Pastor-Gómez J. Mecánica cuántica y cerebro: una revisión crítica. Rev Neurol 2002; 35 (1): 87-94.

Fontoira M. El correlato de la conciencia. www.redcientifica.com 2005.

Fontoira M. Explicación de la coherencia mental. www.redcientifica.com 2005.

Manuel Fontoira Lombos

manuel.fontoira.lombos@sergas.es

Doctor en medicina, especialista en neurofisiología clínica.

Pontevedra, España