¿Cómo consigue el cerebro computar información de forma coherente con la realidad macroscópica, si sus piezas son microscópicas?

El proceso mental consiste en la asociación e integración de información abstracta en el cerebro. La asociación consiste en una sucesión sistemática de objetos (por ejemplo, objetos abstractos, como la imagen mental de las letras "p", "a" y "n"). La integración consiste en un conjunto de objetos relacionados sistemáticamente manifestándose como un todo a ciertos efectos (por ejemplo, la palabra "pan" por la asociación sistemática e integración en un todo de las letras "p", "a" y "n").

El proceso mental es impredecible: no se puede saber en qué estará pensando una persona al cabo de un minuto. Es impredecible, dado que el cerebro es material, y la materia está sometida al caos fundamental que rige los fenómenos naturales, está sometida al aumento de la entropía en los sistemas físicos. A pesar de este caos fundamental, hay orden: uno puede recordar una y otra vez un nombre de pila; y una y otra vez es posible establecer una continua correlación entre lo que sucede en el entorno y lo que se interpreta sobre él, de manera que lo que se piensa sea coherente con lo que hay que pensar antes de integrar una conducta adecuada a las circunstancias macroscópicas reales.

Según Hofstadter (1), un sistema es coherente con la realidad si todo teorema es verdadero, y, además, los teoremas son coherentes entre sí si son compatibles, verdaderos al mismo tiempo. Un teorema es una proposición verdadera, por ejemplo, X=X. Se confirma que es un teorema si se demuestra que la proposición es verdadera, si cada paso de la secuencia probada es posible de acuerdo con las reglas del sistema. En el caso del sistema de redes neurales del cerebro, cada paso de una secuencia de transmisión neuronal de información efectiva será verdadero necesariamente. En un cerebro dado, cada secuencia neuronal que se consume será la verdadera en ese momento, aunque se trate del cerebro de una persona enferma con ideación delirante.

El pensamiento abstracto es coherente con la realidad macroscópìca del entorno si la información cerebral acerca del entorno es compatible con el entorno. Por ejemplo: si un objeto cae por su peso, se percibirá que cae por su peso. La demostración de esta coherencia del pensamiento con el entorno es innata e intuitiva: se intuye que es verdad lo que se percibe, que lo que se percibe es lo que se ve, y que éso es la prueba de esa coherencia (claro está que tanto la percepción o interpretación de las sensaciones, como la intuición, pueden fallar).

Un objeto es lo que un observador determina como objeto. Un objeto es una parte de un sistema. Un sistema es un conjunto de objetos que establecen interacciones peculiares.Un objeto es aquéllo capaz de establecer interacciones peculiares y detectables con otro objeto (un objeto puede ser concreto o abstracto). La mente es un sistema. Como en cualquier sistema, para ser completo, una secuencia de conexiones peculiares debe converger o continuar en otro objeto del sistema. Sin embargo, la mente no es un sistema completo desde cualquier punto de vista; por ejemplo: el cerebro gana y pierde materia, energía e información para sostener su proceso morfofuncional. Sin embargo, a simple vista la mente parece un sistema completo con un error despreciable. La consecuencia es que la mente se presenta a ciertos efectos como un sistema completo, y, así, una persona es capaz de afirmar que sus ideas le son propias, e incluso capaz de defender el solipismo.

Las secuencias informáticas en el cerebro se pueden categorizar tomando neuronas o redes neurales. Se puede tomar una secuencia de neuronas, por ejemplo, A-B-C-... u otra de redes, por ejemplo, [A-B-C]-[D-E-F]-[G-H-I]-...

Secuencias paralelas de redes optan a integrarse en una red mayor, probablemente mediante su correlación espaciotemporal a través de su conexión sináptica y de una sincronización peculiar, como quizá esté sucediendo en las áreas corticales de asociación mediante conexiones recíprocas cortico-corticales de reentrada, así como entre áreas corticales y subcorticales, también por reentrada.

En el cerebro se pierde el paralelismo de las secuencias a lo largo del proceso (mediante la integración nerviosa), sin que por ello se pierda coherencia (sin que la percepción sea contradictoria con la realidad) en el resultado manifiesto a simple vista, como se verá en los párrafos siguientes.

A escala neuronal (microscópica), en una secuencia neuronal ideal dada, por ejemplo, en el circuito A-B-C, A sinapta con B, y B con C, así que se puede convenir que la actividad de A es la causa directa de la actividad de B, y B la causa de C. Pero A no es la causa de C, sino que A y C son correlatos. En un cerebro no ideal ésto resultará más patente, ya que C no estará sinaptada sólo con B.

En la escala de las redes (escala macroscópica), A-B-C constituirá en la práctica una red, un todo, [A-B-C], integrado por la asociación de A, B y C. En la escala de las redes, en una secuencia de redes también se puede convenir el establecimiento de vínculos de causalidad entre redes, cuando una red [A-B-C] estimule como un todo a otra red [D-E-F], por ejemplo, si A estimula a D a la vez que B a E y C a F.

Al cambiar a la escala de las redes, la información en el cerebro gana en complejidad, sin perderse la coherencia. La coherencia no se pierde al cambiar a redes, porque la información no se vuelve contradictoria, al no romperse la cadena de causalidad entre A y B, o entre B y C, o entre A y D, o entre B y E, etc.

El hecho es que se pueden categorizar las funciones cerebrales en función de una estructura en redes (2), pudiéndose correlacionar esta estructuración con la generación sucesiva de información a escalas progresivas en el cerebro, con la peculiaridad de que en cada nueva escala, el nuevo conjunto emergente es categorizable como un todo con un error despreciable, de manera que una red configurada dada será efectiva en la práctica como unidad morfofuncional.

En la escala de las redes, y en una red [A-B-C] dada, A podría ser considerada la causa de C con un error despreciable (al contrario que en la escala de las neuronas),y no sólo el correlato, al no alterar semejante consideración ni el resultado de las interacciones sistemáticas entre redes, ni la consecuencia de la actividad de una secuencia de redes (una consecuencia como pueda ser, por ejemplo, la derivación de la actividad de las redes en una conducta). En la escala de las redes no tendría interés en la práctica saber si el vínculo entre A y C es de casualidad, o no, al estar A, B y C integradas en un todo, [A-B-C], con entidad única a ciertos efectos en la escala de las redes (al efecto, por ejemplo, de derivar en la contracción de un conjunto de células musculares categorizadas como un solo músculo a simple vista).

En la escala de las redes, [A-B-C] puede actuar como un todo con entidad única a ciertos efectos, y como el objeto de un supersistema capaz de interacciones peculiares con otros objetos del supersistema. Así, mediante la interacción de redes de complejidad creciente, en el cerebro se configuran supersistemas, y con enorme complejidad (en el cerebro hay docenas de miles de millones de neuronas, y cada una establece miles de sinapsis con otras neuronas). A pesar de la complejidad, al poderse establecer con un error despreciable vínculos de causalidad entre redes (es decir, a escala macroscópica), como entre [A-B-C] y [D-E-F], no se perderá a simple vista (a escala macroscópica) la coherencia del cerebro en tanto que sistema de computación organizado y opuesto al caos fundamental, y el pensamiento será coherente con la realidad macroscópica del entorno (salvo disfunción mental, claro).

Como en el cerebro la información posee carácter abstracto, estas consideraciones sobre neuronas y redes se pueden extrapolar al terreno de la abstracción. Según ésto, las frases parecerán ordenadas y con un sentido coherente con los hechos objetivos del entorno, y parecerán coherentes con la sintaxis, etc. En este caso, la correlación se da entre redes, obetos abstractos y acontecimientos del entorno categorizables a simple vista.

Según Hofstadter (3), la coherencia no es un atributo de un sistema formal per se, sino que dependerá de las interpretaciones que se asignen a éste, y, por lo mismo, tampoco la incoherencia es un atributo intrínseco de ningún sistema formal. De este modo, en una secuencia A-B-C, esta secuencia en principio será coherente consigo misma, verdadera. Pero, para ser coherente con la realidad del entorno, debe permanecer adscrita en la cadena de la realidad. La evolución es la que, a la larga, "decide", mediante un ajuste inconsciente, por selección natural, si un sistema formal dado, "A-B-C", perdurará como tal en la naturaleza. Por ejemplo: a lo largo de la evolución ha ido quedando determinado que, para cierto sistema formal innato, en el cerebro de un neonato, un bulto dirigido al ojo sea interpretado como un bulto dirigido al ojo (que le hará parpadear). La adscripción persistente de este significado podrá contar con la anuencia sobreañadida del convencionalismo cultural (que ya no es transmitido genéticamente, sino por aprendizaje postnatal), dependiendo de si se instaura, o no, tal convencionalismo, y con una mayor complejidad informática sobreañadida en tal caso (con "mayor conciencia" de las cosas). De tal manera, el bulto indefinido que percibe el bebé puede terminar siendo interpretado por su madre como el balón de su hermanito.

¿Cómo se establece una secuencia coherente (no contradictoria) de objetos abstractos, por ejemplo, basada en la sintaxis, si el funcionamiento neuronal consiste, a pequeña escala, en un movimiento caótico de moléculas e iones? Téngase en cuenta que los objetos abstractos macroscópicos, aunque abstractos, son reales, son detectables, y que la configuración de una secuencia dada de estos objetos es predecible con un alto grado de certidumbre (por ejemplo, es predecible con una alta probabilidad que los artículos irán antes que los nombres en esta frase), mientras que su correlato, la actividad de las neuronas, o de cada ion a un lado y otro de la membrana de cada neurona, es más impredecible. La explicación está en que la estructuración morfofuncional en redes es efectiva, aunque la unidad sea la neurona, de tal manera que el orden manifiesto a simple vista es el de la red correlativa, efectiva como unidad morfofuncional en la práctica.

La coherencia mental depende de esta estructuración morfofuncional organizada en redes, que a su vez está condicionada por la herencia genética, la plasticidad neuronal, la memoria, la relativa estabilidad de la estructura, y otras propiedades, como que la conducción nerviosa sea anterógrada, la estimulotopía, y, en general, la organización espaciotemporal del sistema nervioso (organización espacial, en el sentido de que, por ejemplo, la información visual se procese por sistema en la región occipital y no en la frontal; organización temporal, en el sentido de que, por ejemplo, la información visual no se procese en la región occipital hasta que llegue a esta área de procesamiento, etc.).

En cuanto a la estabilidad de la estructura, ya Ramón y Cajal, anticipándose a su tiempo, afirmó en 1899 (4): "... La duración de las células nerviosas debe ser larguísima pues jamás se descubren en los centros nerviosos de los adultos señales de kariokinesis ni de destrucción celular. Quizás esta particularidad esté relacionada con la persistencia de los recuerdos y con la conservación durante toda la vida de la noción de nuestra personalidad".

Como una red dada es relativamente estable (como pueda ser una red integral que codifique el nombre de pila de alguien), no es posible la generación de cualquier información abstracta a partir de la actividad efectiva de dicha red morfofuncional (de la misma forma que el tubo de un órgano de iglesia no puede dar cualquier nota). No todo lo imaginable, lo computable imaginativamente en el terreno de la abstracción, es posible en el terreno de lo concreto. Sólo tiene una probabilidad no nula de suceder aquéllo que sea posible.

No obstante la coherencia de la mente en la práctica, el caos fundamental se manifiesta incluso a simple vista, como demuestra la formación de imágenes oníricas durante el sueño, la imposibilidad de predecir qué ocupará la mente al cabo de un minuto, el hecho de que una conversación coloquial no esté sometida a un guion, que haya gente que ríe en un funeral, que de pronto se tararee una vieja canción sin motivo aparente, que la respuesta de un interlocutor a una pregunta no tenga que ver con la pregunta, que las opiniones de dos personas sobre un mismo suceso sean incompatibles, o que una persona delire en caso de disfunción mental.

En definitiva: a pesar del caos fundamental que rige el movimiento molecular en las neuronas, gracias a la efectiva estructuración en redes neurales morfofuncionales, la mente a simple vista consigue ser coherente con la realidad macroscópica con un error despreciable, tan despreciable como para que el cerebro, a pesar de su desmesurado tamaño relativo, sea eficaz como sistema de computación, y vaya superando el rasero "impuesto" por la selección natural.

Bibliografía: