Conciencia: Emergencia, Submergencia y el problema Mente/Cuerpo

I. ¿CUÁL ES EL PROBLEMA DE LA CONCIENCIA?

¿Cómo algo tan increíble como un estado de conciencia puede surgir de un tejido nervioso irritable? Como cuando Aladino frotaba una lámpara para que emergiera un genio. Tenemos un sistema material que al estimularlo da lugar a algo aparentemente inmaterial. El caso de la Conciencia es semejante: tenemos un grupo de neuronas a partir del cual surge algo que no parece tener dimensiones físicas; ella, la Conciencia.

Este problema viene desde al menos 2500 años, con los filósofos de la Grecia Clásica. Antiguamente se le llamó problema “Mente-Cuerpo”. Lo que se expone en este breve artículo es una reformulación moderna al problema Mente-Cuerpo: ¿cómo se relacionan algo material y algo aparentemente inmaterial? Por ejemplo, ¿cómo se relacionaría una manzana con la idea o el pensamiento que tengo sobre una manzana? Si uno admite la existencia de dos sustancias distintas [1], no podemos estudiar la conciencia científicamente. Pues la ciencia sólo estudia la materia. Lo metafísico es objeto de otras disciplinas como la filosofía, las cuales no utilizan el método científico. En este sentido, los investigadores de la conciencia, desde un enfoque neurofisiológico, hacen la apuesta de que no existen dos materias distintas.

Además, existen otras distinciones interesantes respecto al problema de la Conciencia. Chalmers, filósofo, argumentó que el problema de la conciencia involucraba, al mismo tiempo, dos problemas. El problema blando, de posible solución, que refería al descubrimiento de los mecanismos neuronales implicados en los procesos conscientes. Y el problema duro, de imposible resolución, que refiere a cómo los procesos físicos cerebrales dan lugar a la conciencia. Por ejemplo, todos podemos estar de acuerdo con la presencia del color rojo. Pero, es imposible que podamos estar seguros de que la sensación subjetiva que nos da el rojo es igual en todos nosotros. Este es el problema de la cualidad de la experiencia y no sólo ha sido definido como el “problema duro” de la conciencia, sino de toda la neurociencia.

 

II. TRES CARACTERÍSTICAS PRINCIPALES DE LA EXPERIENCIA CONSCIENTE

  1. SENTIENCIA: “Sentimos que podemos experimentar sensaciones.” Característica compartida por todos los mamíferos. En experimentos se ha sometido animales a situaciones con estímulos placenteros o dolorosos y responden semejante a los humanos.
  2. AGENCIA: “Sentimos que podemos usar dichas sensaciones para decidir libremente nuestras acciones futuras.” Aquí hay menos investigación y es sólo en humanos.
  3. EXPERIENCIA DE SELF: “Sentimos que dichas sensaciones son experimentadas por un YO (Self) y que las decisiones también son tomadas por un YO.” Es posible que podamos decidir nuestras acciones, pero parece ser menos probable que podamos decidir nuestras motivaciones. Es un concepto más débil que el “libre albedrío”. Requiere mayor indeterminación. En la Agencia sólo se requiere que un sistema automáticamente pueda decidir cómo accionar, ¿pero quién tiene que hacerlo? Allí se nos aparece el concepto de Self. Éste sería un concepto aglutinador de la experiencia. También podría ser una ilusión. Existen explicaciones neurobiológicas y filosóficas para dar cuenta de este fenómeno.

Sin embargo, ¿estos conceptos se encuentran totalmente libres de explicación a partir de mera ilusión? Por ejemplo, utilizando una analogía funcionalista, en un computador todos los procesos son independientes, pero uno puede tener la impresión de que actúan juntos. Sucede en pacientes con cerebro dividido que aparece la ilusión de agencia al recibir una orden exacta. Otro ejemplo se vería en los videojuegos, cuando un niño juega en una tienda y se le acabó el dinero pero “hace” como que sigue jugando sin darse cuenta de que el videojuego está en automático.

¿Y qué sucede con la Agencia? Pues esta también podría ser ilusoria [2]; podría ser sólo una impresión de libertad. Sin embargo, la sensación de tenerla sería real. Y, si bien estas distinciones teóricas pueden comprometer lo que entenderemos y definiremos como características de la conciencia o experiencia consciente, existen propuestas teóricas que intentan hacerse cargo de estos problemas y resolver la conciencia.

 

III. ¿CUÁLES SON LOS POSIBLES CANDIDATOS PARA EXPLICAR MECANÍSTICAMENTE EL FENÓMENO DE LA CONCIENCIA?

Se proponen de dos clases:

  1. Existen neuronas particulares que tienen una característica diferente; son neuronas conscientes que se distinguen de otras que no lo son. Estas otras serían sólo como neuronas “zombie”. Si bien esta posición ya no está de moda, sí lo estuvo en el pasado. Fue propuesta y defendida por Sir Francis Crick y Koch.
  2. Lo relevante es la actividad de las neuronas en conjunto. Si éstas realizan cierta clase de actividad, entonces esas neuronas con esa actividad son conscientes. La conciencia consistiría en una respuesta dinámica, como una especie de trabajo colaborativo.

Ambas posturas poseen evidencia a favor y problemas teóricos.

El principal problema de la primera postura consiste en que si uno busca diferencias anatómicas o bioquímicas no hay razones por qué deberían ser distintas. Si esta primera postura fuese cierta, al destruir ciertas neuronas en algún lugar del cerebro la persona debería quedar inconsciente, pero no es así.

La segunda postura responde mejor a las críticas anteriores. Sin embargo, surge el problema de la agencia. Uno puede atribuirle agencia a una neurona y entender que ésta decide. Pero si tratamos con una clase de actividad, ¿cómo esta actividad emergente va a decidir qué hará el sistema después? Por consiguiente, su problema es explicar la agencia. Por ejemplo, en un paciente que queda inconsciente luego de una lesión, su inconsciencia se podría deber no a la muerte de una neurona “consciente” específica, sino al daño a un nodo importante en la red dinámica de neuronas que subyacen a la conciencia.

 

IV. SINCRONÍA NEURAL A GRAN ESCALA

Es el gran candidato para explicar la conciencia, pues implica coordinación y puede hallarse en diversas áreas del cerebro. Ésta se define como coordinación neural y corresponde al disparo neural simultáneo cuando, por ejemplo, con dos microelectrodos se miden dos neuronas distantes y ambas disparan al mismo tiempo. En un electrodo, la coordinación es fundamental, pues si no existiese, uno no vería el disparo de gran amplitud pues el cálculo se hace a través de sumatorias; sin sincronía uno vería sólo el producto de sumatorias positivas y negativas, promediándose. Por consiguiente, reiterando la idea, la actividad neural sincronizada se define por disparos neurales simultáneos. Y para identificar esta sincronía es necesario que un grupo neuronal esté “haciendo lo mismo” bajo el electrodo.

En el caso de las oscilaciones a gran escala, la actividad oscilatoria (sincronía) es simultánea entre distintas áreas cerebrales. La sincronía se encuentra a distintas escalas de organización del Sistema Nervioso y a lo largo de la filogenia, de insectos a mamíferos.

 

V. MODELO DE COGNICIÓN CONSCIENTE (Dehaene & Naccache)

Dehaene & Naccache (2001), basados en un modelo atencional, proponen que en el dominio del sistema cognitivo existe un espacio de trabajo global que, al encontrarse activado, permitiría que este proceso fuese consciente; al contrario, al encontrarse apagado, sería inconsciente. Es importante destacar que ellos hablaban sólo de “sistema cognitivo” sin referirse a estructuras concretas y que éste operaría a través de unidades de procesadores.

En términos de unidades de procesadores podemos identificar módulos de procesamiento (uniones entre puntos) y espacio de trabajo global (uniones y puntos en negrita), configurando estos últimos el lugar donde los módulos “conversan”. Es decir, si un proceso cognitivo puede resolverse dentro de un módulo cognitivo por la actividad de las distintas unidades procesadoras de ese módulo, el proceso es inconsciente. Si, en cambio, requieren del espacio global donde los procesos se comunican, es consciente.

Este modelo predice aspectos de la fenomenología de la conciencia. Por ejemplo, un mismo estímulo, dependiendo de la complejidad de procesamiento que requiera será consciente o inconsciente.

 

VI. MODELO DE INTEGRACIÓN COGNITIVA A GRAN ESCALA (Francisco Varela, et al)

Este modelo es similar al anterior, pero propone que la conciencia tendría como mecanismo subyacente redes neuronales coactivadas y que estas redes podrían sincronizarse, lo cual sugiere comunicación interredes. Podemos encontrar coactivación entre dos regiones del cerebro sin que haya sincronía a gran escala. Esencialmente, si se encuentran de esta manera uno asume que están coactivadas pero que no se comunican. Sin embargo, como ya se mencionó, si hay oscilación simultánea se habla de sincronización a gran escala. Este modelo propone que las activaciones locales serían de procesos inconscientes, mientras que las actividades conscientes o espacio de trabajo global estarían dadas por lazos de sincronía de gran escala. Es decir, sincronía entre redes sincronizadas comunicándose e influyéndose mutuamente.

A diferencia del modelo de Dehaene & Naccache, el modelo de Varela et al señala que los procesadores son neuronas
y que las relaciones son relevantes en la sincronía neural.

 

VII. EVIDENCIA DE POSIBLE INVOLUCRAMIENTO DE LA SINCRONÍA NEURAL EN LA SENTIENCIA O PERCEPCIÓN CONSCIENTE

Melloni et al. realizaron un experimento de percepción consciente en el cual presentaron la palabra “CAT” por 23 ms, encerrada entre dos estímulos con o sin enmascaradores. Se manipuló la luminancia de estos enmascaradores. Cuando la intensidad de esta luminancia era como la luminancia de la palabra, ésta se volvía invisible. Si la luminancia era menor, la palabra era visible. Se encontró que la diferencia entre percibir conscientemente e inconscientemente era una actividad sincrónica presente en la condición visible, después de 100 ms., con sincronización entre 2 electrodos con distribución topográfica no aleatoria. Estos resultados sugieren que la conciencia “emergería” de una sincronización a gran escala de aactividad neural coordinada, más allá de simple actividad “sumada”:

¿QUÉ VAMOS A ENTENDER POR “EMERGENCIA”?

Algo que es más que la simple suma de actividades subyacentes. Refiere a actividad que se sustenta en un patrón de actividad. La actividad neural causaría la conciencia desde propiedades locales de las neuronas. Por ejemplo, como sugieren Melloni et al., la percepción consciente emergería de la sincronía neural. Una conducta global (conciencia) sería causada por las propiedades locales de la neurona y, al mismo tiempo, esta conducta global afectaría las mismas propiedades locales de las poblaciones de neuronas. A esto último le llamaremos ‘submergencia’.

 

VIII. SUBMERGENCIA: ¿PUEDE ESTE PATRÓN DE ACTIVIDAD AFECTAR SUS PROPIEDADES LOCALES?

1. ¿ILUSIÓN DE AGENCIA?

Wegner (2002) cuestiona la noción de agencia descrita anteriormente, argumentando que bien podría ser una mera ilusión: “Nuestra sensación de ser agentes conscientes implica estar equivocados todo el tiempo”. Esta frase, apoyada con evidencia experimental, sugiere que no somos libres, criticando la “agencia” de la conciencia.

Cada vez que un pensamiento precede una acción, experimentamos agencia consciente, pero esto ocurriría por caminos causales que están escondidos en nuestra conciencia, los cuales pueden ser muy diferentes de lo que creemos. Es decir, la agencia consciente sería una ilusión de control. Por otro lado, también se puede demostrar que en ciertas situaciones el control cognitivo no es ilusorio:

Por ejemplo, Windmann et al., realizan un experimento con figuras biestables. En este caso, el cerebro toma la información sensorial y decide cómo percibirá. Hasta aquí se puede argumentar del modo en que lo hizo Wegner. Sin embargo, si le pedimos a los sujetos que cambien o se mantengan viendo de cierta manera, pueden hacerlo. En el caso de pacientes con lesiones en el lóbulo frontal, se torna un ejercicio muy difícil de realizar. Y, en efecto, estos pacientes manifiestan problemas de agencia.

En resumen, este experimento demuestra que en ciertas situaciones al menos, el control de los estados cognitivos no es ilusorio [3].

Otro caso para cuestionar lo postulado por Wegner yace en una experiencia de movimiento de bolitas, en condiciones biestables. Aquí simplemente se muestran bolitas de luz que se prenden y apagan, y que pueden ser percibidas como si estuviesen en movimiento. Cuando el sujeto no sabe que son condiciones biestables de las bolitas, tiende a pensar que hay movimiento. Luego, cuando uno les explica que éstas no se mueven, que es una ilusión, uno les puede pedir que decidan cómo verlas. Y este cambio se acompaña de cambios conductuales y en la actividad neuronal. Es decir, nuevamente, sí existe control de los estados cognitivos en ciertas ocasiones[4].

 

2. ¿QUÉ MECANISMO PUEDE PERMITIR QUE UN ESTADO COGNITIVO CONTROLE SUS PARTES? (SUBMERGENCIA)

Aquí se cita un ejemplo musical de emergencia: la tabla de violín con arena. Esta tabla se flexiona por la vibración producida por una nota musical. Sin embargo, hay lugares de la tabla que no se flexionan debido a su rigidez. De esta manera, se identifica un patrón: la arena se ubica en las zonas que no vibran, marcando la superficie de la tabla con un patrón superficial. En este caso existe emergencia pues cada lugar de la tabla se comunica con sus vecinos. Aún así, el conjunto es capaz de adoptar un patrón global por actividad externa. Además, también hay submergencia (o causalidad inversa) pues, en este caso, si el violín deja de tocarse cambian sus propiedades de rigidez y flexibilidad. Esta submergencia se puede identificar con mayor facilidad en la frase dicha por músicos: “Cuando un instrumento deja de tocarse, pierde la voz”. Es decir, existen instrumentos (como los de madera) que al dejar de tocarse para generar música (emergencia) afectan sus propiedades locales materiales (submergencia). Sin embargo, para que sea interesante en términos cognitivos, la submergencia tiene que ser flexible, pues ésta siempre busca estabilizar una dinámica. Como en el ejemplo del violín: algunos lugares se volverán más rígidos y otros no cambiarán: “La submergencia flexible requiere que un sistema dotado con propiedades emergentes y submergentes use estas propiedades para estabilizar o desestabilizar sus estados globales.”  Esta submergencia flexible otorgaría a los estados mentales conscientes con poderes causales sobre su actividad cerebral subyacente.

 

IX. SINCRONÍA NEURAL ES CAPAZ DE MOSTRAR PROPIEDADES SUBMERGENTES

  • Meditación aumenta la sincronía neural (Lutz, 2004)

Meditadores budistas producen una actividad sincrónica 4 veces mayor que gente consciente normal, incluso en estado de reposo no meditativo. Y esta capacidad sincrónica depende del número de horas de meditación, es decir, del entrenamiento previo. Estos resultados sugieren que la estabilización de estados de conciencia modula la actividad neural:

 

  • Sincronía neural puede afectar las neuronas de manera flexible (Huerta y Lisman, 1995)

Un estímulo dado sobre un potencial de campo afecta de manera distinta las neuronas. Este experimento se realizó en el córtex CA1 de ratas. Si se generaba un tren de espigas en la curva del potencial de campo local, generaban una potenciación a largo plazo. Y si el tren de espigas se lo daban en el valle del potencial de campo local, producían despolarización a largo plazo. Este estudio muestra que la actividad en conjunto puede ser alterada por estímulos sincrónicos dependiendo de dónde se coloca el estímulo. Es decir, la sincronía neural puede afectar la actividad neuronal de manera flexible.

 

  • La sincronía neural puede ser fácilmente encendida o apagada (Díaz y Letelier, 2007)

Este experimento se realiza con varios osciladores desacoplados. Se muestra que se genera el fenómeno de modulación temporal semejante a osciladores vistos en el cerebro. Este estudio sugiere que lo que uno ve como oscilación en el EEG en verdad no es más que oscilaciones de osciladores independientes sin más. Sin embargo, para que esto sea cierto, se requiere que estos osciladores no se encuentren conectados, y se requiere que la frecuencia en que oscilan sea muy similar. Pero en el cerebro ninguna de las dos condiciones se da:

Existirían lugares en que sería fácil entrar en ritmos oscilatorios y no oscilatorios, sincrónicos y no sincrónicos. Es decir, este sistema con gran facilidad puede ser modulado. La red podría conectarse y desconectarse con gran facilidad, cambiando pocos parámetros. Esto demuestra que la sincronía puede prenderse y apagarse, lo cual también sugiere flexibilidad.

 

RESUMEN

 
  1. El problema Mente-Cuerpo puede traducirse a la relación Mente-Cerebro.
  2. La Experiencia Consciente posee tres características fundamentales: Sintiencia, Agencia y Experiencia de Self.
  3. Existen dos candidatos para explicar mecanísticamente el fenómeno de la Conciencia: a) Que existen neuronas conscientes, b) Que las neuronas producen una clase de actividad dinámica que generaría la conciencia.
  4. La Sincronía Neuronal es un buen candidato: a) implica coordinación, b) puede encontrarse en innumerables áreas del cerebro.
  5. La Sincronía Neural puede considerarse un índice de autoorganización emergente y puede usarse para proponer un modelo de la percepción consciente, con evidencia que lo sustenta.
  6. La Sincronía Neural a Gran Escala correlaciona con la Percepción Consciente (Sintiencia).
  7. La Sincronía Neural a Gran Escala en la banda theta correlaciona con causalidad efectiva del control consciente de un estado perceptual (Agencia).
  8. Se propone el concepto de Submergencia como capacidad de un estado emergente de modificar sus componentes subyacentes (ejemplo del violín). Y se propone que la Submergencia Flexible es necesaria para la cognición consciente.
  9. Sincronía Neural a Gran Escala posee las características necesarias para soportar la Submergencia Flexible: Causalidad Mente a Cerebro (Lutz, 2004), Modulación flexible de la actividad cerebral (Huerta, 1995), fácil encendido o apagado de la sincronía neural (Díaz, 2007).

 

 

ARTÍCULOS PARA PROFUNDIZAR

– Varela F, Lachaux J, Rodriguez E, Martinerie J. The brainweb: phase synchronization and large-scale integration. Nature Reviews Neuroscience 2001.

– Melloni L, Molina C, Pena M, Torres D, Singer W, Rodriguez E. Synchronization of neural activity across cortical areas correlates with conscious perception. The Journal of Neuroscience 2007.

– Lutz A, Greischar L, Rawlings N, Ricard M, Davidson R. Long-term meditators self-induce high-amplitude gamma synchrony during mental practice. PNAS 2004.

– Dehaene S, Naccache L. Towards a cognitive neuroscience of consciousness: Basic evidence and a workspace framework. Cognition 2001.

– Chalmers D. The Conscious Mind: In search of a fundamental theory. Oxford University Press 1996.

– Huerta P, Lisman J. Bidirectional synaptic plasticity induced by a single burst during cholinergic theta oscillation in CA1 in vitro. Neuron 1995.

– Diaz et al. Amplitude modulation patterns of local field potential reveal asynchronous neuronal populations. The Journal of Neuroscience 2007.

 


[1] René Descartes, a mediados del segundo milenio después de Cristo, planteó el dualismo psicofísico. Éste consistía en distinguir entre una “res extensa” (extensión física) y una “res cogitans” (de puro pensamiento o actividad mental abstracta). Argumentaba que sólo podíamos estar seguros de que existía la segunda pues era impensable que pudiésemos pensar y al mismo tiempo no existir. De ahí su famosa frase “Cogito ergo Sum” o “Pienso, luego Existo”. El mundo físico, la res extensa,  podría estar engañándonos constantemente. No tenemos cómo saber si lo que nuestros sentidos perciben es real. Descartes propuso, sin fundamentos científicos, sitios de unión en el cerebro, donde se encontrarían estas dos dimensiones. Sin embargo, nunca resolvió cómo interactuarían.

[2] La definición conceptual típica de ilusión refiere a una falla de la interpretación. Se percibe diferente de lo que es. Es decir, el fenómeno existe pero fue malinterpretado. Por ejemplo, escuchar la bocina de un auto e interpretar el sonido como el timbre del teléfono. Otro ejemplo: espejismo.

[3] Acerca de este tema del libre albedrío, en realidad uno suele “dejar de hacer algo” en vez de “decidir hacer algo”.

[4] Se asocia esta actividad de esfuerzo cognitivo a oscilaciones en banda theta.


This entry was posted in Entradas and tagged , , , . Bookmark the permalink.

Comments are closed.