Aaron O'Connell: mecánica cuántica macroscópica

Solemos pensar que la mecánica cuántica sólo aplica a objetos muy pequeños, a escala atómica. Sin embargo, en 2010 la revista Science seleccionó como hallazgo del año a la primera máquina cuántica, es decir, al primer objeto visible sin ayuda de un microscopio que se encuentra en un estado de superposición cuántica o, lo que es equivalente, que está en dos lugares al mismo tiempo.

En marzo de 2011 Aaron O'Connell, el autor de este hallazgo (que este año cumplirá 31 años), explicaba su descubrimiento en una charla TED. Su presentación es muy fácil de seguir, está subtitulada en español y dura menos de 8 minutos. Y, lo que no es menos importante, su planteamiento incluye un buen material para el debate sobre la naturaleza de la realidad y el sentido de “ser" como dependencia del resto de objetos existentes.

Concurso ED: ¿Quién es el intruso?

Esta imagen puede ser una pista...o no

Esta lista se ha elaborado siguiendo un criterio. Para ayudarte a encontrarlo se ha incluido un nombre que no lo cumple. Para ganar la Gran Copa averigua el criterio y señala al intruso. ¡Qué disfrutes!

Werner Heisenberg
Wolfgang Pauli
Peter Debye
Hans Bethe
Ernst Guillemin
Paul Peter Ewald
Alfred Landé
Linus Pauling
Fritz London
Isidor Rabi
Max von Laue

PISTA: Die Ludwig-Maximilians-Universität München ist eine Universität in der bayerischen landeshauptstadt München.


SOLUCIÓN. (Está escrita en blanco. Para leerla selecciona el texto.)

Para apreciar esta respuesta, y que sea útil, es muy conveniente haber intentado seriamente solucionar el problema.

Introducción: framing y priming

Personalmente no me gusta la traducción de framing como “encuadre”, ya que el encuadre es algo en lo que nosotros participamos, de alguna manera, activa y conscientemente. Prefiero el término menos eufónico de “enmarcado”, porque de eso se trata: interpretamos un cuadro en función del marco que lleva.

Un marco es un esquema de interpretación, la colección de estereotipos en los que una persona se basa para comprender y responder a los acontecimientos. En otras palabras, los humanos construimos una serie de filtros mentales a partir de influencias biológicas, culturales y biográficas y usamos estos filtros para hacer que el mundo tenga sentido para nosotros. Las elecciones que hacemos dependen mucho del filtro, del marco, en el que ubicamos la situación.


Este sesgo cognitivo puede usarse para influir en las personas, algunas veces tan sencillamente como alterando la forma en la que se hace una pregunta dentro de un contexto.


Por otra parte en el priming, un término con el que los lectores habituales de este blog están familiarizados, interviene la memoria implícita y consiste básicamente en que la exposición a un estímulo influye mucho en cómo procesamos y entendemos el siguiente. Por eso los vendedores “entrenados” te hacen preguntas insustanciales a las que respondes “sí” predisponiéndote al “sí” que representa la venta.


Nuestro Concurso ED ha jugado (limpiamente) con ambos efectos psicológicos. Veámoslo.


Creando el marco


Cualquier lector que haya leído las instrucciones del concurso con ánimo de participar ha dado por supuestas una serie de premisas de forma inconsciente, que constituyen el marco para la interpretación de los datos. Sin ánimo de ser exhaustivo, algunas de esas premisas son:

1. Yo, el autor, soy honesto. El juego propuesto no es un engaño y yo digo la verdad.
   
2. El juego es resoluble. A pesar de su mayor o menor dificultad, existe una respuesta lógica y ésta se puede hallar.
   
3. La respuesta no es trivial. Esto es, debe tratarse de un hecho significativo y conocible, no de una anécdota oscura.
   
4. Experientia docet es un blog de divulgación científica, por lo que el juego debe estar relacionado necesariamente con la ciencia, su historia o con las personas que intervinieron en su desarrollo.
   

Con esto en mente, el lector se enfrenta a una lista de nombres, unos muy conocidos, otros no tanto. La imagen y una primera búsqueda avalan lo que se sospecha en la primera lectura, todos son físicos (lo que confirma el punto 4 del marco, reforzándolo). Por sistema el lector descarta aspectos triviales como, por ejemplo, que todos menos uno sean heterosexuales, jueguen al golf, coleccionen sellos o tuviesen una novia llamada Heidi (punto 3). Muchos de los miembros de la lista, aunque no todos, obtuvieron el premio Nobel (lo que refuerza la idea del logro científico, priming 1). Sin embargo, esta vía de investigación lleva a un callejón sin salida, todos obtuvieron premios, pero no existe un rasgo definitorio que permita distinguir a un sólo intruso (puntos 1 y 2). Por otra parte, aunque hay mayoría de alemanes, algunos llamativamente (Pauling) no lo son, por lo que la nacionalidad debería ser intrascendente (priming 2).

Se encuentra entonces un nexo de unión de los 11 nombres: fueron alumnos de Sommerfeld (priming 3). Todos fueron alumnos de Arnold en Múnich [incluido el que menos tiempo lo fue, Rabi, que trabajó con él varias semanas en 1927]. Este hallazgo es interpretado como una posible respuesta correcta ya que en los listados que circulan por Internet London no aparece ni como doctorando, ni postdoc ni estudiante de habilitación. Pero si somos consecuentes, un postdoc no es más que un periodo de investigación en un laboratorio tras obtener un doctorado, no es un título en sí. Todos los miembros de la lista fueron, pues, alumnos de Arnold Sommerfeld en el Instituto de Física Teórica de la Universidad de Múnich.

En este punto la investigación de una solución está completamente enmarcada y primada: el lector asume que la respuesta tiene que ver con la vida académica de los miembros de la lista. Y se encuentra en un callejón con todas las salidas bloqueadas por el marco.

Cambiando el marco

La pista que se proporciona intenta ser una herramienta para romper ese marco, pero no funciona porque el marco es demasiado fuerte. Es necesaria una consciencia de primero que se está enmarcado y segundo que es necesario cambiar el marco, para que sea útil.

La pista dice en alemán: La Universidad Ludwig Maximilian de Múnich, es una universidad en Múnich, la capital del estado de Baviera.

La pista:

1. Está escrita en alemán
2. Nombra a Múnich 2 veces

Si un historiador no científico, liberado por tanto del marco anterior, lee esta pista, probablemente su marco sería diferente: la referencia a Sommerfeld y a Múnich constituirían un marco espaciotemporal. Efectivamente, los científicos son personas que viven en un momento histórico y los miembros de esta lista comparten un momento clave no sólo en la historia de la física, también en el destino de Europa. Y en esta encrucijada ser físico era trascendente.

La solución

Si algo aprendieron los militares en la Primera Guerra Mundial (IGM) es que la próxima guerra la ganaría el que tuviese acceso a los mejores adelantos técnicos. La introducción de los carros de combate, los gases nerviosos o la aviación hicieron la IGM una guerra diferente a cualquier otra. En los sólo 21 años que pasaron entre el final de la IGM y el comienzo de la IIGM los cambios tecnológicos fueron espectaculares: de una guerra definida por las trincheras y el inmovilismo se pasó a una donde la movilidad era todo y las Panzerdivisionen, los bombarderos pesados, los submarinos, las bombas teledirigidas, el radar, el sónar, la criptografía de alto nivel y la bomba atómica marcaron la diferencia entre ganadores y perdedores. Ganó el bando que mejor supo usar a sus técnicos y científicos.

Los años 20 del siglo XX en Múnich no fueron cualquier cosa. Es en Baviera donde surge el partido Nazi y su presencia era más que palpable en la calle (en 1923 el partido Nazi intenta un golpe de estado en Múnich, info). Los nazis alcanzarían el poder en 1933.

En este contexto, y teniendo en cuenta que el nombre de Arnold Sommerfeld aparece en la historia de la Deutsche Physik (info), podemos preguntarnos, ¿participaron alguno de estos físicos en el esfuerzo bélico nazi? Todos o emigraron o se quitaron de en medio con un tecnicismo (como en el caso de Debye) o eran de otro país. ¿Ninguno? Ninguno salvo uno: Werner Heisenberg. Si bien Max von Laue fue detenido con Heisenberg en el curso de la Operación Epsilon (info) sus biografías antes y durante la guerra fueron muy diferentes. Heisenberg fue miembro de la Uranverein (info, corresponde a la versión inglesa de la Wikipedia, la versión española tiene errores de bulto) y publicó en el Kernphysikalische Forschungsberichte (info).

La respuesta buscada por tanto era: Físicos alumnos de Sommerfeld que no participaron en el desarrollo armamentístico nazi. Intruso: Heisenberg.

Espero que hayas disfrutado.

El universo es como un gato: determinismo y teorías físicas

La mecánica cuántica es realmente imponente. Pero una voz interior me dice que aún no es la buena. La teoría dice mucho, pero no nos aproxima realmente al secreto del “viejo”. Yo, en cualquier caso, estoy convencido de que Él no tira dados.

Esta es la primera ocasión en la que Albert Einstein expresa su convicción de que el universo es determinista con la conocida analogía de “Dios no juega a los dados”. Aparece en una carta a su colega y amigo Max Born fechada el 4 de diciembre de 1926.

Para muchos físicos, filósofos y religiosos la irrupción de la mecánica cuántica y su interpretación supuso una liberación de las limitaciones que la mecánica newtoniana imponía a su forma de ver el mundo. Para otros supuso un terremoto de consecuencias indeseables. Los casos más llamativos sin duda son los de los físicos que contribuyeron a crearla, como el propio Einstein (efecto fotoeléctrico, paradoja Einstein-Podolsky-Rosen)  o Erwin Schrödinger (ecuación de onda), pero que no podían compartir las implicaciones no deterministas de esta teoría.

El determinismo está íntimamente relacionado no sólo con cómo funciona el universo en sí, sino que tiene implicaciones prácticas muy inmediatas: si todo está determinado, ¿qué responsabilidad moral tengo? Quizás por ello, muchos filósofos y religiosos abrazaron entusiasmados la propuesta de que en la raíz misma de todo lo que existe reina la indeterminación. Con el principio de indeterminación tanto unos como otros recuperaban el terreno perdido por el libre albedrío a manos de la teoría newtoniana y encontraban huecos para la moral, el alma y algunos dioses.

Y, sin embargo, un pequeño análisis muestra que todos aquellos que piensan que la mecánica cuántica abre las puertas al libre albedrío o que la física newtoniana es absolutamente determinista, se equivocan completamente. Invitamos al inteligente lector a explorar con nosotros la esencia del universo y los límites de nuestro conocimiento sobre ella a la luz de las distintos modelos físicos. Exigirá un pequeño esfuerzo, pero será gratificante o, al menos, eso pensamos.

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Yo soy yo y mi microbioma

Decía Ortega y Gasset en Meditaciones del Quijote: “Yo soy yo y mi circunstancia y si no la salvo a ella no me salvo yo”. Si hiciésemos una encuesta sobre qué es lo que define tu individualidad desde el punto de vista biológico una respuesta probablemente mayoritaria entre las personas cultas podría ser “mi genoma y su expresión regulada por el ambiente” y estaríamos en los términos expresados por Ortega en otro contexto. Pero ¿realmente la información genética que me define está sólo en mi genoma humano? Puede que esta visión sea demasiado simplista.

Un cuerpo humano realmente es un ecosistema en el que los microorganismos sobrepasan en número a las células humanas por un factor al menos de 10 a 1. Desde el punto de vista genético los números son aún más abrumadores: se estima que por cada gen humano hay 100 microbianos asociados a nuestro cuerpo. Cuando se consideran en conjunto todos estos microorganismos, se les conoce como el microbioma humano. Yo, por tanto, soy yo y mi microbioma.

En los últimos años muchos avances en la investigación, especialmente la metagenómica, están permitiendo aumentar nuestro conocimiento del microbioma. El objetivo último de mucha de esta investigación es descubrir cómo se relacionan las alteraciones en éste con enfermedades tan dispares como por ejemplo el asma y la obesidad, e incluso con la ansiedad, la depresión y el autismo. Estos hallazgos pueden tener implicaciones que trascienden las puramente biológicas o médicas; habrá quien las llame filosóficas, e incluyen consideraciones éticas pues afectan a lo que concebimos como “ser humano” y “persona” y a sus derechos.

Übermenschen

Si somos “información hereditaria + ambiente”, nuestra idea intuitiva es colocar al microbioma claramente en el segundo sumando. Sin embargo, una premisa fundamental de muchos investigadores del microbioma es que el genoma humano coevolucionó con los genomas de un número incontable de especies. Si el microbioma, a nivel de especie, coevolucionó con el genoma humano y, a nivel individual, es un componente único y permanente de la identidad biológica, entonces el microbioma debería ser considerado más como una parte de la “información hereditaria” que del “ambiente”.

Hay personas e instituciones que claman contra la manipulación genética de los seres humanos, esto es, contra la introducción de modificaciones en la información hereditaria que pudiesen ser pasadas a la descendencia, para las que la salvaguarda de una definición de hombre propia de la institución es la prioridad. A título de ejemplo puede verse el apartado III de la explicación que de la instrucción Dignitas personae de la Congregación para la doctrina de la fe vaticana hace la Conferencia Episcopal Española  , en el que se habla del patrimonio genético, y se condenan aquellas prácticas que creen “un nuevo tipo de hombre”:

En cuanto a la terapia génica, la Instrucción considera lícitas la intervención sobre células somáticas. No así en las células germinales en cuanto pueden variar el código genético de los descendientes arbitrariamente (n. 26). Respecto de la mención a las “finalidades aplicativas distintas del objetivo terapéutico” (n. 27), se refiere al uso de esta ingeniería genética para mejorar la raza o algunas cualidades somáticas como podría ser el tamaño del cerebro, la memoria, etc., que considera inmoral por ser “el intento de crear un nuevo tipo de hombre”.

Pero hay algo que no han considerado: ¿qué ocurre si realizamos cambios permanentes en el microbioma de recién nacidos o niños pequeños?¿Y si esos cambios pueden transmitirse a la descendencia?

Alteramos nuestra mezcla de genomas microbianos continuamente, ya sea por nuestra exposición a entornos diferentes o por cambios en nuestra dieta y, de forma significativa, cada vez que tomamos antibióticos. No se sabe en la actualidad hasta qué punto son permanentes estos cambios en el microbioma. No hay duda de que muchos cambios son temporales, tras los que el microbioma retorna a un estado bastante estable. Sin embargo, no está claro hasta qué punto el microbioma es estable a lo largo de la vida de una persona. Cada vez parece haber más consenso en que existe un momento crítico en los primeros años de vida en el que el microbioma se desarrolla inicialmente y gana un cierto grado de estabilidad.

Los recién nacidos salen del entorno estéril del útero y son inmediatamente colonizados por los microbios del entorno del bebé, empezando por los que pueblan el canal del parto o, en el caso de nacimiento por cesárea, la piel de la madre, lo que constituyen dos poblaciones microbianas muy diferentes. Sería, por tanto posible que, comenzando por la forma de nacimiento, la exposición o no en la primera infancia a ciertas comunidades microbianas pudiese ser importante para la salud futura. El desarrollo de asma, alergias y afecciones respiratorias en general podrían estar relacionadas con las condiciones de higiene en la infancia y, significativamente, con el abuso de antibióticos.

Si se confirmase que el microbioma adulto es relativamente estable, las manipulaciones microbiómicas durante la primera infancia podrían usarse para diseñar cambios permanentes que acompañarán al niño durante su vida. Existiría por tanto la posibilidad de que el microbioma del niño fuese “programable” para una salud óptima u otros rasgos que podrían interpretarse como “un nuevo tipo de hombre”.

Gran Hermano

Pero la estabilidad en el tiempo del microbioma individual también tiene otros usos. Por ejemplo, como el ADN humano es un identificador biunívoco de una persona, es decir, una persona sólo tiene un ADN y viceversa, existen muchas salvaguardas para asegurarse de que los datos genéticos son confidenciales. Imagínate que eres una compañía de seguros y que tienes acceso a los datos genéticos de tus clientes, podrías diseñar tus tarifas en función de los riesgos promediados de contraer ciertas enfermedades que se pueden deducir de esa información (como ejemplo de este tipo de datos, el libro A Life Decoded, de Craig Venter). Estos datos genéticos podrían obtenerse fraudulentamente de los recogidos en investigación médica o clínica. Un acceso incluso más fácil lo tendrían las fuerzas de seguridad. Con todo es complejo tener acceso. Pero, si como algunos estudios han sugerido ya, el microbioma individual también es un identificador biunívoco, muchas de estas dificultades simplemente se evaporan si no existe una legislación ad hoc.

Si el ADN parece el ideal para un cuerpo policial, el microbioma es, además, el sueño de un espía. Efectivamente, el ADN microbiómico podría contener mucha más información que el ADN humano acerca de la persona de interés. Así podríamos encontrar datos en su firma microbiómica sobre su país de origen o la presencia en un determinado lugar (si se detectan microbios característicos del suelo o el agua, por ejemplo) [los datos podrían cruzarse con un análisis isotópico, pero esto ya es otro tema]. Démonos cuenta del agujero legal por el que empresas y compañías podrían obtener fácilmente información muy sensible sobre nosotros.

De momento, buena parte de lo que antecede es hipotético. Solamente tenemos indicios de que ello podría ser así, de que el microbioma es estable e individual. Pero si estos primeros indicios se confirman tenemos consecuencias éticas que prever y reflexiones que hacer sobre la exposición de los niños a antibióticos y probióticos.

Esta entrada es una participación de Experientia docet en la XI Edición del Carnaval de Biología que organiza Ciencia y alguna otra cosa

Referencias:

Hawkins, AK & O’Doherty, KC “Who owns your poop?": insights regarding the intersection of human microbiome research and the ELSI aspects of biobanking and related studies  BMC Medical Genomics 2011, 4:72

Lingüística de conjuntos

No todas las lenguas describen el mundo con igual precisión. Tomemos un ejemplo con el que todos los hispanohablantes que hemos estudiado alguna vez una lengua extranjera nos hemos topado y que es una pesadilla para los que intentan aprender español: el verbo “ser”. Para muchos no hispanohablantes las frases “Mónica está guapa” y “Mónica es guapa” son indiscernibles: sólo a través del contexto podrían distinguir una de otra.

Esta dificultad del español como segunda lengua es la misma que muchas personas experimentan cuando se enfrentan a las matemáticas. La riqueza expresiva de su lenguaje, la precisión en los términos y los distintos matices importantes de significado que es capaz de introducir se convierten en una auténtica barrera de entrada. Estamos convencidos de que un correcto aprendizaje de este lenguaje y un énfasis en su riqueza semántica facilitaría muchísimo la comprensión de las ideas matemáticas.

Y vamos a comprobar que no es nada difícil, de hecho es muy parecido a una gramática natural, riguroso pero muy intuitivo. Precisamente nos aproximaremos a él desde un punto de vista lingüístico. Y veremos que, a poco que nos pongamos a analizar, llegamos a un concepto fundamental (fundacional) de las matemáticas, el de conjunto, con una enorme fuerza expresiva y del que describiremos sus aplicaciones. Finalmente iremos más allá de las matemáticas, para encontrarnos de nuevo en un terreno familiar. Pero no llegaremos hasta donde lo hicieron algunos pedagogos a principios de los años 70, cuando la “nueva matemática” hizo que los niños supiesen teoría de conjuntos pero tuviesen dificultades para dividir por dos cifras.

De la misma manera que el español introduce la distinción “ser/estar” para lo que en inglés, por ejemplo, es “to be”, podríamos crear una lengua artificial en la que el “ser” español podría separarse en tres verbos con matices diferentes. Comprobémoslo con estos tres pares de frases:

Puedes continuar leyendo en la página 24 del Número 3 de Journal of Feelsynapsis (revista gratuita de divulgación científica; puedes leer online, decargarla para tu smartphone, o descargar un PDF de alta calidad).

Químicos Modernos: Alexánder Butlerov, eclipsado por su genio.

¿Puede una idea científica ser tan brillante que llegue a ocultar a su autor? ¿Tan esclarecedora que pase de forma prácticamente instantánea a los libros de texto como cosa sabida y que, por lo tanto, su creador no merezca ni siquiera una mención? Parece casi inconcebible que pueda ocurrir, pero ocurrió.

Estamos en septiembre de 1861 en Speyer (actual Alemania), en el Congreso de Médicos y Naturalistas Alemanes. Un profesor de una pequeña universidad rusa, Kazán, tiene anunciada una conferencia titulada “Sobre la estructura química de la materia”; un nombre muy rimbombante para un don nadie venido de la mitad de ninguna parte. Hoy día nadie recuerda nada de ese congreso salvo esa conferencia en la que se dijo por primera vez que “la naturaleza química de una molécula está determinada no sólo por el número y tipo de átomos sino también por su disposición. El estudio químico de las sustancias debe llevar a conocer su estructura y viceversa, el conocimiento de su estructura debe llevar a predecir sus propiedades”. La teoría estructural nacía de la mano de Alexánder Mijáilovich Butlerov.

Isobutano

Pero Butlerov no se quedó en la teoría. Predijo y demostró experimentalmente la existencia de isómeros, en concreto de dos butanos y tres pentanos. En 1866 sintetizaría el isobutano. En 1868 demostraría que en los compuestos orgánicos insaturados los carbonos se unen entre sí con enlaces dobles.

Estos resultados espectaculares hicieron que el catedrático de química inorgánica de la Universidad de San Petersburgo, Dimitri Ivánovich Mendeleev, propusiera para el puesto de catedrático de química orgánica a Butlerov, que ocuparía en 1868 y hasta su jubilación en 1885, un año antes de su muerte. En ese mismo año de 1868 se completaría la edición en alemán de su “Introducción al estudio completo de la química orgánica”, libro que había aparecido en ruso sólo dos años antes y que puede ser considerado el primer texto moderno de química orgánica.

Butlerov formó parte de una incipiente escuela química orgánica rusa iniciada por sus profesores en la Universidad de Kazán, Klaus y Zinin, y que continuaron sus alumnos Markovnikov, Zeytsev y Popov. Los estudios que inició Butlerov sobre la polimerización los culminaría en 1910 Serguéi Vasiliévich Lebedev con el primer método de producción de caucho sintético (polibutadieno).

Butlerov nació en Chístopol (Rusia) en 1828. Cursó estudios de zoología y botánica en la Universidad de Kazán, pero su talento para la química fue detectado por Karl Karlóvich Klaus y potenciado por Nicolái Nikolaévich Zinin. En 1849 se gradúa y en 1851 presenta su primera disertación (lo que hoy llamaríamos tesis de máster) titulada “Sobre la oxidación de los compuestos orgánicos”. En 1854 presenta su tesis doctoral dirigida por Zinin en la Universidad de Moscú, “Aceites esenciales”, pasando a ser profesor extraordinario de la Universidad de Kazán. En 1857, se convierte en profesor ordinario y consigue una beca para viajar al extranjero durante un año, que repartiría entre el laboratorio de Kekulé en Heidelberg y el de Wurz en París.

Este año de exposición a la vanguardia de la química le hace ver la importancia de la teoría y la construcción de modelos. En este período, en anticipación a lo que después sería su charla en Speyer, Butlerov tiene una intuición fundamental. Pasteur había estudiado la actividad óptica del ácido racémico en el año 1847, con resultados espectaculares. Sin embargo, en una época en la que todas las moléculas se entendían lineales, no existía una explicación de cómo ocurría este fenómeno a nivel molecular. Butlerov apuntó que la explicación podía estar en la tridimensionalidad de los enlaces del carbono, que formarían un tetraedro, lo que daría lugar a la posibilidad de imágenes especulares de las moléculas, explicación que, como sabemos hoy día, es la correcta.

Las aportaciones de Butlerov fueron tan revolucionarias y, a la vez, con una capacidad de explicación de los fenómenos observados tan grande, que esta misma grandeza le eclipsó en vida y después de muerto. Hoy día su nombre sigue sin aparecer en muchas historias de la química occidentales.

Esta entrada es una aportación de Experientia docet a la XIII Edición del Carnaval de Química que acoge Curiosidades de un químico soñador

Las facetas del problema de la consciencia

Si algo parece caracterizar al ser humano y distinguirlo del resto de animales es la consciencia de sí mismo. A lo largo de los siglos la consciencia de nosotros mismos ha definido nuestras vidas y, a pesar de ello, la naturaleza cualitativa, privada y subjetiva de esa experiencia se resistía a ser tratada por el método científico. De hecho, la consciencia permaneció durante buena parte de la existencia del ser humano sobre la Tierra como territorio vedado para teólogos, charlatanes y filósofos, que atribuyeron su origen a la existencia de distintos tipos de almas y la correspondiente variedad de divinidades, sin que, obviamente, hubiese ninguna prueba de sus afirmaciones más allá de la propia existencia de la consciencia.

Sólo en el último tercio del siglo XX se ha abordado el estudio de la consciencia desde un punto de vista realmente científico. Estamos ante la consciencia estudiándose a sí misma, enfrentándose a lo que se llama el “problema difícil”: por qué y cómo los procesos físicos o fisiológicos dan lugar a la consciencia.

Cuando se aborda una discusión sobre la consciencia como un todo, rápidamente se llega a un estado caótico debido a la cantidad de perspectivas y matices que intervienen y a lo genérico de la cuestión. Y es que el problema de la consciencia es más que encontrar la base neurológica, qué regiones del encéfalo son críticas para que exista consciencia. Esbozamos a continuación todas las facetas del problema, aquellas cuestiones previas que hay que responder antes de que podamos decir que comprendemos realmente el origen de la consciencia.

· Base neurológica

Esta es la gran cuestión a la que muchos terminan reduciendo el problema. Nos hemos acostumbrado a escuchar que si tal región del encéfalo se encarga de la visión, que si tal otra se ocupa de la memoria y aquella otra del lenguaje, que se nos olvida que ningún área del encéfalo se ocupa exclusivamente de nada y que el encéfalo tiene mecanismos de compensación, dentro de un orden, para el caso de que alguno de los especialistas falle. Por tanto el planteamiento de la cuestión no es, ni puede ser, en qué parte del encéfalo reside la consciencia sino ¿cuál o cuáles son las regiones del encéfalo críticas para la existencia de la consciencia? En términos matemáticos diríamos aquellas cuya intervención es necesaria aunque no sea suficiente.

Hoy día se considera que existen dos áreas encefálicas implicadas, algunas redes neuronales concretas del córtex y el tálamo. Unas serían importantes para determinar el nivel de consciencia (para entendernos, la diferencia entre despertarse y dormir sin soñar) mientras que otras darían forma al contenido consciente, esto es, a las características cualitativas de una experiencia dada. En todo caso la investigación ha establecido mayormente correlaciones, por lo tanto aún no hay causalidades establecidas con firmeza.

En la actualidad buena parte de la investigación en este campo se centra en la participación de los lóbulos frontales y sobre todo en la importancia del flujo de información entre regiones más que en la actividad per se.

· Mecanismos de la anestesia

Una de las formas evidentes de estudiar un fenómeno es ver qué pasa cuando hacemos que desaparezca o, visto de otra manera, qué hemos de hacer para que desaparezca de forma controlada. Esto es lo que logra la anestesia: una pérdida controlada de la consciencia.

Cada vez hay más datos que apuntan a que la anestesia actúa desintegrando (rompiendo la integración) del funcionamiento de las distintas regiones encefálicas, es decir, más interrumpiendo comunicaciones que apagando áreas. Un punto crítico es comprender hasta qué punto la inconsciencia generada por la anestesia es similar a otros estados de inconsciencia, como el sueño o el coma.

· El Yo

Todas nuestras experiencias parecen estar asociadas a la del Yo. Pero el fenómeno de la identidad es muy complejo: abarca una visión del mundo en primera persona, un sentimiento de propiedad de nuestro cuerpo, de nuestras acciones y pensamientos, percibir nuestro estado fisiológico interno y, por supuesto, la narración que nos contamos a nosotros mismos sobre nuestras experiencias pasadas, presentes alternativos y futuros imaginados.

Se sabe que estas diferentes características dependen de diferentes mecanismos encefálicos y que pueden ser manipuladas experimentalmente; así, por ejemplo, se pueden inducir experiencias de estar “fuera del cuerpo”. Cuanto más se comprenda cómo la neurobiología construye el Yo, mejor entenderemos y podremos tratar las enfermedades psiquiátricas que implican una destrucción total o parcial del Yo, como la esquizofrenia.

· Volición y libre albedrío

Si bien la discusión sobre la existencia del libre albedrío tienen muchos flecos filosóficos, de lo que no hay duda es que todos experimentamos que somos la causa de nuestras acciones y el origen de nuestras intenciones. Desde hace unos treinta años que empezó a estudiarse neurocientíficamente este asunto, en concreto las ideas de volición (querer hacer algo) y agencia (ser el causante de algo), los datos se han ido acumulando hasta el punto de que el consenso general rechaza que la volición cause acciones explícitamente; más bien implica una red neuronal concreta que media en las decisiones abiertas y complejas entre diferentes acciones.

· Función de la consciencia

Hoy sabemos que muchas funciones cognitivas no necesitan de la consciencia. Podemos percibir objetos, tomar decisiones, e incluso realizar acciones aparentemente voluntarias sin que la consciencia intervenga. Una posibilidad es que la consciencia simplemente integre información. Si esto fuese así, cada una de nuestras experiencias descarta una cantidad enorme de posibilidades alternativas y, al hacerlo, paradójicamente, genera una cantidad de información increíblemente grande.

· Narración de la experiencia consciente

La inmensa mayoría de los datos sobre la consciencia dependen de informaciones subjetivas, por ejemplo cuando decimos que vemos (conscientemente). Un debate permanente en los estudios sobre la consciencia es si nos estamos perdiendo algo por este método, en otras palabras, si lo que experimentamos desborda nuestra capacidad para relatarlo. Las pruebas indican que esto podría ser así. Estas pruebas podrían ayudar a hacer una distinción muy importante pero, a la vez, muy sutil entre los mecanismos cerebrales de la consciencia misma y los mecanismos implicados en la capacidad para relatar lo que experimentamos de forma consciente.

· Consciencia en otro animales

Los mamíferos compartimos mucha de la base neurológica que en principio es importante para la consciencia humana, por lo que parece razonable pensar que los animales también podrían ser conscientes en distintos grados, aunque no nos lo puedan decir. A pesar de esta similaridad, es poco probable que la consciencia animal implique un Yo en el mismo sentido que la humana. Fuera de los mamíferos es mucho más difícil opinar. Sin embargo, los pájaros y los cefalópodos son buenos candidatos a tener alguna forma de consciencia: son increíblemente inteligentes y tienen cerebros sorprendentemente complejos.

· Estado vegetativo

Las personas que han sufrido daño cerebral severo entran en un estado que sugiere que están despiertos pero que no son conscientes. En algunos casos muy concretos los escánares cerebrales habrían indicado que estos pacientes podrían estar conscientes. Una mejor comprensión de las bases de la consciencia podría mejorar estos métodos no sólo para el diagnóstico y el tratamiento, también para comprender mejor el propio estado consciente.