El blog de 道

De las muchas experiencias distintivas dentro de nuestros universos internos, uno es muy especial. Esta es la experiencia de ser tú. Es tentador tomar las experiencias de la individualidad por sentado, ya que siempre parecen estar presentes, y generalmente sentimos una sensación de continuidad en nuestra existencia subjetiva (excepto, por supuesto, al salir de la anestesia general). Pero así como la consciencia no es sólo una cosa, el yo consciente también se entiende mejor como una construcción compleja generada por el cerebro.

Existe el yo corporal, que es la experiencia de ser un cuerpo y de tener un cuerpo particular. Existe el yo perspectivo, que es la experiencia de percibir el mundo desde un punto de vista particular en primera persona. El yo volitivo implica experiencias de intención y de agencia – de impulsos para hacer esto o aquello, y de ser las causas de las cosas que suceden. En los niveles superiores, nos encontramos con el yo narrativo y social. El yo narrativo es donde entra el «yo», como la experiencia de ser una persona continua y distintiva a través del tiempo, construida a partir de un rico conjunto de recuerdos autobiográficos. Y el yo social es ese aspecto de la experiencia de sí mismo que se refracta a través de las mentes percibidas de los demás, moldeadas por nuestro entorno social único.

En la vida cotidiana, puede ser difícil diferenciar estas dimensiones de la individualidad. Nos movemos por el mundo como complejos aparentemente unificados, nuestra experiencia del yo corporal se integra perfectamente con nuestros recuerdos del pasado y con nuestras experiencias de volición y agilidad. Pero la introspección puede ser una mala guía. Muchos experimentos y estudios de casos neuropsicológicos cuentan una historia diferente, en la que el cerebro activa y continuamente genera y coordina estos diversos aspectos de la experiencia propia.

Tomemos el ejemplo de la personalidad corporal. En la famosa «ilusión de mano de goma», le pido que concentre su atención en una mano falsa mientras su mano real se mantiene fuera de la vista. Si yo a continuación, al mismo tiempo golpeo su mano real y la mano falsa con un pincel suave, puede desarrollar la sensación extraña de que la mano falsa es ahora, de alguna manera, parte de su cuerpo. Esto revela una sorprendente flexibilidad en cómo experimentamos «poseer» nuestros cuerpos y plantea una pregunta: ¿cómo el cerebro decide qué partes del mundo son su cuerpo y cuáles no?

Para responder a esto, podemos apelar al mismo proceso que subyace a otras formas de percepción. El cerebro hace su «mejor conjetura», basado en sus creencias o expectativas anteriores, y los datos sensoriales disponibles. En este caso, los datos sensoriales pertinentes incluyen señales específicas del cuerpo, así como los sentidos clásicos como la visión y el tacto. Estos sentidos corporales incluyen la propiocepción, que señala la configuración del cuerpo en el espacio, y la interocepción, que implica una serie de entradas que transmiten información desde el interior del cuerpo, como la presión arterial, la tensión gástrica, los latidos del corazón y así sucesivamente. La experiencia de la individualidad encarnada depende de las predicciones sobre las causas relacionadas con el cuerpo de las señales sensoriales a través de los canales interoceptivos y propioceptivos, así como a través de los sentidos clásicos. Nuestras experiencias de ser y tener un cuerpo son ‘alucinaciones controladas’ de un tipo muy distintivo.

La investigación en nuestro laboratorio está apoyando esta idea. En un experimento, usamos la llamada realidad aumentada para desarrollar una nueva versión de la ilusión mano-de-goma, diseñada para examinar los efectos de las señales interoceptivas sobre la propiedad del cuerpo. Los participantes vieron el entorno a través de una pantalla montada en la cabeza, centrándose en una versión de realidad virtual de su mano, que apareció frente a ellos. Esta mano virtual fue programada para destellar suavemente rojo, ya fuera sincronizada o fuera de tiempo con sus latidos del corazón. Predijimos que la gente experimentaría un mayor sentido de identidad con la mano virtual cuando estaba pulsando de forma sincronizada con su latido del corazón, y esto es justo lo que encontramos. Otros laboratorios están descubriendo que principios similares se aplican a otros aspectos del yo consciente. Por ejemplo, experimentamos agencia sobre eventos cuando los datos sensoriales entrantes coinciden con las consecuencias previstas de las acciones y las dicotomías en la agencia experimentada, que pueden ocurrir en condiciones tales como la esquizofrenia, pueden ser rastreadas hasta anomalías en este proceso predictivo.

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Armados con esta teoría de la percepción, podemos volver a la consciencia. Ahora, en lugar de preguntar qué regiones cerebrales se correlacionan con la percepción consciente (versus inconsciente), podemos preguntarnos: ¿qué aspectos de la percepción predictiva van junto con la consciencia?

Una serie de experimentos están ahora indicando que la consciencia depende más de las predicciones perceptivas, que de los errores de predicción. En 2001, Alvaro Pascual-Leone y Vincent Walsh de la Escuela de Medicina de Harvard pidieron a las personas que denunciaran la dirección percibida del movimiento de las nubes de puntos de deriva (los denominados «kinematogramas de puntos aleatorios»). Utilizaron TMS para interrumpir específicamente las señales descendentes a través de la corteza visual, y encontraron que esto abolía la percepción consciente del movimiento, aunque las señales de abajo hacia arriba quedaran intactas.

Más recientemente, en mi laboratorio, hemos estado investigando los mecanismos predictivos de la percepción consciente con más detalle. En varios experimentos – usando variantes del método de rivalidad binocular mencionado anteriormente – hemos descubierto que las personas conscientemente ven lo que esperan, en lugar de lo que viola sus expectativas. También hemos descubierto que el cerebro impone sus predicciones perceptivas en los puntos preferidos (o fases) dentro del llamado «ritmo alfa», que es una oscilación en la señal del EEG a unos 10 Hz que es especialmente prominente sobre las áreas visuales de el cerebro. Esto es emocionante porque nos da una idea de cómo el cerebro podría implementar algo como la percepción predictiva, y porque arroja nueva luz sobre un fenómeno bien conocido de la actividad cerebral, el ritmo alfa, cuya función hasta ahora ha permanecido esquiva.

El procesamiento predictivo también puede ayudarnos a comprender formas inusuales de experiencia visual, como las alucinaciones que pueden acompañar a la psicosis de los viajes psicodélicos. La idea básica es que las alucinaciones ocurren cuando el cerebro presta poca atención a las señales sensoriales entrantes, de modo que la percepción se vuelve inusualmente dominada por las expectativas previas del cerebro. [El sueño con sueños probablemente usaría el mismo mecanismo]. Diferentes tipos de alucinaciones -desde las simples experiencias geométricas de líneas, patrones y texturas hasta ricas narraciones alucinatorias llenas de objetos y personas- pueden explicarse por el excesivo entusiasmo del cerebro por confirmar sus predicciones en diferentes niveles de la jerarquía cortical. Esta investigación tiene una promesa clínica significativa ya que obtiene en los mecanismos que subyacen a los síntomas de las condiciones psiquiátricas, de la misma manera que los antibióticos abordan las causas de la infección, mientras que los analgésicos no lo hacen.

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En el siglo XIX, el polímata alemán Hermann von Helmholtz propuso que el cerebro es una máquina de predicción, y que lo que vemos, oímos y sentimos no son más que las mejores suposiciones del cerebro sobre las causas de sus entradas sensoriales. Piensa en esto, de esta manera: El cerebro está encerrado dentro de un cráneo óseo. Todo lo que recibe son señales sensoriales ambiguas y ruidosas que sólo están relacionadas indirectamente con objetos en el mundo.

Por lo tanto, la percepción debe ser un proceso de inferencia, en el que señales sensoriales indeterminadas se combinan con expectativas previas o «creencias» sobre la forma en que el mundo es, para formar las hipótesis óptimas del cerebro de las causas de estas señales sensoriales: tazas de café, nubes… Lo que vemos es la mejor «adivinación» del cerebro de lo que está ahí fuera.

Es fácil encontrar ejemplos de percepción predictiva tanto en el laboratorio como en la vida cotidiana. Caminando por una mañana de niebla, si esperamos encontrarnos con una amiga en una parada de autobús, podríamos percibirla estar allí, hasta que una inspección más cercana revele a un extraño. También podemos escuchar palabras en tonterías sin sentido, si estamos esperando esas palabras (reproduce ‘Stairway to Heaven’ al revés y puedes escuchar poesía satánica). Incluso elementos muy básicos de la percepción están conformados por creencias inconscientes codificadas en nuestros sistemas visuales. Nuestros cerebros han evolucionado para asumir (creer) que la luz viene de arriba, lo que influye en la forma en que percibimos las formas en la sombra.

La visión clásica de la percepción es que el cerebro procesa la información sensorial en una dirección ascendente o «externa»: las señales sensoriales entran a través de receptores (por ejemplo, la retina) y luego progresan más profundamente en el cerebro, cada etapa reclutando cada vez más procesamiento sofisticado y abstracto. En este punto de vista, el «procesamiento pesado» perceptual se hace mediante estas conexiones ascendentes.

La visión Helmholtziana invierte este marco, proponiendo que las señales que fluyen en el cerebro desde el mundo exterior sólo transmiten errores de predicción – las diferencias entre lo que el cerebro espera y lo que recibe. El contenido perceptivo es llevado por predicciones perceptivas que fluyen en la dirección opuesta (arriba hacia abajo), desde el interior del cerebro hacia las superficies sensoriales. La percepción implica la minimización del error de predicción simultáneamente a través de muchos niveles de procesamiento dentro de los sistemas sensoriales del cerebro, actualizando continuamente las predicciones del cerebro.

En esta visión, que a menudo se denomina «codificación predictiva» o «procesamiento predictivo», la percepción es una alucinación controlada, en la que las hipótesis del cerebro son continuamente controladas por señales sensoriales que llegan del mundo y del cuerpo. «Una fantasía que coincide con la realidad», como lo dijo el psicólogo Chris Frith con elocuencia en Making Up the Mind (2007).

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¿Cuáles son los mecanismos cerebrales fundamentales que subyacen a nuestra capacidad de ser conscientes? Es importante destacar que el nivel consciente no es lo mismo que la vigilia. Cuando usted sueña, tiene experiencias conscientes incluso si está dormido. Y en algunos casos patológicos, como el estado vegetativo (a veces llamado «inconsciente despierto»), puede estar completamente sin consciencia, pero aún así se pasa por ciclos de sueño y vigilia.

Entonces, ¿qué es lo que subyace a ser consciente específicamente, en oposición a simplemente estar despierto? Sabemos que no es sólo el número de neuronas involucradas. El cerebelo (el llamado «pequeño cerebro» colgando de la parte posterior de la corteza) tiene aproximadamente cuatro veces más neuronas que el resto del cerebro, pero parece apenas involucrado en mantener el nivel consciente. Ni siquiera es el nivel general de actividad neuronal – tu cerebro es casi tan activo durante el sueño sin sueños como lo está durante la vigilia consciente. Más bien, la consciencia parece depender de cómo las diferentes partes del cerebro hablan entre sí, de maneras específicas.

Una serie de estudios realizados por el neurocientífico Marcello Massimini en la Universidad de Milán proporciona una fuerte evidencia para este punto de vista. En estos estudios, el cerebro es estimulado por pulsos breves de energía – usando una técnica llamada estimulación magnética transcraneal (TMS) – y sus «ecos» eléctricos se registran usando EEG. En el sueño sin sueños y la anestesia general, estos ecos son muy simples, como las olas generadas por el lanzamiento de una piedra en aguas tranquilas. Pero durante estados conscientes, un eco típico varía ampliamente sobre la superficie cortical, desapareciendo y reapareciendo en patrones complejos. Emocionantemente, ahora podemos cuantificar la complejidad de estos ecos trabajando con lo compresibles que son, similar a cómo los algoritmos simples comprimen fotos digitales en archivos JPEG. La capacidad para hacer esto representa un primer paso hacia un «medidor de consciencia» que es prácticamente útil y teóricamente motivado.

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Pero ¿cuál es la «cualidad» que miden las medidas de complejidad cerebral? Aquí es donde entran en juego nuevas ideas teóricas sobre la consciencia. Estos comienzan a finales de los años 90, cuando Gerald Edelman (mi ex mentor en el Instituto de Neurociencias de San Diego) y Giulio Tononi – ahora en la Universidad de Wisconsin en Madison – argumentaron que las experiencias conscientes eran únicas al ser simultáneamente altamente informativas y altamente ‘integradas’.

La consciencia es informativa en el sentido de que cada experiencia es diferente de cualquier otra experiencia que hayas tenido, o que podrías haber tenido. Mirando más allá de la mesa frente a mí por la ventana, nunca he experimentado precisamente esta configuración de tazas de café, ordenadores y nubes – una experiencia que es aún más distintiva cuando se combina con todas las otras percepciones, emociones y pensamientos simultáneamente presentes. Cada experiencia consciente implica una reducción muy grande de la incertidumbre – en cualquier momento, tenemos una experiencia de muchas experiencias posibles – y la reducción de la incertidumbre es lo que matemáticamente queremos decir con «información».

La consciencia se integra en el sentido de que cada experiencia consciente aparece como una escena unificada. No experimentamos colores por separado de sus formas, ni objetos independientemente de su origen. Los muchos elementos diferentes de mi experiencia consciente en este momento – ordenadores y tazas de café, así como los suaves sonidos de Bach y mis preocupaciones acerca de lo que escribir después – parecen unidos de manera profunda, ya que los aspectos de un solo estado de consciencia abarcador.

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