Rastrear las huellas de la conciencia.

En esta charla con Neuron , Christof Koch, físico y neurocientífico, aboga por un programa pragmático para rastrear las huellas de la conciencia en el cerebro y por la ciencia en equipo, explica la reciente pseudocontroversia con respecto a la teoría de la información integrada de la conciencia y habla sobre la alegría de explorar los misterios que nos rodean.





Christof Koch, Instituto Allen de Ciencias del Cerebro y Fundación Tiny Blue Dot, EE.UU.


Christof Koch estudió física y filosofía en Tubinga (Alemania) y en 1982 obtuvo un doctorado por sus simulaciones por ordenador de las células nerviosas corticales y retinianas y sus dendritas. Tras más de un cuarto de siglo como profesor de biología e ingeniería en la torre de marfil académica por excelencia, el Instituto Tecnológico de California en Pasadena, se incorporó al Instituto Allen de Ciencias del Cerebro en Seattle, primero como científico jefe y luego como presidente. El año pasado renunció a todas las funciones ejecutivas y ahora disfruta de una existencia satisfecha como científico en activo en el Instituto Allen y como mentor, escritor (su próximo libro, Then I Am Myself the World , se publicará en mayo de 2024) y científico jefe de la Tiny Blue Dot Foundation en Santa Mónica. A lo largo de estas décadas, sus dos colegas más cercanos han sido Francis Crick y Giulio Tononi.

¿Qué te motiva?

Christof Koch (CK): Tengo una profunda necesidad de comprender cómo se desarrolla la vasta complejidad de los mundos interior y exterior a partir de reglas simples, similares a los fascinantes patrones del conjunto de Mandelbrot, un anhelo de buscar el orden subyacente que gobierna el cosmos, tal vez incluso vislumbrar la naturaleza última del todo. Este impulso me obliga a reevaluar periódicamente mis creencias, estudiar las consecuencias inesperadas de la mecánica cuántica o la teoría de cables, sumergirme en los reinos de la antropología o participar de ceremonias y medicinas antiguas en tierras lejanas. Uno de los grandes placeres de tal búsqueda es participar en un discurso intelectual prolongado con otras almas que están igualmente motivadas a buscar la verdad.

¿Qué es lo que más te ha sorprendido?

CK: Crecí como un nerd de la ciencia, construyendo mi propia radio, computadora y telescopio, y leyendo ciencia ficción. Pero nunca esperé los asombrosos avances en hardware y software de las últimas décadas, para vivir personalmente el Accelerando , la transición a un mundo profundamente marcado por la aparición abrupta de una nueva forma de inteligencia.

Profesionalmente, me sorprenden los avances concomitantes en la poderosa instrumentación de la neurociencia y el trabajo con vastos flujos de datos en todas las escalas espacio-temporales relevantes, desde moléculas hasta cerebros completos, generando conectomas completos, analizando señales eléctricas con un paso espacial de unos pocos micrómetros, capturando las señales parpadeantes asociadas con la dinámica del calcio de un millón de células nerviosas y estimulando la actividad hemodinámica en lo profundo del cerebro humano.

Este ritmo frenético y exponencial de acumulación de datos crea la ilusión de un progreso rápido. Sin embargo, nuestra comprensión de cualquier fragmento de tejido nervioso altamente excitable avanza, en el mejor de los casos, de manera sublineal. Aplicar el aprendizaje automático a los datos cerebrales puede no ayudar mucho, ya que tampoco entendemos necesariamente mejor la caja negra resultante. Todavía recuerdo vívidamente a Paul Allen, cuya visión y generosidad apoyaron al Instituto Allen, visitando el instituto después de que su equipo de fútbol, ​​los Seahawks, ganara la Superbowl y preguntándome, cara a cara, por qué todavía estábamos midiendo los campos receptivos de la corteza visual primaria cuando Hubel & Wiesel en Harvard ya lo habían hecho medio siglo antes. Una pregunta difícil del benefactor del instituto...

Avanzar es tan difícil debido a los enormes grados de libertad de los sistemas nerviosos con sus vertiginosas complejidades combinatorias, que superan enormemente la elegante simplicidad de un electrón, un virus o un agujero negro.

 A esto se suma la no reproducibilidad de dos de cada tres experimentos en las ciencias biomédicas, el esqueleto en el armario del que nadie quiere hablar. Sin embargo, dada la promesa inherente a la comprensión de las mentes y los cerebros, tanto en la salud como en la enfermedad, la Iniciativa BRAIN, otras agencias federales e instituciones privadas han invertido grandes cantidades de fondos en la neurociencia de sistemas.

El campo se ha adaptado a estos desafíos evolucionando desde sus raíces románticas y heroicas hacia una fase más madura, con un puñado de modelos animales, estándares y protocolos comunes, equipos grandes y el intercambio generalizado de manuscritos y datos previamente revisados ​​por pares. El Instituto Allen puede atribuirse con justicia parte del mérito por estos avances, ya que compartir libre y abiertamente todos los datos, metadatos, herramientas y códigos ha sido parte de nuestro espíritu original. Compartir está en nuestro ADN.

¿Qué buscas?

CK: A finales de los años 80, Francis Crick y yo propugnamos, en casi dos docenas de artículos, un enfoque pragmático y operativo para desentrañar la esquiva relación entre la mente consciente y el cerebro físico. Hoy, un tercio de siglo después, cientos de científicos y médicos y yo estamos rastreando estos correlatos neuronales de la conciencia en voluntarios, pacientes neurológicos y animales de laboratorio, centrándonos en el neocórtex, un vasto cordón de tejido denso en capas, plegado, en los humanos, como masa de pizza y embutido en el cráneo. Esta búsqueda aún no ha encontrado su santo grial, como quedó claro con mi reciente y muy pública pérdida de una apuesta de veinticinco años contra el filósofo David Chalmers, el del “duro problema de la conciencia”. Pero, como admite Chalmers, es sólo una cuestión de cuándo, no de si, se descubrirán estas huellas. Como lo expresó el matemático David Hilbert: “¡Lo sabremos!”.

¿Cómo se relaciona esto con la controversia del año pasado sobre la ciencia de la conciencia?

CK: En la misma conferencia en la que le entregué seis botellas de vino añejo de Madeira a Chalmers (según los términos de nuestra apuesta), una gran colaboración adversaria que utiliza las mejores prácticas científicas (registro previo de todos los experimentos y métodos de análisis, dos laboratorios independientes que realizan cada experimento, haciendo que los datos sean accesibles para todos) anunció el resultado de su primer experimento en 256 humanos utilizando resonancia magnética funcional, electrodos implantados (ECoG), electroencefalografía y electroencefalografía, diseñado para enfrentar directamente las predicciones de dos teorías dominantes de la conciencia entre sí: la teoría de la información integrada (IIT) y la teoría del espacio de trabajo neuronal global (GNWT). 

Si bien los resultados (puede encontrarlos en bioRxiv) son complicados (como corresponde a una empresa tan grande), ciertamente argumentan en contra de la participación de gran parte de la corteza prefrontal (CPF) cuando se ven conscientemente objetos claramente visibles. De hecho, una plétora de evidencias causales provenientes de la clínica apoyan la hipótesis de que el sustrato neuronal para la mayor parte de nuestras experiencias conscientes (ver, oír, ser tocado, el sentido del yo) se encuentra en las regiones posteriores de la corteza, detrás del surco central. La corteza prefrontal, en general, sólo desempeña un papel menor en estas categorías experienciales preeminentes. Esto no es una novedad para los neurocirujanos, que deben extirpar trozos de la corteza prefrontal sin que el paciente sufra una pérdida catastrófica de experiencias conscientes o que estimulan eléctricamente la corteza prefrontal sin evocar un sentimiento consciente en el paciente (por eso estas regiones se denominan corteza no elocuente). Estos hallazgos empíricos provocaron una reacción negativa, desencadenada en parte por la metafísica de la TII.

¿No se supone que la ciencia real debe ser objetiva, libre de suposiciones “metafísicas”? Después de todo, los hechos son sólo eso: ¡hechos!

CK: Si algo hemos aprendido de la pandemia es que lo que se considera factual está muy condicionado por el punto de vista filosófico, ideológico, religioso, político o de otro tipo de cada uno. No hay hechos libres de prejuicios. Suponer lo contrario es ingenuo. No hay una visión desde ninguna parte. Todo el mundo hace suposiciones, normalmente implícitas, sobre lo que considera "hechos" legítimos. Yo tomo los sentimientos subjetivos, el enrojecimiento del rojo o lo horrible que es un dolor de muelas, las famosas qualia de los filósofos, como hechos del asunto que claman por una explicación natural. De hecho, mis sentimientos son lo único en el universo con lo que tengo un conocimiento directo (reminiscencias de Descartes). Muchos filósofos contemporáneos, por otro lado, rechazan por completo la existencia de estados subjetivos y fenomenales. Otros sostienen que estos esquivos sentimientos son auténticos pero nunca pueden ser objetos de una investigación científica legítima. Se trata de tres supuestos metafísicos distintos entre muchos otros.

Si hay un resultado positivo del intento del año pasado de cancelar el IIT, es la comprensión de que mantener la inocencia con respecto a la metafísica, mientras se atribuyen tales creencias únicamente a la facción opuesta, es absurdo.
La mayoría de los filósofos analíticos, las grandes empresas tecnológicas y muchos neurocientíficos adhieren a un tipo de metafísica conocida como funcionalismo computacional o de máquinas. Dan por sentado que la conciencia es un tipo particular de computación, implementada por el cerebro. Cualquier sistema que instancia cálculos similares, como modelos de lenguaje grandes y suficientemente potentes, será, por lo tanto, consciente. 

La IIT hace suposiciones muy diferentes y las explica con gran detalle, lo cual es necesario para la conciencia pero también bastante raro en la ciencia (fuera de la física fundamental). La IIT postula que la experiencia subjetiva no es un algoritmo inteligente o un proceso, sino una estructura de relaciones causales, una forma.

 La IIT toma en serio la fenomenología, comenzando con sus axiomas, directamente fundamentados en la experiencia. Según la IIT, una simulación fiel de un cerebro humano afirmará soñar con ovejas eléctricas, ¡pero tendrá tanta sensación subjetiva como un triturador de basura! Los poderes causales no se pueden simular, sino que deben ser instanciados por el sustrato. Esa es la diferencia entre una simulación y la realidad que marca toda la diferencia: ni se moja el interior de una computadora que simula una tormenta, ni una computadora portátil, que simula un agujero negro, succiona al programador hacia su campo gravitacional.

¿Serán entonces las computadoras conscientes?

CK: Según el funcionalismo computacional, ya lo son o lo serán pronto. Según la IIT, las computadoras digitales pueden hacer todo lo que nosotros hacemos (en última instancia, mejor y más rápido), pero nunca serán lo que somos nosotros: conscientes. Puede que sea diferente con las computadoras cuánticas, dada su conectividad radicalmente diferente debido al entrelazamiento.

¿Cuáles son los próximos pasos para descubrir las fuentes de la conciencia?

CK: Experimentos perturbadores en personas, utilizando herramientas no invasivas como la estimulación magnética transcraneal (TMS) o la estimulación eléctrica por interferencia temporal, o en pacientes con herramientas invasivas, así como manipulaciones optogenéticas cada vez más poderosas del contenido consciente en el humilde ratón de laboratorio, Mus musculus (porque todos somos hijos de la naturaleza, sintientes en mayor o menor medida). Pero esta búsqueda empírica no es suficiente para responder plenamente a todas nuestras preguntas: ¿son conscientes las criaturas evolucionadas o diseñadas que son radicalmente diferentes de nosotros, como una abeja, un cedro, un organoide cerebral o un gran modelo de lenguaje? Para cumplir con esa búsqueda, necesitamos una teoría de la conciencia completamente desarrollada que explique por qué algunas partes de materia activa, como los cerebros, son conscientes, mientras que otras, como el plasma, no lo son.

¿Algún progreso intermedio?

CK: Sí, ahora podemos construir un detector de conciencia primitivo, una novedad en la historia. Después de una lesión cerebral traumática, un derrame cerebral o un ataque cardíaco, las víctimas pueden quedar gravemente incapacitadas, incapaces de hablar o de señalar de otro modo su estado consciente. ¿Siguen albergando una mente atrapada en un cuerpo dañado (conciencia encubierta) o realmente “no están ahí”? Marcello Massimini, Giulio Tononi y sus colegas clínicos, motivados por la IIT, están probando un dispositivo que aplica un pulso magnético al cerebro del paciente, registra las reverberaciones eléctricas resultantes a través de una red de electrodos en el cuero cabelludo y calcula la complejidad de este patrón eléctrico para inferir si el paciente está consciente, como si se escuchara la calidad de los sonidos que hace una campana cuando suena. Diagnosticar la conciencia y predecir la probabilidad de recuperación brinda consuelo a la familia y ayuda a tomar decisiones sobre si retirar la terapia de soporte vital.

¿Qué es lo que más te emociona?

CK: Me intriga profundamente la exploración de los mecanismos que subyacen a las experiencias que están desvinculadas de la conducta, en particular el soñar, meditar o consumir psicodélicos. Cuando las personas consumen psicodélicos y enteógenos clásicos, como la ayahuasca, la 5-MeO-DMT, la DMT o la psilocibina, pueden encontrarse con un vasto universo de experiencias imaginables e inimaginables, cualquier cosa entre el cielo y la tierra, y más allá. Estas alteraciones de la conciencia son, por supuesto, las razones por las que las personas emprenden estos viajes visionarios y reveladores. Estas experiencias intensas y a menudo profundamente transformadoras se describen constantemente como unas de las más significativas en la vida de las personas.

 Sin embargo, como los psiconautas son inmóviles, con los ojos cerrados, muchas herramientas experimentales de la psicología (“presiona un botón cuando te sientas uno con el universo”) son ineficaces para comprender lo que sucede en sus cerebros y deben idearse nuevos protocolos experimentales.

¿Por qué es esto interesante?

CK: El desafío consiste en comprender cómo un cerebro, con una actividad hemodinámica reducida según los hallazgos recientes, puede servir como sustrato para esos estados de conciencia “expandidos”. Como los cerebros están compuestos por miles de tipos de células y albergan más de una docena de receptores de serotonina distintos, incluidos los receptores fundamentales 5-HT-2A, está claro que sabemos poco, lo que nos lleva a sentirnos humildes.
Explorar la belleza y los misterios que habitan en nuestro interior y en el mundo que nos rodea nos brinda una inmensa alegría y nos lleva a una vida plena. Nunca dejes de buscar.

texto original  :https://www.cell.com/neuron/fulltext/S0896-6273(24)00160-0