Científicos en pugna probaron dos grandes teorías, pero no encontraron una ganadora. El modo en que surge la conciencia en el cerebro no está más claro después de que dos grandes teorías se enfrentaron, pero el diseño de la competencia podría hacer avanzar el campo.
por Tim Bayne
- Dos grandes teorías se enfrentan
- Predicciones y resultados
- Una victoria para la ciencia
- No cambiar de opinión
- La utilidad de la irracionalidad
- Un hueso duro de roer
- Los científicos están trabajando hacia una teoría unificada de la conciencia
- Perdido en la traducción
- Conozca a los contendientes
- ¿Una teoría unificada?
“Las teorías son como los cepillos de dientes”, se dice a veces . “Cada uno tiene el suyo y nadie quiere usar el de nadie más”.
Es una broma, pero cuando se trata del estudio de la conciencia —la cuestión de cómo tenemos una experiencia subjetiva de cualquier cosa— no está muy lejos de la verdad.
En 2022, el neurocientífico británico Anil Seth y yo publicamos una revisión que enumeraba 22 teorías basadas en la biología del cerebro. En 2024, con un enfoque menos restrictivo, el intelectual estadounidense Robert Kuhn contabilizó más de 200.
Es en este contexto que Nature acaba de publicar los resultados de una “ colaboración adversarial ” de un grupo llamado Cogitate Consortium centrado en dos teorías destacadas: la teoría del espacio de trabajo neuronal global y la teoría de la información integrada.
Dos grandes teorías se enfrentan
Con tantas ideas circulando y un tema inherentemente elusivo, probar teorías no ha sido tarea fácil. De hecho, el debate entre los defensores de diferentes teorías ha sido intenso y, en ocasiones, agrio.
En un momento particularmente bajo en 2023, después del anuncio inicial de los resultados que Cogitate ahora ha publicado formalmente, muchos expertos firmaron una carta abierta argumentando que la teoría de la información integrada no solo era falsa, sino que ni siquiera califica como científica .
Sin embargo, la teoría del espacio de trabajo neuronal global y la teoría de la información integrada son dos de las cuatro grandes teorías que dominan el debate actual sobre la consciencia. (Las otras son las teorías de representación de orden superior y la teoría de la reentrada local o recurrencia).
Las teorías son difíciles de resumir, pero ambas vinculan la conciencia con la actividad de las neuronas en diferentes partes del cerebro.
Los defensores de estas dos teorías, junto con varios teóricos no alineados, generaron predicciones a partir de las dos teorías sobre los tipos de actividad cerebral que uno esperaría que estuvieran asociados con la conciencia.
Predicciones y resultados
El grupo estuvo de acuerdo en que la teoría de la información integrada predice que la percepción consciente debería estar asociada con una sincronización y actividad sostenidas de señales en una parte del cerebro llamada corteza posterior.
Por otro lado, afirmaron que la teoría del espacio de trabajo neuronal global predice que un proceso de “ignición neuronal” debería acompañar tanto el inicio como el final de un estímulo. Es más, debería ser posible decodificar aquello de lo que una persona es consciente a partir de la actividad en su corteza prefrontal.
Estas hipótesis (entre otras) fueron puestas a prueba por equipos “teóricamente neutrales” de todo el mundo.
Los resultados no fueron decisivos. Algunos coincidieron con las predicciones de una u otra teoría, pero otros generaron desafíos.
Por ejemplo, el equipo no logró encontrar una sincronización sostenida en la corteza posterior, como la que predecía la teoría de la información integrada. Al mismo tiempo, la teoría del espacio de trabajo neuronal global se ve cuestionada por el hecho de que no todos los contenidos de la conciencia pudieron decodificarse desde la corteza prefrontal y por la imposibilidad de detectar la activación neuronal al presentarse el estímulo por primera vez.
Una victoria para la ciencia
Si bien este estudio no representó una victoria para ninguna de las teorías, sí fue un triunfo decisivo para la ciencia. Representa un claro avance en la forma en que la comunidad de la conciencia aborda la comprobación de teorías.
No es raro que los investigadores busquen evidencia que apoye su propia teoría. Sin embargo, la gravedad de este problema en la ciencia de la consciencia no se hizo evidente hasta 2022, con la publicación de un importante artículo de varios investigadores del Consorcio Cogitate. El artículo demostró que era posible predecir qué teoría de la consciencia respaldaba un estudio en particular basándose únicamente en su diseño.
La gran mayoría de los intentos de “probar” las teorías de la conciencia han sido realizados por defensores de esas mismas teorías. Como resultado, muchos estudios se han centrado en confirmarlas (en lugar de encontrarles defectos o refutarlas).
No cambiar de opinión
El primer logro de esta colaboración fue lograr que teóricos rivales coincidieran en predicciones comprobables de ambas teorías. Esto fue especialmente difícil, ya que tanto la teoría del espacio de trabajo global como la de la información integrada se formulan en términos muy abstractos.
Otro logro fue realizar los mismos experimentos en diferentes laboratorios, un desafío particularmente difícil dado que esos laboratorios no estaban comprometidos con las teorías en cuestión.
En las primeras etapas del proyecto, el equipo recibió asesoramiento del psicólogo israelí-estadounidense Daniel Kahneman , el arquitecto de la idea de las colaboraciones adversarias para la investigación.
Kahneman afirmó que no se debe esperar que los resultados cambien la opinión de nadie, incluso si se inclinan decisivamente por una teoría sobre otra. Los científicos están comprometidos con sus teorías, señaló, y se aferrarán a ellas incluso ante la evidencia en contra.
La utilidad de la irracionalidad
Esta terquedad irracional puede parecer un problema, pero no tiene por qué serlo. Con los sistemas adecuados, incluso puede contribuir al avance de la ciencia.
Dado que no sabemos qué enfoque teórico de la conciencia tiene más probabilidades de ser correcto, la comunidad científica debería abordar la conciencia desde una variedad de perspectivas.
La comunidad investigadora necesita maneras de corregirse. Sin embargo, es útil que cada científico se mantenga firme en sus convicciones teóricas y continúe trabajando dentro de una teoría específica, incluso ante hallazgos problemáticos.
Un hueso duro de roer
La consciencia es un hueso duro de roer. Aún no sabemos si cederá ante los métodos actuales de la ciencia de la consciencia o si requiere una revolución en nuestros conceptos o métodos (o quizás en ambos).
Lo que está claro, sin embargo, es que si queremos desenredar el problema de la experiencia subjetiva, la comunidad científica tendrá que adoptar este modelo de investigación colaborativa.
Los científicos están trabajando hacia una teoría unificada de la conciencia
El origen de la consciencia ha intrigado a filósofos y científicos durante siglos. En la última década, los neurocientíficos han comenzado a reconstruir sus fundamentos neuronales; es decir, cómo el cerebro, a través de sus intrincadas conexiones, transforma la señalización eléctrica entre neuronas en consciencia.
por Shelly Fan
Sin embargo, el campo está fragmentado, escribió recientemente un equipo internacional de neurocientíficos en un nuevo artículo en Neuron . Muchas teorías de la consciencia se contradicen entre sí, con diferentes ideas sobre dónde y cómo surge la consciencia en el cerebro.
Algunas teorías incluso se están enfrentando en una prueba mano a mano, tomando imágenes de los cerebros de voluntarios mientras realizan diferentes tareas en centros de pruebas clínicas de todo el mundo.
Pero descifrar las bases neuronales de la consciencia no tiene por qué ser una confrontación. Más bien, las teorías pueden integrarse, escribieron los autores, quienes formaron parte del Proyecto Cerebro Humano —un gran esfuerzo europeo para mapear y comprender el cerebro— y se especializan en decodificar las señales cerebrales relacionadas con la consciencia.
No todos los autores coinciden en los mecanismos cerebrales específicos que nos permiten percibir el mundo exterior y construir un mundo interior propio. Pero al colaborar, fusionaron sus ideas, demostrando que las diferentes teorías no son necesariamente incompatibles entre sí; de hecho, podrían consolidarse en un marco general de conciencia e incluso inspirar nuevas ideas que ayuden a desentrañar uno de los mayores misterios del cerebro.
De tener éxito, la misión conjunta podría trascender nuestras propias mentes. Los organoides cerebrales, o “minicerebros”, que imitan aproximadamente el desarrollo humano temprano, se están volviendo cada vez más sofisticados , lo que genera inquietudes éticas sobre su potencial para desarrollar la autoconciencia (para ser claros, no hay indicios). Mientras tanto, se han planteado preguntas similares sobre la IA. Una teoría general de la conciencia, basada en la mente humana, podría ayudarnos a evaluar estas construcciones artificiales.
“¿Es realista conciliar teorías, o incluso aspirar a una teoría unificada de la conciencia?”, preguntaron los autores. “Partimos de la base de que la existencia de múltiples teorías es un indicio de salud en este campo emergente… de modo que múltiples teorías pueden contribuir simultáneamente a nuestra comprensión”.
Perdido en la traducción
Estoy consciente. Tú también. Vemos, olemos, oímos y sentimos. Tenemos un mundo interno que nos dice lo que estamos experimentando. Pero la distinción se difumina para las personas en diferentes etapas del coma o para quienes están confinados : aún pueden percibir su entorno, pero no pueden reaccionar físicamente. Perdemos el conocimiento cada noche mientras dormimos y durante la anestesia. Sin embargo, de alguna manera, lo recuperamos. ¿Cómo?
Gracias a la amplia gama de imágenes cerebrales, los neurocientíficos actuales coinciden en que la consciencia surge del cableado y la actividad cerebral. Sin embargo, diversas teorías discuten cómo las señales eléctricas cerebrales generan experiencias ricas e íntimas en nuestras vidas.
Parte del problema, escribieron los autores, radica en la falta de una definición clara de «conciencia». En este artículo, separaron el término en dos experiencias: una externa y otra interna. La experiencia externa, llamada conciencia fenoménica, se da cuando nos damos cuenta inmediatamente de lo que estamos experimentando; por ejemplo, ver un eclipse solar total o la aurora boreal.
La experiencia interna es un poco como una “intuicion” en el sentido de que ayuda a formar expectativas y tipos de memoria, de modo que al aprovecharla podemos planificar comportamientos y acciones.
Ambos son aspectos de la conciencia, pero la diferencia apenas se delinea en trabajos previos. Esto dificulta la comparación de teorías, escribieron los autores, pero eso es lo que se propusieron.
Conozca a los contendientes
Utilizando su marco de “dos experiencias”, examinaron cinco teorías destacadas de la conciencia.
La primera, la teoría del espacio de trabajo neuronal global, visualiza el cerebro como una especie de ciudad. Cada “centro” de la región cerebral local interactúa dinámicamente con un “espacio de trabajo global”, que integra y transmite información a otros centros para su posterior procesamiento, permitiendo que la información alcance el nivel de consciencia. En otras palabras, solo percibimos algo cuando toda la información sensorial (vista, oído, tacto, gusto) se entrelaza en un espacio neuronal temporal. Según esta teoría, la consciencia se concentra en las partes frontales del cerebro.
La segunda, la teoría de la información integrada, adopta una perspectiva más globalista. La idea es que la consciencia surge de una serie de reacciones de causa y efecto de las redes cerebrales. Con la arquitectura neuronal, las conexiones y la complejidad de la red adecuadas, la consciencia surge de forma natural. Esta teoría sugiere que la parte posterior del cerebro desencadena la consciencia.
Luego está la teoría de la integración dendrítica, la nueva teoría más innovadora. A diferencia de las ideas anteriores, esta teoría descartó la parte frontal o posterior del cerebro y, en su lugar, se centró en neuronas individuales de la corteza, la parte más externa del cerebro y centro de funciones cognitivas superiores como el razonamiento y la planificación.
La corteza cerebral tiene extensas conexiones con otras partes del cerebro, por ejemplo, las que codifican los recuerdos y las emociones. Un tipo de neurona, en lo profundo de la corteza, destaca especialmente. Físicamente, estas neuronas se asemejan a árboles con extensas raíces y ramas. Las raíces se conectan con otras partes del cerebro, mientras que las ramas superiores ayudan a calcular errores en el procesamiento de la neurona. A su vez, estas ramas superiores generan una señal de error que corrige los errores mediante múltiples ciclos de aprendizaje.
Los dos compartimentos, aunque conectados físicamente, se ocupan de su propia actividad: convierten una sola neurona en múltiples computadoras. El quid de la cuestión es el siguiente: existe una “puerta” teórica entre las “oficinas” neuronales superiores e inferiores de cada neurona. Durante la consciencia, la puerta se abre, permitiendo que la información fluya entre la corteza y otras regiones cerebrales. Durante el sueño profundo y otros estados de inconsciencia, la puerta se cierra.
Como un interruptor de luz, esta teoría sugiere que la conciencia se sustenta al activar o desactivar puertas neuronales individuales a gran escala.
Las dos últimas teorías proponen que el procesamiento recurrente en el cerebro —es decir, el aprendizaje de experiencias previas— es esencial para la consciencia. En lugar de experimentar el mundo, el cerebro construye una simulación interna que predice constantemente el presente para controlar lo que percibimos.
¿Una teoría unificada?
Todas las teorías cuentan con amplios experimentos que respaldan sus afirmaciones. Entonces, ¿quién tiene razón? Para los autores, la clave reside en considerar la consciencia no como un concepto singular, sino como una especie de “escalera”. El cerebro funciona en múltiples niveles: células, redes locales, regiones cerebrales y, finalmente, el cerebro en su conjunto.
Al examinar las teorías de la consciencia, también es lógico distinguir entre diferentes niveles. Por ejemplo, la teoría de la integración dendrítica, que considera las neuronas y sus conexiones, se centra en las células individuales y en cómo contribuyen a la consciencia. Esto la convierte en “neutral”, ya que se integra fácilmente en ideas a mayor escala, como aquellas que se basan principalmente en conexiones de redes neuronales o en regiones cerebrales más extensas.
Aunque parece difícil conciliar diversas ideas sobre la consciencia, dos principios las vinculan, escribió el equipo. Uno es que la consciencia requiere retroalimentación, tanto dentro de los circuitos neuronales locales como en todo el cerebro. El otro es la integración, en el sentido de que cualquier señal de retroalimentación debe incorporarse fácilmente a los circuitos neuronales para que puedan modificar sus resultados. Finalmente, todos los autores coinciden en que las conexiones locales y cortas son vitales, pero no suficientes. Las conexiones a larga distancia desde la corteza cerebral hasta áreas cerebrales más profundas son necesarias para la consciencia.
Entonces, ¿es posible una teoría integrada de la conciencia? Los autores se muestran optimistas. Al definir múltiples aspectos de la conciencia (respuestas inmediatas versus pensamientos internos), será más claro cómo explorar y comparar los resultados de diferentes experimentos. Por ahora, la teoría del espacio de trabajo neuronal global se centra principalmente en la “experiencia interna” que conduce a la conciencia, mientras que otras intentan abordar la “experiencia externa”, es decir, lo que experimentamos inmediatamente.
Para que las teorías se fusionen, estos últimos grupos deberán explicar cómo se utiliza la conciencia para la atención y la planificación, características distintivas de las respuestas inmediatas. Pero, fundamentalmente, escribieron los autores, todas se basan en diferentes aspectos de las conexiones neuronales cercanas y lejanas. Con experimentos más empíricos y a medida que se publiquen atlas cerebrales cada vez más sofisticados, se impulsará el campo.
Con suerte, escriben los autores, “una teoría integrada de la conciencia… podrá ser alcanzada en los próximos años o décadas”.