Teoria de la Informació Integrada (Giulio Tononi).

Giulio Tononi


Es común la idea de que la ciencia ha alcanzado el dominio de la naturaleza, los físicos parecen encontrarse en las puertas de la teoría que lo explicará todo, los biólogos sólo ultimamos los detalles de la teoría de la evolución (con la que también parecemos explicar todo en la naturaleza viva), y los filósofos parecen haberse quedado sin trabajo. Ya no hay espacio para pensar, tan solo queda aplicar las herramientas que tenemos, con las que tarde o temprano, revelaremos los últimos secretos que esconde el Universo. Bien, me gustaría dejar bien claro que nada de lo dicho arriba es cierto. Ignoramos muchísimo, demasiado como para perder la ilusión de que un día de estos surja una sola idea que pueda poner el mundo patas arriba.

En la naturaleza hay algo que representa los tres ejemplos que he dado; la consciencia.

Son muchos los que ni se atreven a pensar en una explicación evolutiva a la consciencia, es considerada, en el mejor de los casos, como un epifenómeno, un subproducto de una mente muy compleja. La comunidad está volviendo a estudiarla, pero ha sido ignorada durante mucho tiempo, y eso ha pasado factura. Puedo afirmar sin miedo a meter la pata que gran cantidad de científicos (muchos de ellos neurocientíficos) no tienen elaborado un concepto de consciencia (llegando en numerosos casos a confundir consciencia con autoconsciencia). La consciencia, siendo uno de los aspectos más importantes de la existencia humana (quizás el que más), se ha ignorado durante demasiado tiempo.

Prueba de ello es el hecho de que, el por aquel entonces joven, David Chalmers, en el año 1995 levantaba la mano en un congreso para preguntar por lo que él llamaría el “problema difícil de la consciencia”. Todos los problemas que la ciencia de la mente parecía poder resolver eran “fáciles”. El auténtico reto se encuentra en la experiencia subjetiva, la relación mente-cuerpo que parece desafiar las propias bases de la ciencia; ese es el problema difícil. Chalmers no planteó nada que no hubieran ya hecho una enorme cantidad de científicos y filósofos antes que él (Kant, Descartes, Leibniz, etc.), pero esta vez la comunidad no estaba preparada, organizándose por ello un gran revuelo y una pequeña revolución. Durante mucho tiempo la consciencia había sido ignorada, habíamos llegado a un punto en el que buscábamos la respuesta sin siquiera recordar la pregunta.

Ante este “problema difícil” la posición a adoptar suele ser drástica o muy incompleta. Muchos se han acostumbrado a repetir el dogma ya conocido de que la consciencia es un epifenómeno, y que el dualismo ya está superado, pero esto tampoco es cierto. Cuando se les pregunta por la relación de la consciencia con la evolución de la vida, todo parece confundirse. Las posiciones drásticas se moverían desde la negación de la existencia de la consciencia de Daniel Dennett, hasta el pampsiquismo que sugiere Chalmers. La consciencia o no existe, o está en todas partes.

Dejaré que lo explique el propio Chalmers, en esta fantástica charla TED subtitulada al castellano:


Chalmers se refiere a Giulio Tononi, psiquiatra/neurocientífico de la Universidad de Wisconsin (EEUU).

La “teoría” de Giulio Tononi, llamada “Phi”, o Teoría de la Información Integrada ha sido calificada por Christof Koch como la única teoría fundamental de la consciencia que pueda considerarse prometedora. La fascinación de Koch por las ideas de Tononi queda plasmada en el hecho de que, después de haber sido el principal colaborador de Francis Crick en su búsqueda de los correlatos neuronales de la consciencia, Koch sea ahora el principal colaborador de Tononi. Tononi relaciona la consciencia directamente con la información, inspirado por las ideas de Claude Shannon; la información es la forma en la que definimos la reducción de incertidumbre. El ejemplo clásico es el del fotodiodo, capaz de distinguir entre la existencia de luz o no en una habitación. El fotodiodo cambiará su estado “A” o “B” (1 o 0, si preferimos los bits) en función de si hay o no luz, pero será incapaz de distinguir distintos tipos de luz, o composiciones diferentes. De este modo, mientras que la ausencia de luz será, por ejemplo, “A”, la imagen de un almendro para un fotodiodo significará “B”, igual que una bicicleta, o cualquier otra imagen luminosa. Nosotros, en cambio, podemos alcanzar una cantidad inimaginable de estados, reducimos la incertidumbre muchísimo con cada observación, procesamos una cantidad enorme de información.

Pero nuestro cerebro no es solamente un montón de fotodiodos actuando en paralelo, es necesaria otra cualidad fundamental de la consciencia, la integración. Tononi utiliza el ejemplo del sensor de una cámara fotográfica. La cantidad de información presente en una fotografía puede parecer inmensa, pero carece de integración. Cada punto en la imagen es el resultado de un objeto que puede estar únicamente en dos estados, encendido o apagado. Pero si cortamos por la mitad el sensor fotográfico, el conjunto no se alterará, pues no hay interacción entre cada uno de estos “pixels”. La integración en el sensor es una ilusión. Un cerebro dividido, en cambio, verá dividida su consciencia y sus funciones. La integración explicaría por qué, por ejemplo, ni el cerebro anestesiado, ni el cerebelo (que posee el 80% de las neuronas del encéfalo) generan consciencia.

Los axiomas que componen su teoría no solo incluyen la información de la experiencia consciente (inspirada en Shannon) y la integración (irreductibilidad de cada experiencia consciente), sino también; existencia, composición (combinación de experiencias, p.ej. cuadrado-rojo) y exclusión (experiencias limitadas en el tiempo y respecto a otras experiencias).

Todo esto queda conjugado en lo que Tononi denomina Phi, “ⱷ”, o Teoría Integrada de la Información.

Es posible calcular matemáticamente cuánta información integrada alberga un sistema en un momento concreto. La forma en la que interconectemos los componentes del sistema tiene un efecto enorme sobre el valor de Phi. Si el sistema se constituye por porciones conectadas pero aisladas, el valor de Phi será bajo. Igual ocurre con un sistema donde todas las partes se han unido, acaba trabajando al unísono, algo que reduce el valor de Phi (el sistema se convierte en un fotodiodo enorme). La clave de un Phi elevado se encuentra en sistemas compuestos por conjuntos especializados aislados pero comunicados con otros conjuntos, tal y como ocurre con nuestro cerebro.

Tononi ha probado su modelo en simulaciones, y lo ha contrastado con escáneres cerebrales de personas en estados de pérdida de consciencia, los modelos simulados predicen la pérdida de consciencia en los ejemplos estudiados. Las implicaciones son tremendas, no solo por el hecho de poder medir el nivel de consciencia de pacientes humanos (en ocasiones paralizados pero conscientes), sino que podríamos llegar a medir el nivel de consciencia de otras especies animales, o ¿por qué no? de una hipotética I.A. futura. Quizás llegue el día en el que la enorme cantidad de conexiones que forman internet (que ya superan en número a las sinapsis del encéfalo humano) puedan integrarse, para de esta forma crear una consciencia con un gran valor de Phi.

Otra conclusión de este trabajo tiene importantes implicaciones filosóficas (que pueden asustar a quien valore la teoría superficialmente); el pampsiquismo. Si la información integrada es la consciencia, entonces encontraremos formas de consciencia en toda la naturaleza. No es un pampsiquismo ingenuo en el que se otorga una consciencia compleja a cada piedra, pues el “salto” en experiencia consciente resultaría ser enorme de unos sistemas a otros. Sería el resultado de asumir que la consciencia es un fenómeno natural como un elemento más en interacción con la evolución biológica, hasta alcanzar los sistemas cognitivos conscientes que existen actualmente en la naturaleza. Es el resultado de abandonar el miedo al estudio de la subjetividad de la consciencia.

Algunas de las críticas al trabajo de Tononi y Koch (John Searle es uno de sus principales rivales), se han centrado en la idea de que la información requiere de la existencia de un observador que le dé sentido. Ésta, desde mi punto de vista, es una postura similar a la de los primeros críticos frente a la teoría de la evolución. La realidad es que la naturaleza puede ser ciega y actuar como si no lo fuese. La información que trata la teoría de Phi es aquella que puede ser leída por otras partes del propio sistema.

Para terminar, aprovecho para incluir una charla de Tononi impartida en el año 2007 en Wisconsin. Aunque en 2007 la teoría aún se encontraba en su fase inicial (hoy podemos leer su tercera revisión), la charla es una valiosa introducción para quienes quieran conocer la que podría ser la teoría definitiva que explique la consciencia en la naturaleza. El idioma del vídeo es inglés sin subtítulos, pero Tononi se expresa lentamente, de forma que con un nivel medio de inglés debería poder entenderse.


Si esta teoría pueda llegar a derrumbar el problema difícil de la consciencia será algo que aún está por ver, pero sin duda es una aproximación seria y bien formulada, y las implicaciones son enormes.

Antonio J. Osuna Mascaró , La naturaleza de la consciencia, Cuaderno de Cultura Científica, 22/05/2015


Referencias y más información en:


En esta web se puede incluso jugar con las figuras de los papers dedicados a la teoría (IIT por sus siglas en inglés), y calcular el valor de Phi asociado a ellas.

Consciencia como Información Integrada, un manifiesto provisional (Consciousness as Integrated Information: a Provisional Manifesto)

Teoría de la Información Integrada actualizada, 2.0 (Integrated information theory of consciousness: an updated account)


La Neurobiología y Matemáticas de la Consciencia (The Neurobiology and Mathematics of Consciousness) Charla de Christof Koch

La teoría radical de un neurocientífico acerca de cómo los sistemas se vuelven conscientes (A Neuroscientist’s Radical Theory of How Networks Become Conscious) Entrevista a Koch por WIRED

¿Es la consciencia universal? (Is Consciousness Universal?) Por Christof Koch en ScientificAmerican

Midiendo la consciencia por sus bits (Sizing Up Consciousness by Its Bits), por Carl Zimmer en NYTimes

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