Tabula rasa y la longevidad cerebral
El cerebro sigue siendo la estructura compleja y enigmática. Los avances de los últimos años son evidentes, pero todavía estamos lejos de completar su conocimiento profundo.
Desde hace siglos, se ha discutido el concepto de tabula rasa. Básicamente establece que los bebés nacen en este mundo con sus mentes como una pizarra en blanco. Lentamente, durante un período de tiempo, su cerebro recopila información y la almacena. Cómo sucede esto ha sido un misterio y seguirá siéndolo durante mucho tiempo. También hay otra teoría de que, si el cerebro se mantiene estimulado, la edad se convierte en solo un número, ya que las neuronas continúan haciendo nuevas conexiones.
Jeff Hawkins y sus colegas han formado una nueva teoría de la inteligencia llamada Teoría de los Mil Cerebros expuesto en Mil cerebros: Una nueva teoría de la inteligencia. Argumentan que el cerebro usa estructuras similares a mapas llamadas marcos de referencia para construir modelos del mundo, no solo uno sino cientos de miles, que luego votan juntos para llegar a un consenso.
Jeff Hawkins es un emprendedor tecnológico, pionero informático (cofundador de Palm Pilot) y neurocientífico. Es cofundador de Numenta, una empresa de investigación en neurociencia y fundador del Redwoord Center for The Theorical Neuroscience de la University of California, Berleley. La intersección de la neurociencia y la tecnología lo fascina, pero lo que más le interesa es la forma en que opera el cerebro humano.
Principales ideas de Mil cerebros
- Los misterios de la neocorteza.
- El cerebro es una máquina de predicción.
- Tu doble personalidad.
- Pensando en movimiento.
- La democracia en el cerebro.
Misterios de la neocorteza según Hawkins
El autor trata de explicarnos la estructura del cerebro.
Primero, imagina hacer una olla de espaguetis. Ahora imagina cortar cada pieza de espagueti en longitudes de una décima de pulgada de largo (eso es 2,5 mm) y sostener a uno de estos pequeños en posición vertical, como una pequeña columna romana. Ahora pega virtualmente estos pilares de espagueti en miniatura uno al lado del otro hasta que hagas una hoja de 150,000 piezas, aproximadamente del tamaño de un mantel.
Después, imagina que todo lo que sabes o podrías saber sobre el mundo, todo lo que alguna vez pensaste, viste, escuchaste o imaginaste en toda tu vida, está dentro de esa hoja.
Esto simboliza tu neocorteza, y es una pieza arrugada y plegada de materia cerebral que ocupa aproximadamente el 70 por ciento del espacio dentro de su cráneo. Se llama neocortex porque se cree que evolucionó hace relativamente poco tiempo. Envuelve regiones del cerebro que son más antiguas, como el sistema límbico, el llamado cerebro de reptil.
Los pequeños trozos de espagueti son lo que Hawkins llama columnas corticales . Estas columnas no son visibles a simple vista, la corteza simplemente se ve como una hoja grande y arrugada, pero están allí si las miras con un microscopio. Son patrones de cómo se conectan las neuronas: diminutas estructuras de cableado neuronal en forma de columna.
El neocórtex te permite ver, oír, tocar, hablar y pensar. Te permite aprender idiomas, hacer matemáticas, pintar acuarelas y reflexionar sobre filosofía. Pero aquí está el enigma: a pesar de gobernar todas estas funciones totalmente diferentes, su neocórtex se ve prácticamente igual en todas partes. Sorprendente.
Y no solo eso, sino que se parece mucho a la neocorteza de otros mamíferos, animales que no pueden hablar idiomas, resolver cubos de Rubik y aprender física cuántica.
¿Cómo puede este tipo de tejido cerebral, esta estructura repetitiva que es la columna cortical, hacer tantas cosas diferentes?
El cerebro es una máquina de predicción.
Imagina un cerebro en una cuba. Solo un cerebro, conectado a nada, tirado allí en la oscuridad total.
Ahora conecta este cerebro a algún tipo de entrada sensorial: una señal visual de una cámara en algún lugar, con una señal emitida por pequeños picos de activación neuronal.
El cerebro toma estas señales, incomprensibles al principio, y comienza a detectar patrones, y luego patrones de patrones. Muy pronto, comienza a anticipar lo que vendrá después, modelando y prediciendo la entrada de video de la misma manera que las supercomputadoras ejecutan modelos que pronostican el clima. Cada vez que se equivoca en una predicción, el cerebro actualiza un poco este modelo, refinándolo para producir mejores predicciones, es decir, menos sorpresas sobre qué imágenes vendrán a continuación.
Ahora conecta este cerebro a un par de manos. Con las manos, puedes aprender sobre el mundo de una manera nueva: manipulándolo. El cerebro-cuba sostiene un objeto desconocido: una grapadora. Hace girar esta cosa, la mira desde todos los ángulos. Presiona la cosa hacia abajo y sale una grapa. Tira de la cosa para abrirla por la bisagra y ve cien grapas adentro, todas alineadas en una fila ordenada.
Ahora el cerebro no solo espera pasivamente los datos; lo está creando activamente. Y todo el tiempo, utiliza estos nuevos datos para crear un modelo mejor, más refinado y preciso de tu mundo.
Como humanos, modelamos para sobrevivir. Los modelos son esenciales porque nos dan predicciones y las predicciones nos dan control.
Una predicción podría ser: si extiendo la mano, agarro el pomo de la puerta, lo giro en el sentido de las agujas del reloj y tiro de él, la puerta se abrirá para mí. O podría ser: si soy amable con esta persona frente a mí, sonreirá y compartirá sus papas fritas conmigo.
La inteligencia es la capacidad de generar modelos precisos del mundo, una pequeña pieza a la vez, y usar los modelos para obtener cosas.
Y aquí está la cuestión: eres ese cerebro en una cuba. El mundo que experimentas es una simulación, una alucinación, que se ejecuta dentro de tu neocórtex mientras modela el extraño mundo exterior. Tu neocórtex es esencialmente una máquina de predicción cuya función es generar modelos que funcionen, de modo que puedas moldear tu entorno para que puedas sobrevivir y transmitir tus genes.
Pero ¿cómo construimos estos modelos? ¿Cómo funciona este motor de predicción? ¿Y cómo nos ayuda esta idea a comprender la misteriosa estructura del neocórtex, nuestras 150 000 columnas corticales?
Tu doble personalidad
Para comprender el punto de vista de Hawkins, primero debemos observar algunas suposiciones más antiguas de la neurociencia, suposiciones que vamos a anular.
La visión tradicional describe el cerebro como si tuviera distintos módulos funcionales. Por ejemplo, dice que tenemos una corteza sensorial dedicada que procesa la información de los sentidos y una corteza motora que controla el movimiento.
Desde este punto de vista, los datos sensoriales sin procesar provienen de elementos como los ojos, los oídos y la piel en forma de características simples que se combinan en otras complejas. Las señales nerviosas de los bastones y conos en nuestros ojos se procesan primero en términos de formas simples, como bordes rectos, bordes curvos, pequeñas manchas de color, etc. Luego, estas características primitivas se combinan, como bloques de construcción, para crear estructuras mentales y objetos más grandes y complejos: sillas, mesas y otros objetos tal como los conocemos.
Después de eso, alguna otra parte de la corteza procesa esta información sensorial, piensa en ella y toma una decisión sobre qué acción tomar, enviando instrucciones a la corteza motora, un centro cerebral que controla nuestros músculos.
Pero, dice Hawkins, esta visión tradicional está desactualizada. Los neurocientíficos ya no conciben el cerebro como dividido en estas unidades funcionales ordenadas. En cambio, han encontrado algo mucho más extraño. Resulta que cada una de estas columnas corticales, nuestras miles de pequeñas piezas de espagueti, cada una tiene sus propias conexiones con las entradas sensoriales, así como sus propias conexiones motoras.
Por ejemplo, tiene columnas corticales que están conectadas a la retina y procesan la información visual. Pero estas mismas columnas también están conectadas a los músculos alrededor del ojo, los que el ojo usa para revolotear y escanear el campo visual.
Es como si cada una de estas columnas corticales (y recuerda, tienes 150 000 de ellas) fuera como un pequeño cerebro. .. en una cuba. Un pequeño motor de predicción que contiene su propio modelo mundial, con sus propios accesorios sensoriales y motores. En otras palabras, tenemos miles de cerebros diminutos, cada uno de los cuales percibe el mundo, lo modela y actúa sobre él.
Suena extraño, pero resulta que esta teoría ayuda a explicar algunos misterios del cerebro de larga data. Veamos tres de ellos.
- Primero, está el hecho de que vemos la misma estructura repetitiva en todo el neocórtex a pesar de su increíble variedad de funciones: vista, oído, tacto, lenguaje, pensamiento abstracto, etc.
- En segundo lugar, los experimentos con animales jóvenes han demostrado que los nervios óptico y auditivo se pueden intercambiar, cambiando a qué partes del cerebro están conectados los ojos y los oídos, y el animal aún crecerá para ver y escuchar relativamente bien.
- En tercer lugar, el cerebro es notablemente adaptable y resistente. Si alguien tiene una lesión cerebral traumática que daña parte de la corteza, el cerebro simplemente vuelve a cablear el tejido cortical restante alrededor del daño para restaurar la función.
La explicación de estos misterios es la siguiente: el neocórtex no está dividido fundamentalmente por unidades funcionales únicamente especializadas. Más bien, cada parte es esencialmente la misma: tiene el mismo tipo de diagrama de circuito. Las partes difieren no en términos de su estructura fundamental, sino en lo que están conectadas.
El cerebro es asombrosamente complejo. Tiene que serlo, porque nuestra realidad también lo es. No solo estamos lidiando con grapadoras y grapas. La realidad es amor, odio, árboles, flores, fracaso, Shakespeare, democracia, música, el bosón de Higgs, lo que sea.
Pero parece que la evolución construyó esta complejidad al implementar un algoritmo de aprendizaje mucho más simple. Creó un solo circuito del que nuestro ADN construye muchas copias: el circuito que se encuentra en cada columna cortical.
Esto tiene enormes implicaciones para la comprensión del cerebro. Si podemos descubrir cómo funciona una sola columna cortical, una pequeña rebanada de espagueti, podemos entender la mente y todo lo que es capaz de hacer.
Entonces, ¿qué está pasando allí, dentro de estos 150.000 mini-tú? Hawkins y su laboratorio creen tener la respuesta.
Pensando en movimiento
La unidad fundamental de la cognición, el bloque de construcción esencial en el que se basan toda la inteligencia y la percepción, es esto: la predicción de la entrada sensorial después del movimiento motor.
Es decir, hacemos algo y luego vemos, oímos, sentimos, olemos o saboreamos algo. Y este algo es esperado o inesperado. En esencia, la cognición es anticipar (y aprender a anticipar mejor) qué salidas producen qué entradas.
Este proceso es lo que sucede dentro de cada columna cortical, cada una con una parte diferente de la realidad. Cuando vemos, oímos y tocamos objetos en el mundo, tomamos secuencias de información sobre movimiento y sensación, y las relacionamos.
Un objeto como una grapadora en realidad se almacena en cientos de columnas corticales a la vez. Entonces, ¿qué separa a uno de nuestros mini-cerebros de otro?
Cada columna cortical tiene su propio marco de referencia. ¿Qué es un marco de referencia? Piensa en un mapa geográfico. Un mapa es una especie de modelo. Los mapas tienen líneas, colores y formas que corresponden a las características del territorio particular que representan. Pero todo esto, este detalle, sucede dentro de una cuadrícula: las líneas que representan la longitud y la latitud. La longitud y la latitud son el marco de referencia del mapa: el marco de referencia dentro del cual se especifica todo en el modelo.
De la misma manera, puedes pensar que cada columna cortical tiene un sistema de coordenadas. Pero en este caso, se basa en diferentes porciones de entradas sensoriales, por ejemplo, las sensaciones en la punta de un dedo, y la relación de estas sensaciones entre sí y con pequeñas porciones de acción.
Si alguien te vendó los ojos y te entregó un objeto familiar, como una taza de café, probablemente podrías averiguar qué era pasando un dedo alrededor. Lo haríaS siguiendo la forma de las sensaciones de los dedos en el espacio, es decir, utilizando un marco de referencia espacial para analizar el movimiento de su dedo en relación con la copa.
Hawkins cree que esta habilidad básica evolucionó a partir de un mecanismo llamado celdas de cuadrícula, que permitió a los organismos simples navegar por el espacio para mapear y atravesar su entorno.
Luego, reutilizamos este mismo mecanismo de mapeo para permitirnos almacenar modelos de objetos. A medida que pasas el dedo por la taza de café, tu cerebro hace predicciones sobre lo que debería sentir tu dedo a continuación. Si sintiera algo inesperado, como una grieta en la porcelana, su cerebro tomaría nota y actualizaría su modelo.
El modelo de la punta de su dedo de una taza de café es como una región en un mapa: un mapa de sensaciones que puede sentir a través del espacio. Casi como el mapa que una hormiga podría usar si estuviera arrastrándose sobre la superficie de la taza.
En ese sentido, ¿cómo están tus columnas corticales? ¿Tu espagueti se cocinó demasiado y se convirtió en papilla? ¿No? Luego, intentemos terminar el trabajo mirando las dos piezas finales del rompecabezas.
La democracia en el cerebro
Como sabemos, nuestros cerebros se ocupan de algo más que grapadoras y tazas de café. Entonces, ¿qué pasa con la cognición de nivel superior, cosas como el lenguaje y las matemáticas?
Recuerda los ingredientes con los que estamos trabajando aquí: movimiento, sensaciones, modelos y predicciones. También hemos dicho que estos modelos de predicción funcionan mediante el uso de maquinaria celular que evolucionó para ayudarnos a navegar por el espacio.
Así que ahora, cierra los ojos e imagina caminando por tu casa. Probablemente pueda imaginárselo bastante bien: tu puerta de entrada, cómo se abre al pasillo y luego a tu cocina.
¿Qué hace tu cerebro mientras imaginas? Está ensayando, basándose en su modelo almacenado, qué sensaciones anticiparía al navegar por ese espacio. Básicamente, estás caminando a través de una simulación que tu cerebro ha construido de tu casa, lo mismo que si fueras a caminar físicamente a través de ella.
Cualquier línea de pensamiento, razonamiento o imaginación es básicamente así. Es una forma de navegación y recorrido, como hacer una agradable caminata a través de un espacio abstracto de conceptos y características en lugar de un entorno físico literal.
Todo lo que experimentamos, desde la Mona Lisa hasta las matemáticas, la justicia, FOMO y el reggaeton, es parte de un modelo construido a través de la misma arquitectura de marcos de referencia superpuestos: formas abstractas que se almacenan, usan y revisan constantemente en miles y miles de pequeños modelos mundiales. Solo trata de envolver tu neocórtex alrededor de eso.
Y ahora, para la última pieza del rompecabezas: ¿Cómo conseguimos que estos 150 000 pequeños fragmentos, estos modelos de la realidad, se combinen en un gran modelo? ¿Cómo logramos que esta llamada sociedad de la mente se una y coopere?
Resulta que cada columna cortical tiene ciertas neuronas que están conectadas a distancias más largas, desviándose de su columna de origen y llegando a otras columnas y regiones del cerebro. Hawkins llama a estas neuronas votantes.
Las neuronas votantes combinan los resultados de diferentes columnas corticales, los procesan y convergen en un resultado uniforme. Cuando sientes una taza de café y la reconoces, es porque un montón de columnas corticales piensan: ¡Ay, taza de café! – y superar cualquier otra interpretación en competencia.
Hawkins cree que su experiencia consciente, su vida tal como la experimenta, es el proceso de estas neuronas votantes que cuentan sus votos. Es una «democracia funcional».
Conclusiones de Mil cerebros
El cerebro es sistema de memoria que almacena y reproduce experiencias para ayudarnos a predecir lo que sucederá a continuación
La teoría de los Mil Cerebros ilustra la importancia del neocórtex y su identificación como el órgano inteligente de nuestro cuerpo, pero si esta teoría se aplica a Internet, donde muchos individuos son como miles de cerebros multiplicados muchas veces, ¿te imaginas la velocidad a la que evolucionará el panorama digital? No es de extrañar que Hawkins no sea muy optimista con el estado actual de la IA. Simplemente no puede seguir el ritmo del cerebro humano. Tomará tiempo, en todo caso.
Imagen: Amel Uzunovic en Pexels