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¿Cuál es la mejor manera de entender la consciencia? En filosofía, se sigue debatiendo desde hace siglos si el Universo se divide, siguiendo a René Descartes, en “cosas de la mente” y “cosas de la materia”. Pero el auge de la neurociencia moderna ha hecho que gane terreno un enfoque más pragmático: un enfoque que se guía por la filosofía pero que no depende de la investigación filosófica para dar las respuestas. Su clave es reconocer que no es necesario explicar por qué existe la consciencia para avanzar en la revelación de su base material: empezar a tender puentes explicativos desde lo subjetivo y fenoménico hasta lo objetivo y mensurable.
En mi trabajo en el Centro Sackler para la Ciencia de la Conciencia de la Universidad de Sussex en Brighton, colaboro con científicos cognitivos, neurocientíficos, psiquiatras, creadores de imágenes cerebrales, magos de la realidad virtual y matemáticos -y también filósofos- que intentan hacer precisamente esto. Y, junto con otros laboratorios, estamos obteniendo nuevos y apasionantes conocimientos sobre la conciencia, conocimientos que están marcando verdaderas diferencias en medicina y que, a su vez, plantean nuevos retos intelectuales y éticos. En mi propia investigación, está tomando forma una nueva imagen en la que la experiencia consciente se considera profundamente arraigada en la forma en que el cerebro y el cuerpo trabajan juntos para mantener la integridad fisiológica, para seguir vivos. En esta historia, somos “máquinas-bestias” conscientes, y espero mostrarte por qué.
Empecemos con la influyente distinción de David Chalmers, heredada de Descartes, entre el “problema fácil” y el “problema difícil”. El “problema fácil” consiste en comprender cómo el cerebro (y el cuerpo) dan lugar a la percepción, la cognición, el aprendizaje y el comportamiento. El problema “difícil” consiste en comprender por qué y cómo algo de esto puede asociarse a la consciencia: ¿por qué no somos meros robots, o zombis filosóficos, sin ningún universo interior? Resulta tentador pensar que resolver el problema fácil (signifique esto lo que signifique) no nos llevaría a ninguna parte en la resolución del problema difícil, dejando la base cerebral de la consciencia como un misterio total.
Pero existe un problema “difícil”, que es el de la consciencia.
Pero hay una alternativa, que a mí me gusta llamar el problema real: cómo explicar las diversas propiedades de la consciencia en términos de mecanismos biológicos; sin fingir que no existe (problema fácil) y sin preocuparse demasiado por explicar su existencia en primer lugar (problema difícil). (Las personas familiarizadas con neurofenomenología‘ verán algunas similitudes con esta forma de plantear las cosas – pero también hay diferencias, como veremos.)
Existen algunos paralelismos históricos para este enfoque, por ejemplo en el estudio de la vida. Antaño, los bioquímicos dudaban de que los mecanismos biológicos pudieran explicar la propiedad de estar vivo. Hoy en día, aunque nuestra comprensión sigue siendo incompleta, esta sensación inicial de misterio se ha disuelto en gran medida. Los biólogos simplemente se han puesto manos a la obra para explicar las diversas propiedades de los sistemas vivos en términos de mecanismos subyacentes: metabolismo, homeostasis, reproducción, etc. Una lección importante es que la vida no es “una cosa”, sino que tiene muchos aspectos potencialmente separables.
Del mismo modo, abordar el verdadero problema de la consciencia depende de distinguir los distintos aspectos de la consciencia y de asignar sus propiedades fenomenológicas (descripciones subjetivas en primera persona de cómo son las experiencias conscientes) a los mecanismos biológicos subyacentes (descripciones objetivas en tercera persona). Un buen punto de partida es distinguir entre nivel consciente, contenido consciente y yo consciente. El nivel de conciencia tiene que ver con el hecho de estar consciente, es decir, con la diferencia entre estar en un sueño sin sueños (o bajo anestesia general) y estar vívidamente despierto y consciente. Los contenidos conscientes son los que pueblan tus experiencias conscientes cuando estás consciente: las imágenes, sonidos, olores, emociones, pensamientos y creencias que conforman tu universo interior. Y entre estos contenidos conscientes está la experiencia específica de ser tú. Esto es el yo consciente, y es probablemente el aspecto de la conciencia al que nos aferramos con más fuerza.
¿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 sueñas, tienes experiencias conscientes aunque estés dormido. Y en algunos casos patológicos, como el estado vegetativo (a veces denominado “inconsciencia despierta”), puedes carecer totalmente de consciencia, pero seguir pasando por ciclos de sueño y vigilia.
¿Qué es lo que te hace consciente?
Entonces, ¿qué subyace específicamente al hecho de ser consciente, en contraposición a estar simplemente despierto? Sabemos que no es sólo el número de neuronas implicadas. El cerebelo (el llamado “pequeño cerebro” que cuelga de la parte posterior del córtex) tiene unas cuatro veces más neuronas que el resto del cerebro, pero parece que apenas interviene en el mantenimiento del nivel consciente. Ni siquiera se trata del nivel general de actividad neuronal: tu cerebro es casi tan activo durante el sueño sin sueños como durante la vigilia consciente. Más bien, la consciencia parece depender de cómo las distintas partes del cerebro hablan entre sí, de formas específicas.
Una serie de estudios realizados por el neurocientífico Marcello Massimini en la Universidad de Milán proporciona poderosas pruebas de este punto de vista. En estos estudios, el cerebro se estimula mediante breves impulsos de energía -mediante una técnica denominada estimulación magnética transcraneal (EMT)- y sus “ecos” eléctricos se registran mediante EEG. En el sueño sin sueños y en la anestesia general, estos ecos son muy simples, como las ondas que se generan al arrojar una piedra al agua quieta. Pero durante los estados conscientes, un eco típico se extiende ampliamente por la superficie cortical, desapareciendo y reapareciendo en patrones complejos. Resulta emocionante que ahora podamos cuantificar la complejidad de estos ecos calculando su compresibilidad, de forma similar a como los algoritmos simples comprimen las fotos digitales en archivos JPEG. La capacidad de hacer esto representa un primer paso hacia un “medidor de conciencia” que sea útil en la práctica y esté motivado teóricamente.
Las medidas de complejidad de la consciencia ya se han utilizado para rastrear los niveles cambiantes de consciencia a través de los estados de sueño y anestesia. Incluso pueden utilizarse para comprobar la persistencia de la consciencia tras una lesión cerebral, cuando los diagnósticos basados en el comportamiento del paciente a veces son erróneos. En el Centro Sackler estamos trabajando para mejorar la viabilidad de estas medidas, calculando la “complejidad cerebral” a partir de la actividad neuronal espontánea -el “eco” continuo del cerebro- sin necesidad de estimulación cerebral. La promesa es que la capacidad de medir la conciencia, de cuantificar sus idas y venidas, transformará nuestra comprensión científica del mismo modo que nuestra comprensión física del calor (como energía cinética molecular media) dependió del desarrollo, en el siglo XVIII, de los primeros termómetros fiables. Lord Kelvin lo expresó así: “En la ciencia física, el primer paso esencial para el aprendizaje de cualquier materia es encontrar principios de cálculo numérico y métodos practicables para medir alguna cualidad relacionada con ella”. Más sencillamente: “Medir es conocer”.
Pero, ¿cuál es la “cualidad” que miden las medidas de complejidad cerebral? Aquí es donde entran en juego las nuevas ideas teóricas sobre la conciencia. Éstas comienzan a finales de la década de 1990, cuando Gerald Edelman (mi antiguo mentor en el Instituto de Neurociencias de San Diego) y Giulio Tononi -actualmente en la Universidad de Wisconsin en Madison- argumentaron que las experiencias conscientes eran únicas por ser simultáneamente muy “informativas” y muy “integradas”.
Las matemáticas que captan la coexistencia de información e integración se corresponden con las medidas emergentes de la complejidad cerebral
La conciencia es la única forma de conciencia que existe.
La conciencia es informativa en el sentido de que cada experiencia es diferente de cualquier otra experiencia que hayas tenido o puedas tener. Mirando más allá del escritorio que tengo delante a través de la ventana que hay más allá, nunca antes había experimentado precisamente esta configuración de tazas de café, ordenadores y nubes, una experiencia que es aún más distintiva cuando se combina con todas las demás percepciones, emociones y pensamientos presentes simultáneamente. Toda experiencia consciente implica una reducción muy grande de la incertidumbre -en cualquier momento, tenemos una experiencia de entre muchísimas experiencias posibles- y la reducción de la incertidumbre es lo que matemáticamente entendemos por “información”.
La conciencia es una forma de información.
La conciencia está integrada en el sentido de que cada experiencia consciente aparece como una escena unificada. No experimentamos los colores separadamente de sus formas, ni los objetos independientemente de su fondo. 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 sobre qué escribir a continuación- parecen unidos de una manera profunda, como aspectos de un único estado de conciencia que los engloba.
Integrados.
Resulta que las matemáticas que captan esta coexistencia de información e integración se corresponden con las medidas emergentes de complejidad cerebral que he descrito anteriormente. Esto no es un accidente, sino una aplicación de la estrategia del “problema real”. Estamos tomando una descripción de la consciencia a nivel de experiencia subjetiva, y mapeándola con descripciones objetivas de los mecanismos cerebrales.
Algunos investigadores llevan estas ideas mucho más lejos, para abordar el propio problema real. Tononi, pionero de este enfoque, argumenta que la conciencia simplemente es información integrada. Se trata de una propuesta intrigante y poderosa, pero tiene el coste de admitir que la conciencia podría estar presente en todas partes y en todo, una visión filosófica conocida como panpsiquismo. Las contorsiones matemáticas adicionales necesarias también significan que, en la práctica, la información integrada resulta imposible de medir para cualquier sistema complejo real. Éste es un ejemplo instructivo de cómo centrarse en el problema difícil, en lugar de en el problema real, puede ralentizar o incluso detener el progreso experimental.
Cuando somos conscientes, somos conscientes de algo. ¿Qué parte del cerebro determina el contenido de la conciencia? El enfoque estándar de esta cuestión ha consistido en buscar los llamados “correlatos neurales de la consciencia” (CCN). En la década de 1990, Francis Crick y Christof Koch definieron un NCC como “el conjunto mínimo de acontecimientos y mecanismos neuronales suficientes conjuntamente para una percepción consciente específica”. Esta definición ha sido muy útil durante el último cuarto de siglo porque conduce directamente a experimentos. Podemos comparar la percepción consciente con la inconsciente y buscar la diferencia en la actividad cerebral, utilizando (por ejemplo) EEG y resonancia magnética funcional. Hay muchas formas de hacerlo. Una de las más populares es la rivalidad binocular, en la que se presentan imágenes diferentes a cada ojo para que la percepción consciente cambie de uno a otro (mientras que la entrada sensorial permanece constante). Otra es el enmascaramiento, en el que a una imagen que parpadea brevemente le sigue rápidamente un patrón sin sentido. En este caso, la percepción consciente de la primera imagen depende del retardo entre la imagen y la máscara.
Experimentos como éstos han identificado regiones cerebrales que se asocian sistemáticamente con la percepción consciente, independientemente de que dicha percepción sea visual, auditiva o de otra modalidad sensorial. El capítulo más reciente de esta historia incluye experimentos que intentan distinguir entre las regiones cerebrales implicadas en informar sobre una percepción consciente (por ejemplo, decir: “¡Veo una cara!”) de las implicadas en generar la propia percepción consciente. Pero por muy potentes que sean estos experimentos, no abordan realmente el problema “real” de la consciencia. Decir que un “punto caliente” cortical posterior (por ejemplo) se activa de forma fiable durante la percepción consciente no explica por qué la actividad en esa región debería asociarse con la consciencia. Para ello, necesitamos una teoría general de la percepción que describa lo que hacen los cerebros, no sólo dónde lo hacen.
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 conjeturas del cerebro sobre las causas de sus entradas sensoriales. Piénsalo así. El cerebro está encerrado dentro de un cráneo óseo. Todo lo que recibe son señales sensoriales ambiguas y ruidosas que sólo están indirectamente relacionadas con los objetos del mundo. Por tanto, la percepción debe ser un proceso de inferencia, en el que las señales sensoriales indeterminadas se combinan con expectativas previas o “creencias” sobre la forma en que es el mundo, para formar las hipótesis óptimas del cerebro sobre las causas de estas señales sensoriales: de tazas de café, ordenadores y nubes. Lo que vemos es la “mejor suposición” del cerebro sobre lo que hay ahí fuera.
Es fácil encontrar ejemplos de percepción predictiva tanto en el laboratorio como en la vida cotidiana. Caminando por la calle en una mañana de niebla, si esperamos encontrarnos con una amiga en la parada del autobús, puede que percibamos que está allí, hasta que una inspección más detenida revele que se trata de una extraña. También podemos oír palabras en flujos de ruido sin sentido, si estamos esperando esas palabras (pon “Stairway to Heaven” al revés y podrás oír poesía satánica). Incluso elementos muy básicos de la percepción están moldeados 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 gente ve conscientemente lo que espera, en lugar de lo que viola sus expectativas
La visión clásica de la percepción es que el cerebro procesa la información sensorial de abajo arriba o “de fuera a dentro”: las señales sensoriales entran a través de los receptores (por ejemplo, la retina) y luego progresan hacia el interior del cerebro, y cada etapa recluta un procesamiento cada vez más sofisticado y abstracto. Desde este punto de vista, el “trabajo pesado” de la percepción lo realizan estas conexiones ascendentes. La visión Helmholtziana invierte este marco, proponiendo que las señales que fluyen hacia el cerebro desde el mundo exterior sólo transmiten errores de predicción, es decir, las diferencias entre lo que el cerebro espera y lo que recibe. El contenido perceptivo es transportado por predicciones perceptivas que fluyen en dirección opuesta (descendente), desde el interior del cerebro hacia las superficies sensoriales. La percepción implica la minimización del error de predicción simultáneamente en muchos niveles de procesamiento dentro de los sistemas sensoriales del cerebro, mediante la actualización continua de las predicciones cerebrales. Desde este punto de vista, que a menudo se denomina “codificación predictiva” o “procesamiento predictivo‘, la percepción es una alucinación controlada, en la que las hipótesis del cerebro se ven continuamente frenadas por las señales sensoriales que llegan del mundo y del cuerpo. “Una fantasía que coincide con la realidad”, como dijo elocuentemente el psicólogo Chris Frith en Making Up the Mind (2007).
Armados con esta teoría de la percepción, podemos volver a la conciencia. Ahora, en lugar de preguntar qué regiones cerebrales se correlacionan con la percepción consciente (frente a la inconsciente), podemos preguntar: ¿qué aspectos de la percepción predictiva van unidos a la consciencia? Varios experimentos indican ahora que la consciencia depende más de las predicciones perceptivas que de los errores de predicción. En 2001, Álvaro Pascual-Leone y Vincent Walsh, de la Facultad de Medicina de Harvard, pidieron a la gente que informara de la dirección percibida del movimiento de nubes de puntos a la deriva (los llamados cinematogramas de puntos aleatorios). Utilizaron EMT para interrumpir específicamente la señalización descendente en el córtex visual, y descubrieron que esto abolía la percepción consciente del movimiento, aunque las señales ascendentes quedaban intactas.
Más recientemente, en mi laboratorio hemos investigado con más detalle los mecanismos predictivos de la percepción consciente. En varios experimentos -utilizando variantes del método de rivalidad binocular antes mencionado- hemos descubierto que la gente ve conscientemente lo que espera, en lugar de lo que viola sus expectativas. También hemos descubierto que el cerebro impone sus predicciones perceptivas en puntos (o fases) preferidos dentro del llamado “ritmo alfa”, que es una oscilación en la señal EEG a unos 10 Hz que es especialmente prominente sobre las áreas visuales del cerebro. Esto es emocionante porque nos permite vislumbrar cómo el cerebro podría realmente poner en práctica algo parecido a la percepción predictiva, y porque arroja nueva luz sobre un fenómeno bien conocido de la actividad cerebral, el ritmo alfa, cuya función ha permanecido elusiva hasta ahora.
La percepción predictiva es una forma de percepción de la realidad.
El procesamiento predictivo también puede ayudarnos a comprender formas inusuales de experiencia visual, como las alucinaciones que pueden acompañar a la psicosis o a los viajes psicodélicos. La idea básica es que las alucinaciones se producen cuando el cerebro presta muy poca atención a las señales sensoriales entrantes, de modo que la percepción se ve inusualmente dominada por las expectativas previas del cerebro. Los distintos tipos de alucinación -desde simples experiencias geométricas de líneas, patrones y texturas hasta ricas narraciones alucinatorias llenas de objetos y personas- pueden explicarse por el excesivo afán del cerebro por confirmar sus predicciones en distintos niveles de la jerarquía cortical. Esta investigación es muy prometedora desde el punto de vista clínico, ya que aborda los mecanismos que subyacen a los síntomas de los trastornos psiquiátricos, del mismo modo que los antibióticos abordan las causas de las infecciones, pero no los analgésicos.
Ode las muchas experiencias distintivas de nuestros universos interiores, una es muy especial. Se trata de la experiencia de ser tú. Resulta tentador dar por sentadas las experiencias de ser uno mismo, ya que siempre parecen estar presentes y solemos tener una sensación de continuidad en nuestra existencia subjetiva (excepto, por supuesto, cuando salimos de una anestesia general). Pero del mismo modo que la conciencia no es sólo una cosa, la autoconciencia 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 concreto. Existe el yo perspectival, 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 a hacer esto o aquello, y de ser las causas de las cosas que ocurren. En niveles superiores, nos encontramos con los yoes narrativo y social. El yo narrativo es donde aparece el yo, como la experiencia de ser una persona continua y distintiva a lo largo del tiempo, construida a partir de un rico conjunto de recuerdos autobiográficos. Y el yo social es ese aspecto de la autoexperiencia que se refracta a través de las mentes percibidas de los demás, moldeado por nuestro entorno social único.
En la vida cotidiana, puede resultar difícil diferenciar estas dimensiones del yo. Nos movemos por el mundo como un todo aparentemente unificado, nuestra experiencia del yo corporal está perfectamente integrada con nuestros recuerdos del pasado y con nuestras experiencias de voluntad y agencia. Pero la introspección puede ser una mala guía. Muchos experimentos y estudios de casos neuropsicológicos cuentan una historia diferente, en la que el cerebro genera y coordina de forma activa y continua estos diversos aspectos de la autoexperiencia.
Nuestras experiencias de ser y tener un cuerpo son “alucinaciones controladas” de un tipo muy distintivo
Pongamos el ejemplo de la mismidad corporal. En la famosa ‘ilusión de la mano de goma‘, te pido que centres tu atención en una mano falsa mientras tu mano real se mantiene fuera de la vista. Si entonces acaricio simultáneamente tu mano real y la mano falsa con un pincel suave, puedes desarrollar la extraña sensación de que la mano falsa es ahora, de algún modo, parte de tu cuerpo. Esto revela una sorprendente flexibilidad en la forma en que experimentamos la “propiedad” de nuestros cuerpos y plantea una pregunta: ¿cómo decide el cerebro qué partes del mundo son su cuerpo y cuáles no?
Para responder a esta pregunta, el cerebro debe decidir qué partes del mundo son su cuerpo y cuáles no.
Para responder a esta pregunta, podemos recurrir al mismo proceso que subyace a otras formas de percepción. El cerebro hace su “mejor conjetura”, basándose en sus creencias o expectativas previas y en los datos sensoriales disponibles. En este caso, los datos sensoriales relevantes incluyen señales específicas del cuerpo, además de 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 del interior del cuerpo, como la presión sanguínea, la tensión gástrica, los latidos del corazón, etc. La experiencia de la corporeidad depende de las predicciones sobre las causas relacionadas con el cuerpo de las señales sensoriales a través de los canales interoceptivo y propioceptivo, así como a través de los sentidos clásicos. Nuestras experiencias de ser y tener un cuerpo son “alucinaciones controladas” de un tipo muy característico.
Las investigaciones de nuestro laboratorio apoyan esta idea. En un experimento, utilizamos la llamada realidad aumentada para desarrollar una nueva versión de la ilusión de la mano de goma, diseñada para examinar los efectos de las señales interoceptivas sobre la propiedad del cuerpo. Los participantes observaban su entorno a través de una pantalla montada en la cabeza, centrándose en una realidad virtual versión de su mano, que aparecía frente a ellos. Esta mano virtual estaba programada para parpadear suavemente en rojo, al ritmo o fuera del ritmo de sus latidos. Predijimos que las personas experimentarían una mayor sensación de identidad con la mano virtual cuando ésta pulsara de forma sincronizada con los latidos de su corazón, y eso es precisamente lo que descubrimos. Otros laboratorios están descubriendo que principios similares se aplican a otros aspectos del yo consciente. Por ejemplo, experimentamos agencia sobre los acontecimientos cuando los datos sensoriales entrantes coinciden con las consecuencias previstas de las acciones, y los fallos en la agencia experimentada, que pueden darse en enfermedades como la esquizofrenia, pueden atribuirse a anomalías en este proceso predictivo.
Estos descubrimientos nos han ayudado a comprender mejor el proceso de la agencia.
Estas conclusiones nos retrotraen a Descartes. En lugar de “pienso, luego existo”, podemos decir: “me predigo (a mí mismo), luego existo”. La experiencia concreta de ser tú (o yo) no es más que la mejor suposición del cerebro sobre las causas de las señales sensoriales relacionadas con uno mismo.
Hay un giro final en esta historia. Los modelos predictivos no sólo sirven para averiguar las causas de las señales sensoriales, sino que también permiten al cerebro controlar o regular dichas causas, modificando los datos sensoriales para que se ajusten a las predicciones existentes (lo que a veces se denomina “inferencia activa). Cuando se trata del yo, especialmente de sus aspectos profundamente encarnados, la regulación eficaz es posiblemente más importante que la percepción precisa. Mientras nuestro ritmo cardiaco, presión sanguínea y otras magnitudes fisiológicas se mantengan dentro de límites viables, puede que no importe que carezcamos de representaciones perceptivas detalladas. Esto podría tener algo que ver con el carácter distintivo de las experiencias de ser un cuerpo, en comparación con las experiencias de los objetos en el mundo -o del cuerpo como objeto.
Y esto nos devuelve a la cuestión de la percepción.
Y esto nos devuelve por última vez a Descartes. Al disociar la mente del cuerpo, sostenía que los animales no humanos no eran más que “máquinas bestias” sin universo interior. En su opinión, los procesos básicos de regulación fisiológica tenían poco o nada que ver con la mente o la conciencia. Yo he llegado a pensar lo contrario. Ahora me parece que aspectos fundamentales de nuestras experiencias del yo consciente podrían depender de la percepción predictiva orientada al control de nuestra desordenada fisiología, de nuestra sangre y vísceras animales. Somos yoes conscientes porque también somos máquinas bestias – sacos de carne autosuficientes que se preocupan por su propia persistencia.
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es pprofesor de neurociencia cognitiva y neurociencia computacional en la Universidad de Sussex, y co-director del Centro Sackler para la Ciencia de la Conciencia. También es editor jefe de Neuroscience of Consciousness. Vive en Brighton.
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