La conciencia también se hace de los átomos

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En su primera conferencia sobre física a los estudiantes de primer año y de segundo año en el Instituto de Tecnología de California, en 1961-62, Richard Feynman dijo:

Si, en algún cataclismo, todos los conocimientos científicos fueran destruidos y sólo una frase pasara a las siguientes generaciones de criaturas, ¿cuál declaración contendría la mayor cantidad de información en las pocas palabras? Creo que es la hipótesis atómica (o el hecho atómico, o lo que sea que se quiera llamar) que todas las cosas están hechas de átomos, pequeñas partículas que se mueven en movimiento perpetuo, atrayéndose mutuamente cuando están a poca distancia, pero Repeliendo al ser exprimidos el uno en el otro. En esa frase, verá, hay una enorme cantidad de información sobre el mundo, si sólo un poco de imaginación y pensamiento se aplican.

 

El filósofo griego Demócrito pudo haber dicho algo así hace 2.500 años. Aunque sus libros están perdidos, sabemos por los fragmentos que quedan y lo que otros dicen de él, que él creía que todo en el universo estaba hecho de átomos en movimiento perpetuo, girando en el espacio. Grandes, pequeños, lisos y resbaladizos, o dentados y enganchados, se combinan para formar el universo, sus estrellas y planetas, y la tierra y todo lo que contiene, incluyendo nuestros cuerpos y nuestras mentes. Todo lo que se requiere para entender esto es «sólo un poco de imaginación y pensamiento» -lo que la física, la química y la biología han proporcionado desde el siglo XVII.

A pesar de este éxito, la ciencia (como ahora llamamos la metafísica de Demócrito) no ha sido capaz de mostrar cómo la mente o la conciencia humana puede ser incorporada en ella. Demócrito tenía una teoría para esto, a saber, que la mente consiste en «átomos de fuego», átomos extremadamente pequeños y móviles que crean copias o imágenes de los más grandes, convirtiéndose en nuestras percepciones y pensamientos. Aunque desde entonces ha descartado el átomo del fuego, la neurobiología ha hecho algún progreso en cuanto a cómo la percepción y el pensamiento toman forma. La conciencia puede ser hecha de átomos, y todo comienza con sensaciones.

Las sensaciones son los pilares de la conciencia.

Está claro que los sistemas neuronales evolucionaron para permitir que los animales se muevan en sus ambientes: encontrar comida y compañeros, y evitar o tratar de otra manera a los depredadores. Los estímulos son recibidos del medio ambiente, montados por circuitos neuronales centrales, y transmitidos a los músculos u otros tejidos en los cuerpos de los animales cuya actividad coordinada le permite responder. Este proceso ocurre en cada animal multi-celled complejo.

El primer paso es la conversión de estímulos del ambiente en sensaciones. Dado que los animales están compuestos enteramente de células, este proceso debe ocurrir a nivel celular, es decir, los estímulos del entorno activan las células receptoras en la superficie o dentro de sus cuerpos. Estos estímulos son de tres tipos: radiación electromagnética en el rango de longitudes de onda que identificamos como luz, presiones de objetos o el aire que golpea el cuerpo, y corrientes de moléculas en el aire o en contacto directo con los cuerpos de los animales. Existe una variedad de células receptoras para recibir y registrar estos estímulos.

En todos los casos, estos estímulos ambientales existen en forma analógica y se convierten en forma digital por las células receptoras y los circuitos neurales conectados a ellos. Por ejemplo, el «ojo» del cangrejo de herradura Limulus puede crear una línea de límite dentro de un gradiente de luz de luz a oscuridad. Esa frontera le da al animal algo para responder dentro de la corriente analógica de radiación. En el ojo humano, pigmentos de color (carotinoides) en la retina son capaces de absorber pequeñas porciones del espectro electromagnético para crear los colores que identificamos y responder.

Lo mismo ocurre con las otras modalidades sensoriales. Las células receptoras especializadas en la piel, el oído, la lengua y los conductos nasales responden a porciones seleccionadas de los enjambres de moléculas y cambios de presión en el medio ambiente. Todas son conversiones de estímulos analógicos en forma digital. (La variedad de mecanismos de conversión empleados por las células receptoras y los tejidos neurales se describen completamente en los capítulos sobre sistemas sensoriales en el libro de texto de Gordon Shepherd, Neurobiology ).

El elemento común es que una pequeña porción de una corriente indiferenciada de estímulos es seleccionada por el organismo y se le da una identidad específica. Estas identidades selectas -de hecho, se podría decir creadas- identificadas como sensaciones (por lo que Shepherd titula sus capítulos sobre los mecanismos de selección «Sistemas Sensores»). Es como si a una persona se le diera un tazón de mármoles del mismo color, que difieren en tamaños tan pequeños que él no puede percibir su diferencia, y pidió seleccionar un mármol particular de todo el resto. Sería imposible a menos que pudiera identificarlo con un marcador especial, como, por ejemplo, un color diferente que lo distinguiría de todos los demás mármoles. Esa es la forma en que los organismos resuelven los problemas de interactuar con sus entornos a nivel celular: crean sensaciones a partir de porciones de los arroyos de estímulos que encuentran, porciones que guían sus respuestas a ese ambiente.

Las sensaciones son los pilares de la conciencia. Primero deben ser combinados en percepciones y convertidos en objetos en el ambiente. Entonces los sistemas neuronales deben desarrollar mecanismos por los cuales puedan ser recordados o recordados (los neurobiólogos identifican las primeras apariencias de la memoria en la habituación, la sensibilización y el condicionamiento); Y finalmente la plasticidad debe desarrollarse -la capacidad de formar, editar y organizar este contenido neural, presente o recordado, en una imagen, experiencia o conciencia del «mundo». Esto, en la metafísica moderna de Demócrito, es la forma en que la conciencia Surge en los sistemas neuronales.

En 1934, el biólogo estonio Jakob von Uexküll publicó una monografía titulada Un paseo por los mundos de los animales y los hombres (intrigante subtítulo de un libro ilustrado de mundos invisibles ) en el que intentó demostrar que cada animal crea un «mundo» Su umwelt ) de los estímulos en el medio ambiente al que responde. Incluso un animal como la garrapata de madera común, con la que comienza su ensayo, crea un mundo así. La garrapata de madera responde a sólo tres estímulos: ácido butírico (que es secretado por las glándulas de la piel de los mamíferos), lo que hace que la garrapata caiga sobre ella desde su perca; El choque de aterrizar sobre su víctima, lo que le hace chocar entre sus pelos; Y la calidez de la piel del animal, que la hace penetrar en ella para su comida de sangre.

Estos tres estímulos por sí solos crean un umwelt para la garrapata, «empobrecido» como puede ser. Podemos añadir a su cuenta sólo que los tres estímulos-ácido butírico, el choque de aterrizaje y el calor de la piel del animal-son estímulos analógicos, es decir, son gradientes indiferenciados en el medio ambiente desde el cual el sistema neural de la garrapata Selecciona sólo porciones para su respuesta. Esas porciones, convertidas en forma digital, son las sensaciones que constituyen su pequeño mundo.

No hay nada «mental» o «físico» en este relato de sensaciones. Esta distinción tiene sentido sólo mucho más abajo en la línea de la evolución de los sistemas neuronales y requiere el desarrollo de la memoria y la plasticidad neuronal, junto con un mundo mucho más rico sensorial que la garrapata de madera. Las sensaciones son la creación dentro de los sistemas neuronales de eventos ambientales emitidos en forma diferente, pero todavía parte de la misma estructura material única del universo. Ellos residen en el sistema neuronal central del animal -su cerebro (como revelan los estudios de RM )- y se les puede dar una localización general donde ocurren.No son «átomos de fuego», por supuesto, pero están completamente conectados con el universo de los átomos.

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