Download Diapositiva 1
Document related concepts
Transcript
LA ESCALERA HACIA LA MENTE Enrique Vázquez Semadeni Centro de Radioastronomía y Astrofísica, UNAM Basada en el libro de Alwyn Scott 1 ¿QUE ES LA MENTE HUMANA? Respuestas desde: •Religión (el “alma”) •Filosofía •Ciencia (últimos 100 años) • Muy diversas posturas y escenarios “No puedo definirla, pero la reconozco cuando la veo”. 2 ¿EN QUÉ CONSISTE LA MENTE? -Sensaciones (calor, frío, dolor, color, sabor,...) -Sentimientos (amor, alegría, tristeza...) -Conciencia de uno mismo (“Pienso, luego existo”) ¿Otros animales la tienen? -Modelos del mundo (“abstracción”: Física, matemáticas,...) -Apreciación (estética) -Valores (ética) 3 ¿EN DÓNDE RESIDE LA MENTE? En el cerebro, pero ¿dónde dentro de él? ¿CÓMO FUNCIONA? (¿Cómo surge?) ESTA PLÁTICA: La mente como fenómeno emergente. FENÓMENOS “EMERGENTES”: Aquéllos que surgen a raíz de la interacción (generalmente altamente compleja) entre un enorme número de elementos de un nivel jerárquico inferior. (concepto nuevo aún entre los científicos). 4 EJEMPLO: LA VIDA Átomos Inerte Enlaces químicos Moléculas ( 102 átomos) Configuraciones de mínima energía Proteínas, ácidos Frontera nucleicos virus (102–106 átomos) Replicación, fabricación de proteínas Analogía: ¿Qué es una flama? ¿Cosa? ¡no! ¡Proceso! Organelos (membrana, ribosomas, etc.) Vivo Metabolismo Células 5 Etc. Análogamente, LA MENTE: Inerte Átomos Moléculas Neuronas (dendritas, cuerpo, axón) Reactivo al ambiente Fibras nerviosas Cerebro humano Consciente Cultura Social 6 • ¿De dónde surgen la vida y la mente? – De la complejidad: interacciones entre un enorme número de individuos de un sistema, en donde el futuro de cada uno depende del de los demás. – Cada peldaño de “la escalera” es un nuevo nivel de complejidad. 7 LA “BARRERA COMBINATORIA” -Cada escalón de la escalera de la complejidad tiene sus propias leyes y dinámica. -Las nuevas leyes de cada nivel son consistentes con las del nivel anterior, pero no se pueden deducir de ellas. ¿Por qué??? I ) Los elementos de cada nivel resultan de combinaciones de los del nivel anterior. -El número de combinaciones posibles de aún relativamente pocos elementos es enorme. Por ejemplo: el número de posibles moléculas de 60 átomos: (suponiendo que existen 100 átomos diferentes) 1 2 3 4 5 59 60 0 – 0 – 0 – 0 – 0 ----------------- 0 – 0 = 10060 100 x 100 x 100 x 100 x 100 x...................... x 100 x 100 = 10120 -Es conveniente definir el “número inmenso” (“sin medida”) I = 10110 I = masa del universo expresada x edad del universo expresada en átomos de hidrógeno en picosegundos (10-12 seg.) = 1080 x 1030 8 Así, si el número de miembros de un conjunto es > I, no hay suficiente tiempo en la historia del Universo para generar una lista de los elementos del conjunto, ni aún usando todos los átomos del Universo cada picosegundo, y cada átomo representando a un miembro del conjunto. Algunos conjuntos con un número de elementos > I: 1) El número de posibles moléculas de más de 60 átomos 2) El número de posibles proteínas de más de 85 aminoácidos (existen 20 aminoácidos diferentes) 3) El número de posibles cerebros de 1010 neuronas, cada una conectada a 10 000 otras. (en realidad, este número es ~I10,000,000,000,000,000!) 9 Es imposible predecir todas las posibilidades existentes en todos estos casos, a partir del nivel inmediato anterior (átomos, aminoácidos, neuronas), ni cuáles de ellas se darán en la práctica. (No se puede predecir la casa sólo a partir de conocer los ladrillos) Es necesario “mirar desde arriba”, y estudiar las posibilidades que ya están dadas en la Naturaleza. 10 II ) La “dinámica” (comportamiento y sus causas) en cada nivel (“peldaño”) de la jerarquía depende al menos tanto de las interacciones entre los miembros del nivel inferior como de sus propiedades individuales. Nueva dinámica en cada nivel. Ejemplo 1: Las propiedades de una molécula SURGEN de las interacciones entre sus átomos. Configuración electrónica del O H Agua + H O H2 O Tensión superficial, Asimetría de la molécula H2O Dipolo neto del H2O existencia de agua líquida vida. 11 Ejemplo 2: La estructura tridimensional (3D) de las proteínas no se ha podido predecir de su composición de aminoácidos. Myoglobina: C738 H1166 Fe N203 O208 S2 12 Estas son propiedades “emergentes” (No existen en el nivel inferior) Típicamente, estas propiedades las podemos explicar cuando las vemos, pero pocas veces se predicen. 13 LOS PELDAÑOS DE LA ESCALERA Componentes Leyes Átomos Física cuántica (ecuación de Schrödinger) Moléculas Ecuaciones de velocidad de reacción Axón neuronal Ecuaciones de Hodgkin – Huxley (variación de potenciales electroquímicos y propagación del impulso nervioso) Neuronas Neurona de Mc Culloch – Pitts (combinación de impulsos de entrada determinan impulso de salida) Neurona multiplexora Ensambles de neuronas ? Cerebro ? ? Sociedad (Hebb: subensambles e hiperensambles) (Antropología y ciencias sociales) 14 15 LOS PELDAÑOS DE LA ESCALERA Componentes Leyes Átomos Física cuántica (ecuación de Schrödinger) Moléculas Ecuaciones de velocidad de reacción Axón neuronal Ecuaciones de Hodgkin – Huxley (variación de potenciales electroquímicos y propagación del impulso nervioso) Neuronas Neurona de Mc Culloch – Pitts (combinación de impulsos de entrada determinan impulso de salida) Neurona multiplexora Ensambles de neuronas ? Cerebro ? ? Sociedad (Hebb: subensambles e hiperensambles) (Antropología y ciencias sociales) 16 NEURONA DE Mc CULLOCH – PITTS: I1 = 0 ó 1 I2 = 0 ó 1 Si n 0 ó1 I i 1 i x 0 ó1 dispara (O = 1), 0 ó1 si no, O = 0 O In = 0 ó 1 Las neuronas de verdad son mucho más complejas. Sin embargo, las neuronas de M- P son la base de muchas redes neuronales, que permiten cálculos complejos, y son capaces de aprender. 17 18 LOS PELDAÑOS DE LA ESCALERA Componentes Leyes Átomos Física cuántica (ecuación de Schrödinger) Moléculas Ecuaciones de velocidad de reacción Axón neuronal Ecuaciones de Hodgkin – Huxley (variación de potenciales electroquímicos y propagación del impulso nervioso) Neuronas Neurona de Mc Culloch – Pitts (combinación de impulsos de entrada determinan impulso de salida) Neurona multiplexora Ensambles de neuronas ? Cerebro ? ? Sociedad (Hebb: subensambles e hiperensambles) (Antropología y ciencias sociales) 19 EL (PROBABLE) FUNCIONAMIENTO DEL CEREBRO El problema del “ligamiento”: “Conocer” una cosa implica mucho: Personalidad Afecto Físico Abuelita Habilidades Entorno 20 ¿Cómo logra el cerebro unificar todos estos conceptos? Teoría de los “ensambles” de neuronas (Hebb 1949) Hecho: Aprendizaje Establecimiento de interconexiones neuronales El “Telar Encantado”: Concepto Disparo simultáneo de un ensamble de neuronas Asociación Disparo de un ensamble por otro Pensamiento Secuencia de disparos Además: Conceptos complejos Ensamble de ensambles (“hiperensamble”) 21 Cerebro Color Ojo Oído Forma de la nariz Color de ojos : Personalidad : Físico : Afecto : Abuelita + + + = 22 Pensamiento: Secuencia de encendidos de los ensambles. (como series de navidad que compartiesen foquitos) Evidencia a favor de la teoría de ensambles: Transición espontánea de una interpretación a otra Alternativas en ensamble activo. 1. Imágenes ambiguas: ¿Vistas por arriba o por abajo? 23 2. Estimulación corticalen puntos específicos del cerebro produce sensaciones vívidas de la experiencia personal. 24 3. Disfunciones por lesiones “El hombre que confundió a su mujer con un sombrero” (Oliver Sacks) Pérdida de la capacidad del cerebro para integrar la información y poder identificar un todo – Debida a presencia de un tumor. 25 Implicaciones: Las leyes de la física no restringen el libre albedrío El pensamiento es un típico ejemplo de sistema no lineal. Impredecible en la práctica (como el clima o la bolsa)... ... y depende de la interacción con los estímulos externos (como los videojuegos o el ajedrez): hay un conjunto de reglas bien definidas, pero esto no limita las posibilidades del juego, que será distinto cada vez. 26 Analogía con las computadoras: Cerebro Hardware Mente Software Pez, o medusa Humano Calculadora Supercomputadora ¿Inteligencia artificial? Casi seguramente sí, pero diferente de la nuestra. 27 PREGUNTAS PENDIENTES 1) ¿Cómo se definen las neuronas que forman parte de un ensamble? ¿Somos “programables”? 2) ¿Qué distingue un pensamiento “correcto” de uno erróneo? (pensamiento lógico vs. sueños: diferentes neurotransmisores). Inteligencia: Cociente de neuronas sensoriales a asociativas 3) El “problema duro”: ¿Qué es la subjetividad? Es decir: ¿cómo surgen las experiencias subjetivas como: Dolor Color Sabor Tristeza Alegría del funcionamiento cerebral? 28 RESUMEN 1) La mente puede ser un fenómeno emergente de una larga jerarquía de entes e interacciones entre ellos 2) Cada nivel de la jerarquía tiene sus propias leyes, que surgen del enorme número de posibles interacciones entre los miembros del nivel anterior (número inmensos) 3) Las leyes de un nivel no permiten predecir las del siguiente, pero son consistentes con las del anterior. el pensamiento no se puede predecir a partir de las leyes de la física, sin dejar de ser un fenómeno natural 29 4) La mente puede ser la secuencia de encendidos de ensambles e hiperensambles de neuronas. Un proceso altamente no lineal e impredecible. 5) El problema “duro”: ¿cómo se traduce esta secuencia de disparos de neuronas en experiencias subjetivas, como el color “amarillo”, la sensación de “dolor”, el sentimiento de “amor”, etc.? 30 FIN 31 32