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Desnudando la neurona

charlot_tiempos_modernosLos humanos solemos enredarnos en nuestras máquinas e inventos, con el mismo optimismo que Charlot.


Los primeras civilizaciones del Creciente Fértil(2) que hoy llamamos Oriente Medio, descubrieron hace tres milenios el triángulo sagrado. 390px-Egiptian_triangle.svgCon su ayuda midieron campos de cultivo y construyeron templos y palacios. Los griegos levantaron sobre él la geometría y la aritmética de los números racionales(2), poniendo las bases del pensamiento racional.

Generalizando lo que habían aprendido por experiencia, creyeron que el universo es tan racional como su triángulo favorito y que todo cuanto sucede está determinado por reglas racionales. Esa visión ingenua y engreída se ha mantenido en el pensamiento “moderno” hasta nuestros días.

La razón y la lógica racional que utilizamos, no describen todas las leyes del universo, sino tan sólo una pequeña parte(3). Ellas son un pilar de nuestra conciencia humana, pero son demasiado simples para enfrentarse a la complejidad del mundo real. Lo mismo que sucede con ese triángulo rectángulo formado por números enteros (3, 4, 5), que es real, pero también lo son muchos otros triángulos semejantes que no siguen esa regla.

Otro aspecto de esa dificultad de la razón humana es la irreversibilidad del tiempo(4). Podemos calcular algunas cosas del futuro, como la hora de la próxima marea o la posición de un cometa dentro de mil años. Pero las cosas más importantes se nos escapan, aún cuando todos tenemos la experiencia existencial que llevó a los griegos a definirse a sí mismos como mortales.

Una excepción a esa rigidez teórica es el pragmatismo angloamericano(5). Para esa cultura que hoy todos compartimos, más que lo que diga cualquier teoría, lo que importa es su aplicación práctica. Si algo funciona inexplicablemente, peor para la teoría que entre en contradicción con los hechos.

Aunque esa postura también tiene inconvenientes. Pero admiro esta capacidad de salir adelante deslizándonos entre fuerzas contradictorias.

Buscando patrones
En este post voy a empezar a explorar una vía distinta. Hasta ahora al escribir el blog me he dejado llevar a la deriva por las ramas de mis propios pensamientos. Ahora intentaré partir de fenómenos muy simples, pero que aparecen repetidos en distintas fases de la evolución física o biológica que conocemos. Desnudar esos sucesos o reglas, pero procurando no caer en la generalización de los griegos cuando descubrieron que el triángulo sagrado era racional y creyeron que eso explicaría muchas (demasiadas) otras cosas.

Quiero empezar a desnudar una neurona: una célula complicada, como todas las células. Hay que saber mucha bioquímica para entenderla. Pero muchas neuronas juntas forman el cerebro humano. Y para entender el cerebro y la mente que emerge de un cerebro vivo, ni con la bioquímica basta. Por eso sospecho que puede haber algo muy simple en una neurona, algo que existía desde mucho antes que la vida y que ha encontrado una nueva utilidad en las neuronas, articulándose a lo largo de la evolución de la materia viva. La naturaleza suele actuar así: reutilizando y dando otros usos a cosas que funcionan.

Una neurona es útil aún sin cerebro
neuronaESUna neurona es una clase de células. Y cualquier célula tiene algo de neurona. Por ejemplo, si recibe un rayo de luz, puede que reaccione emitiendo una señal, como hacen las neuronas de la retina. O al recibir una señal, puede que haga contraerse un músculo, como hacen las neuronas motoras.

Eso es lo que sucede con la ascidia recién nacida. La ascidia(6)  vive en el mar; es parecida a un percebe. Cuando nace de otra ascidia se mueve a la deriva. Pero logra mantenerse en posición vertical, alineándose con la luz que llega de lo alto. Esto es gracias aAscidia_ceretodes neuronas que, al recibir luz, envían una señal a la cola, la cual se mueve y así mantiene el equilibrio. Esto es importante, porque en la otra extremidad la ascidia segrega un pegamento que la fijará a una roca en cuanto pueda. La ascidia carece de un cerebro como el nuestro; sus neuronas sólo viven hasta que consigue una plaza vitalicia y se acomoda en su roca como cualquier percebe o funcionario fijo(6).

Muchos se convierten en uno
neurona_muchos_unoLas neuronas nunca estás solas, sino que colaboran entre ellas. Así una neurona no suele recibir una señal sola, sino muchas señales distintas. De esta manera, muchas señales de entrada se unen formando una señal de salida.

Que muchos se conviertan en uno(7) es habitual en la naturaleza, desde antes de existir la vida. Materia y energía se unen formando estrellas. En la gravedad, distintas fuerzas confluyen en una única fuerza resultante. Las partículas de materia del espacio forman planetas.

Las moléculas de agua se condensan formando nubes. Las gotas de lluvia forman ríos y lagos. Los ríos desembocan en otros ríos y acaban desembocando en algún mar. Es como cuando algo se pliega(8) sobre sí mismo. Los puntos se agrupan, las líneas se entrelazan, las superficies se unen.

nino-abacoCuando los humanos del neolítico aprendieron a contar y a sumar, lo hicieron copiando lo que veían: empezaron formando grupos con pequeñas piedras. De esa experiencia salió el ábaco: la primera máquina para contar, sumar, restar y multiplicar.

También la vida había empezado mucho antes haciendo lo mismo: las moléculas se agruparon formando proteínas; éstas formaron el ADN y las células. Las células se unieron en organismos. Las plantas en bosques. Los animales en manadas y bandadas. Los humanos en tribus; y más tarde se reunieron en ciudades, estados y civilizaciones.

Todas las células vivas reciben señales y también las emiten. Todas suelen conectarse con otras. Las neuronas se han especializado. Eso tiene un precio. Perdieron ciertas posibilidades, como el reproducirse, pero llegaron a ser muy buenas en conectarse. Vamos a ver cómo lo hicieron.

Cada neurona simplifica cuanto le llega
Todas las señales que reciben, o bien se pierden o se convierten en una única señal. En cualquier caso, cada vez se pierde información. Por ejemplo las neuronas de la ascidia, es como si dijeran: -“Hay luz, hay luz, …”. O bien, tan sólo: -“¡Ya!”. Y la cola se mueve o no se mueve. Son como un interruptor.

neurona_cuenta_atras_230x200O es más bien como un contador. Un ábaco viviente. La neurona va contando o sumando señales que recibe; y cuando llega a un nivel dice: -“¡Ya!”. Como en una cuenta atrás. En Houston, cuando van a lanzar una nave espacial, cuentan: -“Diez, nueve, ocho, … tres, dos, uno: ¡Despegue!”.

Como vemos en el gráfico, cada señal que entra, es como si fuera llenando un depósito. Cuando no entra ninguna, el depósito se va vaciando poco a poco. Pero si el depósito alcanza un cierto nivel de disparo -que llamamos umbral– la neurona dispara una señal de salida y el depósito se vacía de golpe; hasta que lleguen nuevas señales.

En la naturaleza es muy popular este sistema de ir acumulando algo y luego soltarlo todo de golpe.

Las hojas de los árboles se cargan de gotas de lluvia hasta que el peso las vence y cae todo el agua a la vez.

sifon_anim1En los ríos subterráneos se forman sifones: depósitos que al rebosar se vacían de golpe. Así funcionan también los desagües de los sanitarios modernos.

Las nubes se van cargando de gotas de agua, hasta que la temperatura baja a un umbral en que descarga como lluvia.

Las nubes también se cargan de electricidad estática con respecto a tierra. Y al llegar a un umbral, toda esa electricidad se descarga en un relámpago.

Por eso no es de extrañar que la materia viva haya encontrado también esa manera de comunicarse entre células de un mismo organismo.

Uno se convierte en muchos
Cuando llegan mensajes a una neurona, ésta los mezcla, los pliega y comprime. Y lo que queda de ellos, se lo pasa a la siguiente. Esto sería un desastre devido a la pérdida de información que supone; pero no lo es, porque cada señal que llega a una neurona, llega también a otras muchas. Esto es: se reproduce; cada señal se convierte en muchas(9).

En esto, las neuronas son como los seres vivos; y como los genes que presiden la evolución biológica. Su poder reside en su capacidad de reproducirse. Las neuronas reproducen las señales que reciben, recombinándolas de mil maneras.

Pero vayamos paso a paso. Lo que recibe una neurona es un patrón de señales. Lo comprime convirtiéndolo en una señal y lo pasa a otras neuronas. Es como si les dijera: “Esto es un patrón. No sé si servirá de algo; pero, por si acaso, ahí va”.

¿Qué significan esos patrones? La neurona no lo sabe y nosotros tampoco; ni falta que hace. Lo importante es que las señales se descomponen en diferentes patrones: en muchísimos. Y esas nuevas señales que representan a patrones, forman a su vez nuevos patrones, que también se comprimen y prosiguen adelante. En cada paso, un patrón, reducido a una simple señal, llega a la siguiente neurona, junto con otros patrones reducidos también a simples señales. Y cada nueva neurona vuelve a hacer lo mismo: comprimir un patrón y pasárselo a la siguiente en una carrera de relevos.

RN_4x3x2Y ese es el primer paso de cómo funciona un cerebro. El cerebro se muestra así como una inmensa acumulación de neuronas, dedicadas a comprimir patrones y entregárlos comprimiendo patrones y patrones de patrones y patrones de patrones de patrones(10). Exprimiendo las posibilidades de la situación que está afectando al organismo en ese instante.

Pero ¿cómo algo así puede ser capaz de aprender, reconocer rostros y situaciones? ¿Cómo puede salir de ahí el hablar, el pensar o el sentir? Parece tecnología alienígena, pero se ha producido en nuestro planeta. Así estamos hechos cada uno de nosotros. En el próximo post investigaremos cómo la neurona maneja el tiempo.

_______
(1) Ver La tríada metafísica.
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(2) Ver Irracionales….
.

(3) Lo Simple y complejo van juntos y emergen lo uno de lo otro.

(4) Ver con Prigogine: el tiempo rompió su simetría.

(5) Ver El árbol y la red.
.

(6) La deriva es la forma más antigua de movimiento los seres vivos. Ver Ascidia: nuestro primer cerebro.

(7) Ver Muchos se convierten en uno.
.

(8) Ver Plegar, desplegar y colapsar.
.

(9) Ver Uno se convierte en muchos.
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(10) Ver La red neuronal de nuestro cerebro.

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2 thoughts on “Desnudando la neurona

  1. Carmen Haro dice:

    HOla Amigos, felicitaciones por su trayectoria. Por irrumpir la cotidianidad aletargada, por mover el piso. Gracias por todos sus aportes. En esta vez quiero merecerles un gran favor, me podrían sugerir alguna bibliografia para entender las dificultades de aprendizaje en lo cognitivo, procedimental y actitudinal? Gracias por su comprensión.

    Una admiradora. Saludos cordiales Carmen

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