La Neurociencia Explica la Conciencia?

La conciencia, esa experiencia subjetiva única que nos permite percibir el mundo y a nosotros mismos, sigue siendo uno de los mayores enigmas para la ciencia. Aunque la neurociencia ha avanzado enormemente en la comprensión del cerebro, la pregunta fundamental de cómo y por qué surge la conciencia a partir de la actividad neuronal a menudo se deja de lado o se aborda de manera indirecta.

La mayoría de los neurocientíficos, es justo decirlo, tienden a ignorar la cuestión de cómo se genera la conciencia. Si bien existen programas de investigación activos que buscan correlatos de conciencia (los patrones de actividad cerebral asociados a estados conscientes), y exploraciones de las propiedades informacionales de los conjuntos neuronales relevantes, el mecanismo tácitamente implícito de la conciencia en estos enfoques es que, de alguna manera, simplemente 'sucede'. Esta dependencia de una 'emergencia mágica' de la conciencia no aborda la proposición 'objetivamente irrazonable' de que elementos sin atributos o propiedades que puedan relacionarse con la conciencia se agreguen de alguna manera para producirla.

La neurociencia ha proporcionado evidencia de que las neuronas son fundamentales para la conciencia; a escala fina y gruesa, los aspectos de nuestra experiencia consciente dependen de patrones específicos de actividad neuronal. De alguna manera, la conectividad de las neuronas 'computa' las características de nuestra experiencia. Pero, ¿cómo pasamos de saber que ciertas configuraciones específicas de células producen conciencia a entender por qué esto debería ser así?

El Desafío de la Conciencia en Neurociencia

La investigación en neurociencia, impulsada en gran medida por la financiación, está dominada por el estudio de los trastornos del sistema nervioso. La búsqueda de tratamientos y curas, así como los esfuerzos de investigación para comprender la función normal del cerebro, se basan en décadas de descubrimientos en todos los niveles de organización neural. Aparentemente, muy poco de esto depende de saber mucho sobre la conciencia.

Sin embargo, los estudios sobre cómo se genera la conciencia y por qué tiene las características que tiene, son un foco de considerable interés y esfuerzo. No hay consenso sobre cómo se genera o cuál es la mejor manera de abordar la pregunta, pero todas las investigaciones parten de la premisa incontrovertible de que la conciencia surge de la acción del cerebro.

De Neuronas a Señales: El Enfoque Tradicional

Un motor clave para la comprensión general de cómo funciona el sistema nervioso son los descubrimientos relacionados con la forma en que las neuronas combinan y transmiten señales. Desde las ideas de Golgi y Ramón y Cajal sobre la especialización morfológica de las neuronas para formar una extensa interconectividad, una muestra de premios Nobel resume eficazmente el progreso en nuestra comprensión de cómo las neuronas realizan las funciones del sistema nervioso. Descubrimientos sobre los mecanismos iónicos (Eccles, Hodgkin, Huxley), los transmisores humorales (Katz, von Euler, Axelrod) y la función de los canales iónicos individuales (Neher, Sakmann) fueron cruciales para entender cómo las neuronas generan, transmiten e integran señales biológicas. Central a esta comprensión es la profunda idea de cómo la biofísica del movimiento iónico a través de la membrana neuronal expresa el potencial de acción.

Otro descubrimiento inmensamente significativo e influyente señala directamente cómo la acción de los circuitos neuronales identifica características en la escena visual que forman elementos de la percepción visual. Hubel y Wiesel descubrieron que la conectividad entre neuronas a lo largo de la vía visual dicta que los campos receptivos en la corteza visual están sintonizados a características como bordes y límites. Los campos receptivos neuronales son producto de las entradas que reciben, por lo que parece muy razonable considerar que las neuronas de la vía visual, en virtud de su configuración de señalización, 'computan' (en algún sentido) características de la experiencia perceptiva.

En su forma reciente generalizada, lo que se ha convertido en 'computación por conectividad sináptica' es aceptado como la base de la función del sistema nervioso. Esto cuenta con apoyo convergente de la computación formal. Los ordenadores digitales que implementan redes neuronales artificiales muestran que reglas de aprendizaje simples pueden hacer que kernels de convolución, por ejemplo, converjan de una configuración aleatoria inicial a una colección de filtros que se activan óptimamente por varios bordes orientados y distribuciones simples de luminancia que componen las características de las imágenes. Capas más profundas de estas redes se activan al máximo por características más abstractas de las imágenes. Estas propiedades, así como la dependencia del aprendizaje a través de la interacción con estímulos y la falta de conectividad inicial explícitamente especificada, parecen encarnar muchos atributos de los sistemas visuales biológicos. Esta comprensión del cerebro ha sido un poderoso impulsor del progreso moderno en inteligencia artificial.

Es difícil exagerar la influencia que el rápido desarrollo y exploración de la computación formal (y especialmente la computación digital) ha tenido en nuestras ideas sobre cómo funciona el cerebro. En lugar de tomar la computación formal como una metáfora, no es raro escuchar a los científicos del cerebro actuales preguntar no si el cerebro es algún tipo de ordenador, sino más bien, qué tipo de ordenador es. Por ejemplo, la reciente empresa de la conectómica asume no solo que los aspectos computacionales del cerebro están suficientemente representados en el conectoma, sino también que el conectoma revelado proporcionará la mejor posibilidad de responder preguntas sobre cómo funciona el cerebro. La afirmación de que 'la neurociencia sería mucho más fácil si tuviéramos un diagrama de circuito detallado del cerebro' puede ser cierta, pero no está tan claro que el poder explicativo del conectoma se extienda a cómo el cerebro genera conciencia.

El Paradigma de los "Correlatos de Conciencia"

Lo interesante es que una explicación científica de la conciencia no necesita formar parte explícita de lo que motivó el progreso citado en neurociencia. De hecho, la atención a la conciencia ha tejido una historia de considerable controversia científico-cultural en ella. La neurociencia es un recién llegado relativo a la pregunta de cómo surge la conciencia, y solo en las últimas décadas este tema ha obtenido un nivel de legitimidad dentro de la investigación neurocientífica. Esta transformación puede datarse específicamente al trabajo de Francis Crick y Kristoff Koch en 1990, que dio origen al paradigma empírico de los correlatos de conciencia (neurobiológicos) y sus descendientes. Al organizar la ciencia en torno al aislamiento de 'correlatos' observacionales de la conciencia, una ciencia física finalmente pudo obtener permiso para abordar la conciencia sin que su solicitud de financiación se viera empañada por un ataque directo históricamente 'limitante para la carrera' a lo que entonces era un explanandum tabú en las ciencias físicas: la perspectiva en primera persona (1PP).

Esta transición de la ciencia de la conciencia a las ciencias físicas está entrando ahora en su cuarta década exitosa de alivio de una larga era de 'paria de financiación' explícita en las ciencias físicas. Los siglos de historia previa de intentos de explicar la conciencia, de maneras demasiado numerosas para abordar aquí, han sido inundados por el conocimiento entregado por los 30 años de presencia activa de la neurociencia en el área. Esto ha ocurrido a pesar de que ha sido ignorado con éxito por la mayor parte de la neurociencia convencional. En el paradigma de los 'correlatos de', todos dejamos de lado el hecho de que los correlatos observacionales 'de arriba hacia abajo' no revelan explicaciones basadas en principios. Durante tres décadas hemos elegido vivir con esa limitación mientras hacemos un progreso impresionante en la exploración de los signos externos de la entrega de conciencia por la actividad cerebral. Estratégicamente, el paradigma de los 'correlatos de' ha sido una forma altamente efectiva de progresar. Sin embargo, lo que no ha hecho es aislar de manera concluyente el principio originador que podría predecir la 1PP del material cerebral.

El Problema Difícil y la Perspectiva en Primera Persona

Por su naturaleza, y por una buena razón, el paradigma de los 'correlatos de' elude la verdadera importancia del evento de 1990. Para ver la importancia más claramente, considere que producir un modelo abstracto de 'perspectiva en tercera persona' (3PP), que sea predictivo de propiedades observables de la naturaleza, es el fin normal y familiar de las preocupaciones de una ciencia física. Pero en 1990 esto cambió. El objetivo final de la neurociencia de la conciencia es una explicación de 'lo que es ser como' la naturaleza estudiada. Este es un tipo de explanandum categóricamente distinto y novedoso. La carga de dar cuenta de la 1PP recae en la neurociencia porque la biología celular excitable central craneal del cerebro humano de alguna manera entrega la única instancia conocida de 1PP conocida por la ciencia (esto excluye la médula espinal y el sistema nervioso periférico como originadores de la experiencia subjetiva misma). La 1PP del cerebro humano es la razón por la que tenemos una ciencia de la conciencia. Este no es un contexto científico 'como de costumbre'. Ninguna otra ciencia física tiene esta confluencia de circunstancias y obligación. Por ejemplo, ningún geólogo de Perovskita está obligado a dar cuenta de 'lo que es ser Perovskita'. No es así para el neurocientífico y el tejido basado en células excitables hechas de átomos de la misma tabla periódica utilizada en Perovskita.

Para abordar este objetivo explicativo sin precedentes, se estableció el paradigma empírico de los 'correlatos de' como una forma ersatz de explicación de la 1PP, al renderizarla proceduralmente en la forma familiar y centenaria de 3PP. Esto lo hace en la práctica al estudiar explícitamente un 'correlato de un reporte de 1PP'. Este es el distanciamiento adicional del objetivo que atrae el apelativo de 'correlatos de'. La 1PP en sí misma no es observada por los científicos asistentes. En cambio, el 'reporte' se observa como una forma altamente curada de evidencia de oídas. Como método empírico exitoso, ha resultado en el conocimiento floreciente y sofisticado de la conciencia que ha surgido en las últimas tres décadas. Sin embargo, la indirecta intrínseca y la no unicidad de la evidencia socavan, posiblemente de manera fatal e indefinida, el objetivo de comprender cómo los cerebros producen conciencia.

Electromagnetismo: La Física Fundamental del Cerebro

Si la neurociencia va a hacer una contribución a este problema fundacional bastante desalentador, ¿cuál podría ser la forma de una solución al origen de una 1PP? ¿Qué es exactamente lo que el tejido cerebral 'está siendo'? La física fundamental del electromagnetismo (EM) es un candidato muy atractivo pero, efectivamente, un país por descubrir en la vida del neurocientífico convencional. Excluir la atención explícita a la física fundamental del cerebro claramente no ha impedido enormes avances en neurociencia, pero puede estar impidiendo la investigación sobre cómo el cerebro genera conciencia. En este replanteamiento del enfoque, lo que se propone aquí no es una teoría EM de la conciencia (EM ToC) sino un argumento de por qué una ToC debería buscarse primero, por la neurociencia, en los fenómenos EM de los cerebros.

El modelo estándar de física de partículas tiene aproximadamente el doble de edad que la forma moderna de la ciencia de la conciencia basada en 'correlatos de'. En él, la física ya ha determinado de qué está hecha nuestra biosfera y todo lo que contiene. Está compuesta, efectivamente, enteramente de electromagnetismo (campos electromagnéticos). Esta idea se aplica a cualquier cosa hecha de átomos de la tabla periódica en una escala espacio-temporal superior a la de las partículas atómicas que componen los átomos (electrones y núcleos). A nivel atómico y superior, nosotros y nuestro entorno anfitrión estamos definidos por tres cosas: el espacio, un sistema de campo EM impreso en el espacio (debido al contenido de carga y espín subatómico fuertemente ligado a la masa subatómica), y un campo gravitatorio impreso en el espacio (debido a la masa subatómica, funcionalmente inerte en este contexto porque es más de 16 órdenes de magnitud más débil en la transmisión de fuerza que el EM). En términos generales, a escala intraatómica, los campos EM ocupan el espacio ocupado por un átomo en la medida de al menos 14,999 partes de 15,000. La '1 parte' restante es el interior de electrones y núcleos. Cuando se añade el espacio entre átomos, la proporción de ocupación espacial total por campos EM es mucho mayor. Los humanos somos casi enteramente objetos de campo EM. En nuestro contexto del cerebro, cuando usamos las palabras 'material' o 'físico', estas palabras (abstracciones) se refieren a fenómenos EM.

Los Campos Electromagnéticos como Origen de la Conciencia

Por lo tanto, la pregunta '¿Qué es lo que 'estamos siendo'?' tiene una respuesta en el modelo estándar: 'Estamos 'siendo' campos EM desde el nivel atómico hacia arriba'. La brevedad exige que evitemos entrar en un discurso sobre los detalles, defendiéndolo hasta las intrincaciones subatómicas y a través de los cuatro cuadrantes de fuerza fundamental del modelo estándar. La base EM/atómica de nuestra biosfera del modelo estándar es simplemente un hecho básico, bien establecido y probado de la física. Más importante es cómo este hecho básico impacta en una ciencia de la conciencia. ¿Cómo es 'ser' campos EM cuando los campos EM están configurados en la forma de un cerebro humano sano, despierto y alerta? Ser tal configuración de campos EM es, bajo las condiciones adecuadas, ser consciente. Es decir, la física fundamental ya ha determinado, prima facie, un origen 'de abajo hacia arriba' (fundamental) de una 1PP: los campos EM. Literalmente no hay nada más allí que un campo gravitatorio funcionalmente irrelevante y el espacio. El campo EM endógeno expresado por los componentes a nivel atómico del cerebro llena por completo el espacio ocupado por un cerebro, extendiéndose desde su tejido generador hacia el tejido circundante y más allá del cráneo. Una EM ToC simplemente señala este hecho básico y responsabiliza explícitamente a aspectos particulares del 'cerebro como un campo EM' por una 1PP. Como una afirmación (de abajo hacia arriba) hecha con física fundamental bien establecida, tal propuesta tiene una clara ventaja crítica, dándole prioridad.

Lo que le falta a la física fundamental es una explicación de dónde proviene el potencial de la EM para una 1PP, y qué patrón específico de EM cerebral es necesario y suficiente para crear una 1PP de un tipo específico (qualia o 'sensación cualitativa') y un grado específico (extensión espacial, resolución granular, duración e intensidad). Aquí dejamos de lado esta falta como una cuestión secundaria. En términos de una dirección estratégica para la ciencia, lo que importa es la obvia centralidad de los campos EM como el principal candidato para una ruta hacia una explicación completa de la conciencia en términos de física fundamental aún por formular. Todos estamos familiarizados con el sistema de campo EM del cerebro. Cada medición realizada en apoyo de cualquier ToC implica acceder y caracterizar propiedades EM del cerebro.

El sistema de campo EM impreso en el espacio por el tejido cerebral no es, por lo tanto, un efecto secundario de células hechas de algo más. Todo el tejido es un sistema de campo EM único y unitario impreso en el espacio con resolución a nivel atómico. Por ejemplo, no existe una sustancia especial que sea una neurona. Una neurona es una colección de campos EM que 'se comportan neuronalmente' para un observador hecho de campos EM. 'Químico' o 'reacción química', o 'vía química' es una referencia a la actividad del campo EM. 'Mecánico' (como la propagación/transducción del sonido/fonones, o la deformación celular) también es un fenómeno EM. 'Electro-químico' también selecciona fenómenos compuestos enteramente de EM. 'Mecánica cuántica' no es una sustancia. Es un conjunto de restricciones (basadas en ecuaciones de onda) sobre la expresión del campo EM (como la que determina los orbitales electrónicos en un átomo). 'Potencial químico' es una estadística de población que describe las propiedades promedio del campo EM para colecciones particulares de átomos en relación unos con otros. Los 'potenciales de acción' son un sistema de dinámicas de campo EM que se propagan lentamente a través del espacio longitudinalmente siguiendo la membrana celular neuronal (también una construcción de campo EM). La actividad sináptica ('eléctrica' y 'química') es un fenómeno de campo EM. Las mediciones electrofisiológicas familiares realizadas en el tejido cerebral detectan el 'campo total' en el cerebro que es el resultado de la superposición de campo vectorial de innumerables fuentes de campo atómico/molecular individuales que se superponen para dominar (espacial, temporal y en intensidad) el 'ruido' de campo EM atómico/molecular subyacente encontrado en cualquier punto del espacio. La 'corriente eléctrica' es un tránsito de un sistema de campo EM a través del espacio. La radiación biofotónica ultra débil y térmica (calor) también es un fenómeno de campo EM que se origina en el mismo sistema de fuentes atómicas. La difusión es una colección de sistemas de campo EM atómico que colisionan aleatoriamente rebotando unos en otros debido a la repulsión basada en el campo EM. 'Tocar algo' con el dedo es participar en una interacción entre el sistema de campo EM de la superficie de un dedo y el campo EM de la entidad tocada.

No queda nada más que describir en un cerebro que no sean campos EM hasta que entremos en el interior de los constituyentes subatómicos de los átomos. Esta propiedad no se limita meramente al cerebro. El páncreas y el corazón (o cualquier otro órgano) también son objetos de campo EM desde el nivel atómico hacia arriba. Lo que distingue el sistema de campo EM del cerebro del de cualquier otro órgano es que sus células pueden generar una configuración EM que confiere la 1PP a los humanos. Nuestra roca 'Perovskita' (mencionada anteriormente) también es un objeto de campo EM, presumiblemente (conjeturamos) carente de los detalles específicos de la expresión del campo EM que resulta en una 1PP para la roca.

Podemos aplicar las mismas consideraciones a intentos previos de explicar la conciencia utilizando abstracciones 'de arriba hacia abajo' de agregaciones de formaciones particulares de campos EM interpretados como 'información', 'procesamiento de señales', 'computación', 'bucle talamocortical', 'dinámicas de entropía', 'resonancia', 'bucles recíprocos', 'función', 'comportamiento' y muchos otros. Todas estas son etiquetas de 'correlatos de' aplicadas para referirse a la organización y propiedades de los campos EM. No importa si tales descripciones del tejido cerebral operan a nivel molecular/atómico, subcelular, orgánulo celular, celular, conjunto celular, población celular o tejido completo. En cada caso, son los campos EM los que manifiestan literalmente la propiedad observable hipotetizada para originar una 1PP. Localizar y describir estas abstracciones de campo 'de arriba hacia abajo' como 'correlatos' se ha sostenido, durante 30 años, como una ruta hacia una explicación de la conciencia. Pero tales características abstraídas 'de arriba hacia abajo' que se correlacionan con aspectos de la conciencia parecen no tener relevancia explicativa ni información sobre la base causal para tener alguna forma de conciencia. Una EM ToC busca una explicación en un relato separado de la física fundamental sobre cómo 'ser' (de abajo hacia arriba) campos EM realmente origina una 1PP.

Estas consideraciones sobre el estado de la ciencia se extienden incluso a la larga historia de las teorías de campo EM de la conciencia. Para los lectores interesados, la historia y el alcance de las EM ToC existentes se pueden encontrar a través de revisiones. Pero los detalles allí no son relevantes aquí. En realidad, todas las ToC (EM y de otro tipo) son, en última instancia, teorías de campo EM, a veces disfrazadas por un tipo de abstracción elegido y luego respaldadas empíricamente por mediciones que también disfrazan su base EM última en el tejido. Proponemos que todos convergamos colectivamente en la realidad de que son realmente los campos EM los que originan la 1PP, y nos involucremos con la física fundamental de la manera novedosa que sea necesaria para responsabilizarla de los orígenes de una 1PP.

Nótese que ninguna teoría existente de la conciencia es invalidada por esta propuesta. ¡Es muy posible que uno de la plétora de 'correlatos' tenga razón! Esto no se discute aquí. Lo que este artículo argumenta es que el 'correlato' puede ser correcto y, sin embargo, no ofrecer ninguna explicación real (ningún relato basado en principios del origen del explanandum único). Esto se debe a que la base EM del correlato es la fuente real del origen de la conexión del correlato reclamado con una 1PP.

Conciencia desde la Computación: Limitaciones

Podemos explorar aún más la utilidad de la EM para proporcionar una explicación del origen de la conciencia considerando las ToC que no postulan ningún papel para la EM. Si no hay características, aparte de las relacionadas con la señalización entre sus células constituyentes, que las neuronas aporten a cómo funciona el cerebro, una explicación parsimoniosa para la conciencia es que también es el resultado del procesamiento de señales (una forma específica de computación). Esto es totalmente consistente con la evidencia acumulada de la historia del estudio del cerebro, que ha reforzado, a escalas gruesas y finas, que los detalles de la experiencia consciente están asociados con los detalles de la actividad cerebral. Como se señaló anteriormente, la verdad evidente de esto no proporciona una explicación de por qué es así.

La idea de que la conciencia surge del procesamiento de señales (de las formas neuronales ahora bien definidas y bien entendidas) y que esto daría lugar al fenómeno de una 1PP puede llamarse 'emergencia fuerte' (o 'emergencia mágica') porque, actualmente, no hay razón para sostener que tal fenómeno seguiría, debería seguir o podría seguir de las propiedades conocidas de los constituyentes del sistema. Esta brecha en la secuencia explicativa se ha discutido desde que se ha considerado la naturaleza de la mente, y más recientemente ha sido caracterizada por David Chalmers como el 'problema difícil': '¿Por qué el procesamiento físico debería dar lugar a una vida interior rica? Parece objetivamente irrazonable que así sea, y sin embargo, así es'.

La visión computacional convierte la conciencia en una característica bastante poco importante de la función cerebral o en un epifenómeno causalmente inerte que reside en ella. Si todo lo que hace el sistema nervioso es computación, y por lo tanto la computación lo hace todo, entonces no parecería haber necesidad de conciencia. Esto desconecta la representación computacional o simbólica de la operación cerebral de la física del sistema que representa (la física EM de la señalización del sistema nervioso). En otras disciplinas científicas, se utilizan modelos o simulaciones digitales para representar los atributos y relaciones conocidos e hipotetizados entre los elementos de un sistema. Modelos suficientemente precisos y completos (del tipo 3PP discutido anteriormente) permiten predicciones que corresponden al rendimiento/propiedades de los sistemas reales (los que se modelan) y pueden validar supuestos e hipótesis utilizados en el modelo.

En las ciencias del cerebro, sin embargo, los modelos asumen una expectativa muy diferente: se supone que las simulaciones están realizando exactamente las mismas transformaciones de señales y datos que están representando en el sistema real, por lo que deben mostrar todos los fenómenos del sistema representado. Por ejemplo, un modelo informático de combustión podría indicar, numéricamente, cuánto calor se produce, pero no se calienta; la simulación utiliza representaciones abstractas, no la física real de la combustión. Los neurocientíficos tienen derecho a preguntar qué se pierde, en el sentido del calor en el ejemplo de la combustión, cuando la física de la señalización cerebral se descarta y se reemplaza por la física de un ordenador. ¿El ordenador y su modelo realmente están en contacto con todos los fenómenos cerebrales? Si falta algo, ¿cómo lo sabríamos? ¿Qué procedimiento podríamos usar para averiguarlo?

En las ciencias del cerebro que estudian la conciencia dentro del paradigma de la computación, no se percibe la necesidad de relacionar los resultados del modelo con la física real de los cerebros y las neuronas. En el paradigma neurocientífico actual, la física de las células cerebrales puede ignorarse por completo una vez que tenemos suficientes datos sobre activaciones y conectividad para imitar con precisión el procesamiento de señales aparentemente realizado por la física de señalización cerebral. Esta 'abstracción' de la física fundamental subyacente implica que la conciencia emergerá de la simulación análoga (o informacionalmente equivalente) de un modelo del procesamiento de señales que ocurre en los cerebros. Una de las dificultades para aceptar este tipo de emergencia fuerte como explicación para la conciencia es que no está claro cómo proceder desde esta posición hacia una comprensión más profunda de cómo sucede esto. 'Emergente' como explicación tiene el mismo valor que usar el término 'sucede'. Nuestra expectativa normal de explicaciones se ha clasificado como 'emergencia débil' porque dicen algo sobre por qué suceden las cosas en términos de un vínculo mecanicista entre los atributos y acciones de las partes relevantes y los fenómenos que generan. Esto contrasta con la emergencia fuerte, que se define literalmente como una forma de fracaso explicativo. Si la conciencia se explica adecuadamente, entonces se transformaría en emergencia débil: un todo predecible resultante de las propiedades comprendidas de sus partes.

Pero si la tendencia de este 'problema difícil' a provocar una dependencia de la emergencia fuerte se considera un obstáculo fundamental, grande o ilusorio para comprender la conciencia, tiene poca relación con la investigación que están llevando a cabo los neurocientíficos que trabajan en el modo estándar, aunque tácito, de investigación científica: obtener descripciones en 3PP de la estructura y función del sistema nervioso. Es posible que los neurocientíficos sospechen que la conciencia emerge (de alguna manera) en un nivel de organización superior al nivel de explicación que están persiguiendo, por lo que no se les exige una solución. Esto exonera a los neurocientíficos de preocuparse por la ignorancia de su disciplina sobre la conciencia, y los absuelve de explorar por qué las EM ToC podrían ofrecer explicaciones plausibles. Planteamos que la EM no debe ser ignorada porque en realidad está en el corazón de todos los fenómenos del sistema nervioso, y cuando los neurocientíficos miden los fenómenos cerebrales, los potenciales de acción medidos como voltaje transmembrana, el 'potencial de campo local' (LFP), EEG y MEG, etc., son todos aspectos de los fenómenos EM a pequeña escala que en realidad subyacen a los sistemas de señalización del cerebro, nuestra caracterización de ellos y nuestra estimulación de ellos cuando intervenimos en la función cerebral. Ignorar la atención explícita a la EM, subsumiéndola en mediciones simplificadas aplicadas a una abstracción de ella, es arrojar un velo irreversible de emergencia fuerte sobre el discurso explicativo de la ciencia de la conciencia.

En tiempos recientes, ha sido posible ver las interacciones del campo EM dentro del tejido teniendo un efecto directo sobre la excitación neuronal. Este nuevo mecanismo de señalización, la 'transmisión efáptica', muestra el poder causal de los campos EM endógenos del cerebro sobre su propia activación neuronal. Por ejemplo, se ha demostrado que los campos EM asociados con la actividad neural generan ondas viajeras de excitación neuronal en las neuronas piramidales del hipocampo. Esta caracterización de la transmisión efáptica en el hipocampo es significativa ya que implica que la propagación del campo EM puede atravesar distancias considerables en conjuntos neuronales laminados (espacialmente coherentes) y sincronizados (temporalmente coherentes), y los conjuntos neuronales laminados son un principio arquitectónico fundamental en todo el sistema nervioso central (SNC). Este ejemplo real de campos EM que tienen un efecto directo sobre la señalización neural revela otra ventaja inherente en un enfoque de campo EM: la provisión de un mecanismo causal fundamental (a través de la fuerza de Lorentz) dentro de la señalización cerebral. Esto significa que las EM ToC ofrecen un mecanismo físico plausible que vincula la conciencia con la causalidad cerebral.

Sin embargo, incluso con ventajas como esta, y al igual que otras ToC que identifican los aspectos informacionales de los circuitos neuronales como correlatos de la conciencia, las estructuras del EM del SNC, como explicación de los orígenes de la conciencia, dejan de manera similar una brecha explicativa (donde entra la emergencia mágica) sobre cómo se genera la conciencia por los fenómenos EM. Pero la EM tiene un aspecto que le da un futuro explicativo que aparentemente falta en otros lugares. A diferencia de las ToC computacionales, una EM ToC está fundamentada en la física fundamental de la actividad cerebral.

Incluso sin afirmar qué aspectos o escalas de EM podrían ser relevantes para cómo los fenómenos EM generan conciencia, está claro que una EM ToC introduce un ajuste significativo a las ideas de 'independencia del sustrato'. Una EM ToC afirma que la conciencia depende del sustrato. Solo un sustrato de campos EM del tipo expresado por el cerebro hará el trabajo. Contraste esto con un ordenador de propósito general ejecutando software de cualquier tipo. La física del sistema de campo EM que es un ordenador de propósito general no necesita tener una relación directa con la física del sistema de campo EM del cerebro. En el caso del ordenador de propósito general (independientemente de si se afirma que es consciente o no) los campos EM que lo componen pueden organizarse de cualquier manera que sea consistente con la ejecución del software que alberga (desde un ábaco hasta un ordenador de vapor). La base EM del sustrato de un ordenador de propósito general es radical e irreconciliablemente diferente a la del cerebro. Nótese que una conciencia de origen artificial (inorgánica) basada en una EM ToC, por ejemplo, requiere componentes de chip que generen los mismos fenómenos EM que generan las células cerebrales, en las mismas escalas espacial y temporal. Ese tipo de actividad de replicación física está, hasta ahora, completamente ausente del conjunto de opciones utilizadas por la neurociencia. Operaría con el mismo sustrato de campo EM que el cerebro natural (orgánico). El interesante futuro potencial que esto sugiere es uno en el que la equivalencia de un cerebro y un ordenador de propósito general puede ser probada científicamente de manera concluyente basándose en la idea de dependencia del sustrato introducida por una EM ToC.

Otras Maneras de Entender la Conciencia

Si la emergencia fuerte no se considera una explicación satisfactoria de cómo surge la conciencia, entonces una alternativa razonable podría ser que, en lugar de emerger en algún punto de un sistema complejo, en realidad estuvo presente desde el principio, quizás incluso como un campo o partícula exótica o componente similar que compone el tejido fundamental del universo. Algunas ToC incluyen la propuesta de que la conciencia, en alguna forma elemental o fundamental, es un constituyente básico del universo actualmente no reconocido (en el sentido de que falta en el modelo estándar de física de partículas). Por ejemplo, el 'campo mental consciente (CMF)' de Benjamin Libet que 'no estaría en ninguna categoría de campos físicos conocidos, como electromagnético, gravitatorio, etc.'. Tales propuestas reconocen que en una apreciación más completa de la naturaleza de la composición más básica del universo apreciaríamos la conciencia de la misma manera que apreciamos que los constituyentes fundamentales del universo que conocemos tienen propiedades como masa, espín y carga. Variaciones de esta idea proponen que todo es, hasta cierto punto, conciencia (panpsiquismo) o que la conciencia emerge en una forma reconocible, o alcanza un umbral crítico, solo bajo ciertas construcciones. Claramente, los cerebros serían una de esas construcciones (de hecho, actualmente la única construcción conocida por nosotros), pero incluso entonces, debe haber una explicación de por qué algunos aspectos de la función del sistema nervioso tienen conciencia y por qué algunos no.

La Teoría de la Información Integrada (IIT), otro miembro de esta clase de ToC, busca encontrar un criterio informacional (como el grado en que la información está integrada) para definir la presencia o la cantidad de conciencia que poseerán ciertas construcciones (biológicas o de otro tipo). Para fundamentar las transformaciones de información en la conciencia, se ha propuesto que toda la información conlleva, o hereda, o se forma a partir de, una mota de conciencia muy básica e indivisible, que, nuevamente, se plantea implícitamente como un miembro o propiedad no descubierto de un modelo estándar de física de partículas mejorado (aunque no se presenta en términos de modelo estándar). El deseo de incorporar la información al ámbito de la física fundamental es un tema de exploración dentro de la física en general. Notamos de pasada que se ha planteado dos veces una conexión interesante entre la IIT y los campos EM hasta la fecha. Esto puede ofrecer a la IIT un futuro como una ToC de campo EM.

En lugar de iniciar una ToC que se base implícitamente en una entidad fundamental no descubierta y participar en la implementación de los cambios radicales que ello necesite en el modelo estándar, las EM ToC comienzan y se ubican dentro del cuadrante relevante del modelo estándar existente de física de partículas. Ya sabemos que las propiedades del campo EM del modelo estándar satisfacen naturalmente los requisitos básicos necesarios para ser un originador de conciencia. Los campos EM son grandes en extensión espacial: los campos eléctricos y magnéticos del cerebro impregnan todo el espacio ocupado por el cerebro, extendiéndose hacia el espacio fuera de él. Los campos EM se imprimen en el espacio con un detalle exquisito consistente con el detalle que experimentamos en los campos perceptivos (como la visión). Los campos EM se originan a escala de la membrana en miles de metros cuadrados de un enorme campo eléctrico que abarca el recinto de membrana de 5 nm de todas las neuronas y astrocitos. Esto forma la base de (una especie de lienzo en blanco para) una estructura de campo EM de organización jerárquica dinámica anidada con siete u ocho órdenes de magnitud de detalle espacial, extendiéndose hasta la escala de centímetros. Los campos EM endógenos del cerebro son intensos en el sentido de que dominan, en términos de intensidad de señal, todo el 'ruido EM' químico subyacente producido por las estructuras a nivel atómico que lo generan en su forma total (en una escala que influye sistemáticamente en su propia excitabilidad neuronal, véanse las notas anteriores sobre la transmisión efáptica).

Los campos EM son intrínsecamente unificados: los campos eléctricos y magnéticos del cerebro son cada uno un objeto único y están inexorablemente presentes y modulados cuando ocurre cualquier actividad neural. Esta unificación proporciona una ruta natural hacia una solución a otra propiedad bien conocida pero inexplicada de la conciencia: su sorprendente y perfecta unificación de todos los modos experienciales de visión, audición, tacto, olfato y gusto, junto con todas las emociones. La superposición natural de campos también resuelve el problema de la combinación, donde los 'todos' emergentes, de carácter cualitativamente único, pueden rastrearse hasta sus partes de campo EM superpuestas vectorialmente. Esto facilita la transformación a la emergencia débil discutida anteriormente. Los contenidos de conciencia entregados por los campos EM pueden ingresar a la conciencia simplemente a través de la perfecta superposición integradora natural (una propiedad de campo vectorial) de nuevas contribuciones de campo producidas por la actividad neural subyacente que las origina. El campo EM también es una solución parsimoniosa a los problemas relacionados con el tiempo, por ejemplo, la necesidad de un mecanismo que explique cómo los contenidos de conciencia entregados por los campos EM pueden llegar y irse a la velocidad temporal y resolución temporal que observamos, y con la continuidad y discontinuidad temporal que observamos. Los campos EM tienen el potencial de proporcionar ese mecanismo. Ya hemos abordado el problema de la causalidad que los campos EM abordan de manera única en términos de física bien conocidos. En breve discutiremos cómo los campos EM poseen naturalmente un potencial para abordar el problema del 'asentamiento/vinculación de símbolos'. Estos problemas tienen una larga historia de prominencia en la ciencia de la conciencia, y los campos EM parecen naturalmente adecuados para ofrecer una solución a ellos. Al menos, no hay ningún aspecto de estos fenómenos que parezca obviamente fuera del alcance de los campos EM.

Sin embargo, a pesar de la idoneidad de la EM para dar cuenta potencialmente de aspectos de la conciencia de larga data, matizados e inexplicados, llegamos de nuevo al hecho de que lo que falta en un relato de la conciencia basado en el campo EM es el aspecto problemático de su entrega: al 'ser los campos EM'. Pero esto, sostenemos, es en realidad nuestro problema, no un problema para la naturaleza. Somos nosotros los que hemos fracasado en introducir una perspectiva en primera persona en la física fundamental. El modelo estándar existente de física de partículas está vacío de todo contenido que especifique 'cómo es ser' cualquiera de la multitud de entidades del modelo estándar (por ejemplo, 'ser' un muon, un neutrino o un campo EM). La neurociencia de la conciencia, y su explanandum novedoso, han demostrado (aunque inadvertidamente) que los campos EM, una entidad del modelo estándar, pueden originar una 1PP. Quizás esta anomalía profunda y persistente de la evidencia motive cierta atención por parte de los físicos a su modelo estándar. Parece que de una forma u otra, el modelo estándar está listo para una futura renovación para introducir formalmente la 1PP a sus prodigiosas capacidades predictivas. Esto refuerza la necesidad de una futura colaboración neurociencia/física en la ciencia de la conciencia. Mientras tanto, el 'fruto al alcance de la mano' recomendado de una convergencia en los campos EM es una buena preparación para ello.

El Problema del Asentamiento de Símbolos y la Física del Cerebro

Además de respetar la estructura fina y la función de los componentes del sistema nervioso, las EM ToC ofrecen naturalmente a los neurocientíficos el potencial para abordar el problema del asentamiento de símbolos (un problema que la ciencia del cerebro heredó al adoptar paradigmas de la informática). El 'asentamiento' (grounding), en el sentido de modelos de función cerebral o cognitiva, puede tener diferentes definiciones. El asentamiento aborda el sentido en el que los símbolos pueden considerarse que tienen una relación fiable con las entradas ambientales externas que evocan el símbolo (u otra representación simbólica, como los estados de activación distribuidos en una red neuronal artificial) o con las salidas al entorno externo. Un simple termostato puede considerarse asentado en este sentido, pero no (salvo el panpsiquismo) en el sentido de que haya algún significado en su operación que no sea la interpretación de sus valores de entrada, salida y punto de ajuste en un contexto más amplio, como en los humanos que emplean o examinan su estructura y función. Los símbolos en contextos de procesamiento de información más complejos pueden representar propiedades abstraídas de la información. En estos casos, la complejidad surge, por ejemplo, procesando grandes cantidades de información, combinándola con información previamente adquirida y siendo dirigida por objetivos explícitos o genéricos, etc. Esto permite la analogía de estos procesos de información complejos con funciones cognitivas. Invariablemente, estos modelos de procesamiento de información se implementan en ordenadores digitales.

La variabilidad en las definiciones de asentamiento es presumiblemente una gran parte de por qué se afirma que el problema del asentamiento de símbolos ha sido resuelto, no ha sido (pero podría ser) resuelto, no puede ser resuelto o no es un problema. Al considerar cómo surge la conciencia, reconocemos que varios procesos cognitivos están asociados con estados conscientes (experiencias) muy distintos y estables. Estas experiencias son literalmente el símbolo que se vincula a los eventos cerebrales. Nuestras cogniciones no solo producen estados conscientes experimentados (por ejemplo, frustración, excitación, sed, enrojecimiento, fatiga, aburrimiento, ira, etc.), sino que no desconocemos en absoluto su significado; no confundimos sentir hambre con sentir falta de aire; no nos confundimos sobre por qué estos estados conscientes van y vienen porque no los estamos observando ni presenciando, somos esos estados. La pregunta del asentamiento en este contexto es: ¿cómo el flujo de información de los sistemas interoceptivos y exteroceptivos da lugar a la actividad neuronal que genera estas experiencias completamente familiares e innatamente interpretables? Los neurocientíficos estarían de acuerdo en que la actividad cerebral ocasionada por esas entradas, en interacción con los estados de las regiones cerebrales relevantes al recibir las entradas, dictaría la cualidad particular de la experiencia consciente. Pero los neurocientíficos probablemente serían muy reacios a decir que tales estados representados en la actividad cerebral están asentados por el hecho de que las señales provienen de (por ejemplo) aferentes vagales de las vísceras; si eso fuera cierto, no sería posible evocar sensaciones mediante estimulación más arriba en la vía. Si bien la estimulación cerebral directa es un sustituto muy burdo y poco realista de los patrones precisos e intrincados de activaciones que ocurren fisiológicamente, la estimulación de la corteza cerebral en personas despiertas aún puede dar lugar a experiencias conscientes apropiadas para las modalidades que se sabe que están presentes en esas regiones corticales. Las patologías de miembros fantasma también atestiguan la centralidad de la materia cerebral craneal en la originación del tipo y grado de experiencias, lo que resulta en un 'asentamiento' perceptual en símbolos aplicados a externalidades que no existen.

Si se sostiene que los orígenes del significado no se pueden encontrar en las energías ambientales que constituyen estímulos adecuados para los sensores, y también se concede que el significado inherente de las experiencias conscientes implica que deben considerarse asentadas, podría proponerse que solo la conciencia puede asentar las representaciones expresadas en la actividad cerebral. Para los neurocientíficos comprometidos en una EM ToC, esto significa que la base del asentamiento está intrínsecamente allí para ser encontrada en la actividad de la propia física de señalización del cerebro, específicamente en aquellos aspectos de su función que no son los abstraídos como señales para procesos de información en modelos computacionales. Esto establece una distinción clara entre las EM ToC y las teorías computacionales: las primeras afirman que los mecanismos físicos fundamentales cruciales son los mismos fenómenos que las teorías computacionales descartan como irrelevantes.

Comparación de Enfoques

Preguntas Frecuentes

¿Es la conciencia solo una forma de computación?

Según el texto, la visión computacional sugiere que la conciencia surge del procesamiento de señales neuronales. Sin embargo, esto a menudo se considera una 'emergencia fuerte' o 'mágica' porque no explica *por qué* el procesamiento de información debería dar lugar a una experiencia subjetiva. El texto argumenta que los modelos computacionales, al abstraerse de la física subyacente (los campos EM), podrían estar omitiendo el mecanismo fundamental que realmente genera la conciencia.

¿Qué son los campos electromagnéticos en el cerebro?

El texto explica que el cerebro, al igual que todo lo compuesto por átomos, es fundamentalmente un sistema de campos electromagnéticos. Fenómenos como los potenciales de acción, las corrientes eléctricas, la actividad sináptica (tanto eléctrica como química) y la difusión, son manifestaciones de la actividad de los campos EM a nivel atómico y molecular. El cerebro es, esencialmente, un objeto de campo EM.

¿Por qué es importante la "Perspectiva en Primera Persona"?

La perspectiva en primera persona (1PP) se refiere a la experiencia subjetiva interna, 'lo que se siente ser' consciente. Es el aspecto cualitativo de la conciencia. La neurociencia tradicional, al estudiar solo los 'correlatos' observables (reportes verbales, actividad cerebral medible), se limita a la perspectiva en tercera persona (3PP). El texto sostiene que el verdadero desafío es explicar el origen de esta 1PP, algo que los enfoques basados solo en correlatos o computación no logran plenamente.

¿Significa esto que las teorías computacionales de la conciencia están equivocadas?

No necesariamente. El texto sugiere que las teorías computacionales o basadas en correlatos podrían ser correctas al describir la *organización* o los *patrones* de la actividad neural que se correlacionan con la conciencia. Sin embargo, argumenta que no explican el *origen* fundamental de la experiencia consciente porque se abstraen de la física subyacente (los campos EM) que es donde, según la propuesta, reside la capacidad intrínseca de generar 1PP.

Hacia una Colaboración Neurociencia-Física

Lo que se propone aquí no es una EM ToC completa, sino un argumento a favor de por qué una teoría de la conciencia debería buscarse en los fenómenos EM del cerebro. Propone la EM como respuesta al desafío de identificar la propiedad eléctrica más fructífera para comprender la conciencia. Al hacerlo, encontramos que la neurociencia, mezclada con la física EM, localiza el centro del estudio de la conciencia. Abordar esta posibilidad, para los neurocientíficos, significa poner fin a una larga era de abstracción de los fenómenos EM. Se requerirá que los neurocientíficos abracen la física fundamental en un nuevo nivel de complejidad. Las comunidades de neurociencia y física, conectadas por una necesidad conjunta de resolver un explanandum problemático y novedoso, probablemente deberán adaptarse a las necesidades mutuas. Cómo podría ser el modelo estándar de física de partículas después de que se complete este proyecto, solo podemos adivinarlo.

¿Por qué, entonces, las EM ToC ofrecerían un incentivo para que más neurocientíficos se involucren con la conciencia? La razón principal es que los campos EM son la física fundamental de las neuronas y la glía en el cerebro. Literalmente manifiestan las computaciones, o el procesamiento de señales, o las actividades de procesamiento/integración de información realizadas por conjuntos de células conectadas que sabemos que generan una perspectiva en primera persona. Una EM ToC también tiene rutas naturales incorporadas hacia soluciones para los problemas más espinosos de la conciencia, como el tiempo, la unidad, la vinculación, la combinación y la causalidad. Lo más importante es que proporciona la posibilidad de identificar los signos externos de un mecanismo en los términos fundamentales normales de la física de campos EM, en lugar de limitarse a describir los correlatos de nuestras abstracciones mentales. Un enfoque en una base de campo EM para la conciencia no disminuye de ninguna manera el papel de la computación en la operación del sistema nervioso. Tampoco invalida ninguna otra teoría existente de la conciencia. La actividad computacional, o aspectos de esa actividad, definirán los detalles particulares de la experiencia consciente, pero las computaciones no son lo que genera conciencia: ese es un nivel más profundo de la física de señalización fundamental que se origina en la actividad de la membrana. Esa señalización es enteramente y solo un fenómeno de campo EM.

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