Cada vez que aparece un fenómeno cognitivo que la neurociencia no termina de explicar, alguien levanta la mano al fondo de la sala y dice la palabra. Cuántico. La sala asiente. Nadie pregunta qué quiere decir exactamente. Esa es la operación entera. Una palabra que ya no significa nada concreto se ofrece como explicación de algo que tampoco se entiende, y la suma de las dos opacidades produce la ilusión de que se ha avanzado.
La hipótesis Orch OR
Roger Penrose y Stuart Hameroff llevan desde principios de los noventa proponiéndolo en serio. Penrose puso la física y la matemática. Hameroff puso la biología. La hipótesis se llama Orch OR (del inglés orchestrated objective reduction, reducción objetiva orquestada de la función de onda) y sostiene que la conciencia humana no es un fenómeno computacional, sino un fenómeno cuántico que ocurre en los microtúbulos del citoesqueleto neuronal.
Los microtúbulos (estructuras tubulares de proteína presentes en el interior de cada célula, parte del andamiaje que sostiene su forma) serían, según la teoría, pequeños procesadores cuánticos celulares. Estarían sostenidos en superposición —el estado en el que un sistema cuántico ocupa simultáneamente varias configuraciones incompatibles— durante el tiempo suficiente para que se produzca una reducción objetiva en el sentido que Penrose había propuesto antes en La nueva mente del emperador. Esa reducción gravitacional de la función de onda sería el sitio donde aparece lo no computable.
La conciencia sería el latido de esa reducción, sincronizado entre billones de microtúbulos por algún mecanismo que la teoría llama orquestación y que casi nunca se especifica con detalle suficiente como para criticarlo.
La propuesta tiene la ventaja retórica de ser fascinante. Junta dos misterios populares y los presenta como si fueran el mismo.
El cerebro caliente, húmedo y ruidoso
Tiene también la desventaja científica de chocar con una objeción que Max Tegmark publicó con cuentas explícitas en Physical Review E en el año 2000. Tegmark calculó el tiempo de decoherencia (el plazo durante el cual un sistema cuántico mantiene su superposición antes de que la interacción con el entorno la rompa) esperable para un sistema cuántico inmerso en un medio cálido, húmedo y eléctricamente ruidoso como el interior de una neurona.
Le salieron picosegundos. Diez a la menos doce segundos. Los procesos neurales relevantes ocurren en escalas de milisegundos. La diferencia es de unos diez órdenes de magnitud, lo que en física significa que no es un problema de afinar la maquinaria, es un problema de que la maquinaria no puede existir.
Mantener coherencia cuántica en un cerebro caliente sería como pretender que un copo de nieve sobreviva intacto en un horno encendido. No es difícil. Es imposible bajo cualquier suposición razonable de cómo interactúa la materia con su entorno.
Hameroff respondió. Ha respondido durante veinte años. La defensa más ambiciosa la firmaron él y Penrose en Consciousness in the universe (Physics of Life Reviews, 2014), donde recogen todas las objeciones acumuladas y proponen mecanismos de aislamiento que protegerían la coherencia en los microtúbulos. Hay siempre algún mecanismo nuevo de aislamiento que explicaría por qué los microtúbulos podrían escapar a la decoherencia general, alguna estructura en el agua que los rodea, alguna disposición de las tubulinas que protegería la coherencia, alguna reinterpretación del cálculo de Tegmark que recuperaría unos cuantos órdenes de magnitud. McKemmish y otros (2009), desde la biología cuántica, repasaron las propiedades reales de las tubulinas y concluyeron, con cuentas en la mano, que la propuesta sigue sin ser biológicamente factible. La discusión es legítima en el sentido de que toda hipótesis se merece su defensa. Es ilegítima en el sentido de que cada movimiento defensivo se hace para salvar la hipótesis, no para que la hipótesis prediga algo nuevo. Cada vez que la objeción se afila, la teoría añade un epiciclo (en astronomía antigua, círculo añadido sobre otro círculo para que las órbitas planetarias siguieran encajando con los datos pese a que el modelo de fondo era falso). Eso ya ocurría antes. Los ptolemaicos hicieron el mismo trabajo durante quince siglos.
El argumento gödeliano
Detrás de la apuesta biológica de Hameroff hay una apuesta filosófica de Penrose que es más antigua y más interesante.
Penrose cree, y lleva creyéndolo desde los años ochenta, que el cerebro humano hace algo que ninguna máquina de Turing puede hacer. El argumento se apoya en los teoremas de incompletitud de Gödel. Si dentro de un sistema formal lo bastante potente hay siempre proposiciones verdaderas que el propio sistema no puede demostrar, y un matemático humano es capaz, mirándolas desde fuera, de reconocer que son verdaderas, entonces el matemático humano está haciendo algo que el sistema formal no hace. Por tanto el matemático humano no es un sistema formal. Por tanto el cerebro no es computable. Por tanto debajo del cerebro tiene que haber un proceso físico no computable, y el único candidato disponible en la física conocida es la reducción de la función de onda. De ahí a los microtúbulos hay un salto biológico que Penrose mismo nunca da con total seguridad. Ese trozo lo aporta Hameroff.
El argumento lleva criticado desde el día siguiente a su publicación. Hilary Putnam, Solomon Feferman, David Chalmers y muchos otros le han señalado el mismo agujero por turnos. Que un humano reconozca una proposición de Gödel como verdadera no demuestra que el humano sea un sistema no formal. Demuestra como mucho que el humano no es exactamente este sistema formal concreto. Cualquier sistema formal más amplio podría reconocer las proposiciones del sistema más restringido. El matemático no se escapa del cálculo. Cambia de cálculo.
Penrose ha contestado, ha rehecho el argumento, ha publicado Las sombras de la mente entero para apuntalarlo, y la mayoría de la comunidad filosófica sigue pensando que el agujero está ahí. La discusión es interesante por lo que dice de la insistencia, no por lo que aporta a la cuestión.
El dios de los huecos en versión física
Lo que conviene mirar de cerca no es Orch OR. Orch OR es solo el caso clínico más visible.
Lo que conviene mirar es el movimiento general que la hipótesis representa. Hay un fenómeno cognitivo que la neurociencia computacional no consigue explicar todavía. Aparece alguien y propone que la explicación está en un nivel físico al que la neurociencia computacional no llega. La propuesta no es falsable (no permite diseñar un experimento cuyo resultado, si saliera de cierta manera, la refutase) con los medios actuales, porque los procesos cuánticos al nivel biológico relevante no se pueden medir directamente. La propuesta tampoco predice nada nuevo que pudiera comprobarse en un experimento clásico. Lo único que hace es trasladar el misterio de un nivel a otro y, en el camino, conferirle a quien la sostiene el prestigio de manejar dos vocabularios técnicos a la vez.
Eso es exactamente la estructura del argumento del dios de los huecos, solo que el hueco lo rellena Planck en vez de Yahvé.
La vis vitalis no se ha ido, ha cambiado de nombre
El movimiento tiene su historia. El siglo XIX la pasó entera respondiendo al darwinismo con apelaciones a una vis vitalis (fuerza vital especial que separaría a la materia viva de la materia inerte y explicaría las propiedades de los seres vivos) que la química orgánica fue desalojando del laboratorio paso a paso. Los vitalistas tenían sus argumentos, sus revistas y sus sociedades académicas. Lo que no tenían era ninguna predicción que distinguiera un mundo con fuerza vital de un mundo sin ella. La química orgánica fue ocupando el terreno reacción a reacción, y la vis vitalis se replegó hacia las zonas que la química no alcanzaba todavía, hasta quedarse sin sitio donde replegarse.
La estructura del argumento es idéntica. Donde la ciencia no llega, hay algo especial. Cuando la ciencia llega, ese algo especial estaba un poco más allá. Cambia el nombre de lo especial. La estructura no.
Lo que sí puede haber
Conviene hacer una salvedad, porque si no se hace, la crítica se vuelve más burda de lo que tiene que ser.
La biología sí usa efectos cuánticos. Hay literatura experimental sólida sobre el papel de la coherencia cuántica en la fotosíntesis de las plantas, sobre los pares radicales en el sistema de magnetorrecepción (la capacidad de algunos animales de orientarse percibiendo el campo magnético terrestre) de los pájaros migradores, sobre el tunelamiento (el paso de una partícula a través de una barrera energética que clásicamente no podría superar) en algunas reacciones enzimáticas, posiblemente sobre el olfato.
Los organismos vivos llevan miles de millones de años exprimiendo lo que les ofrece la física, y la mecánica cuántica es lo que hay. Decir que en el cerebro puede haber efectos cuánticos puntuales no es una afirmación radical, es casi una expectativa razonable. Lo que no se sigue de ahí es que la conciencia sea un efecto cuántico. Un proceso enzimático en una neurona puede aprovechar el tunelamiento sin que eso convierta a la neurona en un qubit (la unidad de información de la computación cuántica, equivalente al bit clásico pero capaz de mantenerse en superposición) ni a la mente en una computación cuántica.
La distinción se ve si se quiere ver. Hay quien no quiere.
La palabra cuántica fuera del laboratorio
Hay también otro vector, menos académico y más insidioso, que es donde el daño real del vocabulario se acumula.
La palabra cuántica se ha popularizado fuera del laboratorio como sinónimo de misterioso, indeterminado y por tanto compatible con cualquier cosa que quien la usa quiera defender. Cuántica es la sanación cuántica, la conciencia cuántica del despertar espiritual, el coaching cuántico, el liderazgo cuántico, el amor cuántico. En todos esos usos la palabra significa exactamente lo mismo. Que las reglas habituales no se aplican y por tanto cabe cualquier cosa que uno quiera meter.
Esa colonización del vocabulario no es inocente. La autoridad cultural que la física cuántica adquirió durante el siglo XX, asociada a Bohr, Heisenberg, Schrödinger y compañía, se está gastando ahora para vender productos de una calidad mucho más dudosa. Cada vez que un libro serio sobre conciencia menciona los microtúbulos como si la cuestión estuviera más resuelta de lo que está, le da un poco más de combustible a la sección de autoayuda cuántica de las librerías.
La variante de la inteligencia artificial
El fenómeno tiene una variante específica en el debate sobre inteligencia artificial.
Cuando se argumenta que ninguna máquina actual puede ser realmente inteligente porque las máquinas son clásicas y la inteligencia es cuántica, se está usando exactamente el mismo movimiento. Se reserva la inteligencia humana en un nivel inaccesible para garantizar que nada de lo que construya la ingeniería pueda alcanzarla.
Es una estrategia comprensible. Lo que las máquinas hacen cada año se parece más a lo que se suponía que hacía solo el cerebro humano, y la frontera tiene que ponerse en algún sitio. Ponerla en el nivel cuántico tiene la ventaja de que ahí no la pueden alcanzar todavía. Tiene la desventaja de que no se sabe siquiera si hay frontera ninguna en ese nivel, o si lo cuántico es relevante para la cognición de cualquier forma. La frontera se traza en territorio nebuloso para que sea infalsificable. Eso protege la posición. No la justifica.
El precio de la elegancia
Lo incómodo de todo esto no es que Penrose se equivoque, si se equivoca. Equivocarse al nivel al que él se equivoca, con esa precisión técnica y esa cantidad de matemática puesta encima de la mesa, es algo que pocos investigadores pueden hacer y que la ciencia agradece, porque obliga a quienes le contestan a afilar también ellos sus argumentos.
Lo incómodo es la facilidad con la que su hipótesis ha sido adoptada fuera del círculo donde podría discutirse con rigor, convertida en certeza ambiental, asumida en conversaciones de divulgación como si fuera el estado actual del consenso. Lo cuántico tiene que ver con la mente porque lo ha dicho Penrose, y Penrose es premio Nobel, y por tanto está más o menos resuelto. Ninguno de los pasos es válido. Cada uno se da con la levedad de quien no necesita justificarlo.
La pregunta de cómo emerge la conciencia de un sistema físico sigue abierta, y posiblemente se quede abierta durante varias generaciones todavía. Es legítimo no saber. Lo que no es legítimo es comprar la apariencia de respuesta. Decir cuántica donde uno no sabe es una manera elegante de no decir nada. La elegancia, cuando viene a sustituir a la respuesta que falta, es un agravante.
Definiciones
Orch OR. Siglas de orchestrated objective reduction, reducción objetiva orquestada. Hipótesis formulada por Roger Penrose y Stuart Hameroff que sitúa la conciencia humana en procesos cuánticos coordinados dentro de los microtúbulos neuronales.
Microtúbulos. Estructuras tubulares de proteína (tubulina) presentes en el interior de las células. Forman parte del citoesqueleto. En la hipótesis Orch OR se les atribuye el papel de procesadores cuánticos celulares, atribución que no es la lectura habitual de la biología celular.
Superposición. Propiedad cuántica por la que un sistema ocupa simultáneamente varias configuraciones que clásicamente serían incompatibles. La superposición se mantiene mientras el sistema no interactúa con su entorno.
Decoherencia. Pérdida de la superposición cuántica por interacción con el entorno. El tiempo de decoherencia es el plazo durante el cual el sistema conserva su comportamiento cuántico antes de comportarse de manera clásica.
Reducción de la función de onda. Paso del estado de superposición a un estado concreto observable. Penrose propone que este paso, en su versión gravitacional, alberga procesos físicos no computables.
Sistema formal. En lógica matemática, conjunto de símbolos y reglas que permiten derivar proposiciones a partir de axiomas. Los teoremas de incompletitud de Gödel afirman que todo sistema formal lo bastante potente contiene proposiciones verdaderas que el sistema no puede demostrar.
Falsable. Propiedad de una hipótesis científica por la cual sería posible diseñar un experimento cuyo resultado, si saliera de cierta manera, la refutaría. Hipótesis no falsable es la que ningún resultado experimental puede desmentir.
Qubit. Unidad básica de información en computación cuántica. A diferencia del bit clásico, que vale 0 o 1, el qubit puede mantenerse en superposición de ambos estados mientras no se mida.
Tunelamiento cuántico. Fenómeno por el que una partícula atraviesa una barrera energética que clásicamente no podría superar. Está documentado experimentalmente en reacciones enzimáticas y en otros procesos biológicos.
Vis vitalis. Concepto del vitalismo decimonónico que postulaba una fuerza vital propia de la materia viva, irreductible a las leyes de la química y la física. La química orgánica desplazó progresivamente la necesidad teórica de esta fuerza hasta dejarla sin función explicativa.
Dios de los huecos. Expresión usada en filosofía de la ciencia y de la religión para denominar el movimiento argumental que sitúa la entidad postulada (originalmente Dios, hoy lo cuántico, lo vital o lo emergente) en los huecos que el conocimiento científico aún no ha llenado, de manera que la entidad se va replegando a medida que esos huecos se cierran.
Referencias
Penrose, R. & Hameroff, S. (1996). Orchestrated reduction of quantum coherence in brain microtubules. The Orch OR model for consciousness. Mathematics and Computers in Simulation 40, 453–480. Formulación inicial conjunta de la hipótesis que se discute en el artículo.
Hameroff, S. & Penrose, R. (2014). Consciousness in the universe. A review of the Orch OR theory. Physics of Life Reviews 11, 39–78. Revisión defensiva posterior, donde los autores intentan responder a las objeciones acumuladas en dos décadas. Disponible en https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1571064513001188.
Tegmark, M. (2000). Importance of quantum decoherence in brain processes. Physical Review E 61, 4194–4206. La crítica fundamental por decoherencia, citada en el cuerpo del artículo con sus órdenes de magnitud.
McKemmish, L. K. et al. (2009). Penrose-Hameroff orchestrated objective-reduction proposal for human consciousness is not biologically feasible. Physical Review E 80, 021912. Refuerzo independiente de la crítica de Tegmark desde la biología cuántica. Disponible en https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/19792156/.
Penrose, R. (1989). La nueva mente del emperador (Oxford University Press). Punto de partida del argumento gödeliano contra la computabilidad de la mente.
Penrose, R. (1994). Las sombras de la mente (Oxford University Press). Reformulación del mismo argumento tras las primeras críticas.
Chalmers, D. (1996). The Conscious Mind (Oxford University Press). Contiene la crítica filosófica al uso del argumento gödeliano por parte de Penrose, referida en el apartado correspondiente.
Putnam, H. y Feferman, S. Críticas técnicas al argumento gödeliano de Penrose publicadas como respuestas y reseñas a Shadows of the Mind, citadas en el artículo junto con la de Chalmers como ejemplos del consenso de la comunidad filosófica frente a la versión de Penrose.
Tegmark, M. (2014). Our Mathematical Universe (Knopf). El mismo Tegmark que firmó la objeción por decoherencia presenta, en este libro divulgativo, una posición sobre la naturaleza matemática del cosmos que se cita como contrapunto general al programa Penrose-Hameroff.
También te interesa
- Cómo computa el cerebro. Veinte vatios y una conciencia
- El cerebro como sistema no determinista. El ruido era nuestro, no suyo
- El problema de definir inteligencia
Aún sin comentarios
Aún no hay comentarios. Sé el primero.
Deja un comentario