Recordando a un pionero: Francis Crick (por David Eagleman)

En mis tiempos de estudiante, una de las inspiraciones más importantes hacia la ciencia fue el trabajo de Francis Crick y James Watson, descrito en la peculiar narrativa de Watson en su celebérrima "Doble Hélice". Hace poco, leí una reseña de alguien admirado de mi generación que tuvo la fortuna de trabajar con Crick en sus últimos años y me pareció que era un material que valía la pena publicar en este espacio. El doctor David Eagleman, autor de importantes trabajos en el campo de la neurociencia y la ficción literaria, accedió amablemente a dejarme publicar en castellano el texto de la reseña que hizo de Francis Crick tras su muerte hace algunos años. He aquí el resultado, a manera de tardío agradecimiento por lo que Crick despertó en muchos de nosotros.
–Espaciotiempo

Francis Crick y David Eagleman

Francis Crick, uno de los mejores biólogos del siglo XX, falleció el 28 de julio de 2004, en San Diego. En su cumpleaños 88 de junio pasado, le traje chocolates y pasé el día con él en su casa en La Jolla.

Tal como en todos nuestros encuentros, él inmediatamente brincó a la discusión de las teorías sobre la función cerebral. Estaba cada vez más frágil, su cabello adelgazado por la quimioterapia y caminaba tambaleándose sobre su bastón. Pero intelectualmente, aún era el leviatán dominante de la biología.

De los obituarios, la mayor parte de las personas saben que Francis Crick, junto con su colega James Watson, revelaron la estructura de lo que yace en el centro de cada célula de cada animal sobre el planeta: DNA. La doble hélice que ellos dedujeron condujo rápidamente al descubrimiento de todos los secretos del código genético.

Desde tiempo atrás se sabía que uno hereda rasgos de sus padres –pero nadie tenía ninguna buena idea de cómo la forma de la nariz de su padre y el color de ojos de su madre, estaban codificados en moléculas invisiblemente pequeñas. Para los sesentas, gracias en gran parte al trabajo de Francis Crick y su círculo de amigos, la base molecular de la herencia estaba ya establecida.

Por el trabajo del DNA, él y Watson ganaron el premio Nobél en 1962. Como el biólogo Jacque Monod dijo de él: “un hombre domina intelectualmente el campo completo [la biología molecular] porque sabe más y entiende más que la mayoría”.

Los medios de comunicación masivos ofrecieron semblanzas que supusieron el público apreciaría, declarando por ejemplo, que el trabajo del Dr. Crick sentó las bases para los jitomates modificados con ingeniería genética. Si bien tales jitomates pueden tener raíces lejanas en los descubrimientos de Crick, los periodistas estaban cavando en el lugar equivocado: a Crick le importaban preguntas más profundas, preguntas sobre la vida misma. El biología molecular, él abrió caminos y estableció las bases de todo lo que sucedería durante el próximo medio siglo. Habiendo contestado esencialmente todo lo que se propuso contestar, enfocó entonces su voraz apetito intelectual a su segunda meta científica: el entendimiento del cerebro. En 1977, se movió al instituto Salk, en la Jolla, California.

Específicamente, él quería saber cómo es que el cerebro produce la conciencia. En el campo de la neurociencia, la conciencia era territorio prohibido. Requirió de alguien con el peso de Francis Crick para establecer al fenómeno de la conciencia como un problema científico real. Se  siente algo al tener dolor. Se siente como algo al ver el color indigo. De alguna manera, estas percepciones concientes están soportadas en la actividad neural –¿pero cómo, dónde, qué? Haciendo estas penetrantes preguntas, conminando a otros a realizar experimentos e inspirando a miles, él abrió nuevas direcciones en la investigación del cerebro. Incluso publicó sobre el sueño y sobre el origen de la vida. Nada estaba fuera del alcance de su intelecto. Una vez me dijo que el hombre peligroso era aquel con únicamente una teoría, porque pelearía hasta la muerte por ella.

James Watson comenzó su libro “La doble hélice” con la célebre línea: “Nunca he visto a Francis Crick de un humor modesto”. Aún tengo que encontrar una entrada más descompuesta que ésta. Francis Crick siempre estaba de humor modesto. Él era una de las pocas personas que estaba dispuesta a criticar sus propias ideas. Nunca filtró creencias a través de su propio ego y nunca dudó en aplaudir las teorías de otras personas. Reía abiertamente y con frecuencia. Cuando se le preguntaba sobre el significado de la apertura literaria de Watson, Crick sonreía y decía que debe haber reflejado que él (Crick) siempre quería llegar al fondo de las cosas.

No puedo escapar al sentimiento de que aquellos que descubren los secretos de la vida deberían ser inmunes a la fatalidad de la vida. Pero al final, Francis Crick estaba hecho únicamente de las moléculas que él iluminó. Fue víctima de la división incontrolable de células; fue consumido por las escamas microscópicas de las que estaba compuesto; las moléculas que descubriera fueron las entretejidas semillas de su propia destrucción. Esta descripción le agradaría a Francis. Su cruzada era enseñar que somos una red inmensamente sofisticada de billones de células; un tour de force de sofisticación biológica sin ninguna otra magia dentro de la maquinaria. Algunas personas se preocupan de que el entendimiento científico de alguna forma atenúa la belleza de la naturaleza. A esto Francis respondió alguna vez: “Me parece que lo que pierdes en misterio lo ganas en asombro”. Lo que hemos perdido en Francis lo ganamos en inspiración.

Conocí a Francis cuando me moví al instituto Salk en 1999. Era algo más alto de lo que esperaba. Debajo de su cabeza de cabellos plateados había unos ojos chispeantes y una sonrisa traviesa con el más impresionante par de cejas de ala que he visto hasta la fecha. La primera vez que lo ví en el auditorio durante una plática, se sentó solo en la primera fila. Mientras transcurría la plática, su cabeza comenzó a hundirse y sus ojos a cerrarse. Tuve la triste intuición de que la senectud estaba cobrando cuota de su gran mente. Pero entonces el expositor hizo lo que parecía una interpretación inocua de sus resultados y una discreta sonrisa  se atisbó en los labios de Francis. Él levantó tranquilamente la mano y, con el rápido análisis de un disparo de palabras certero cual destazo karateka (en acento de Cambridge) el presentador fue reeducado. Aprendí que esto ocurría frecuentemente. Francis nunca fue malicioso, únicamente era incisivo. Él detectaba defectos microscópicos de lógica. En un cuarto lleno de científicos inteligentes, Francis continuamente se ganaba vez tras vez su posición como el campeón de los pesos pesados.

Una de las mejores cosas en mi vida ha sido su amistad y tutela. Francis Crick me influenció de una manera que solo una persona joven en el inicio de su carrera puede serlo, por alguien cerca del final de la suya. Nací 18 años después del día en que Watson y Crick publicaran la estructura de la doble hélice en las páginas del Nature, una revista en la que publicaría mi propio trabajo 51 años después. Llegando al mundo tanto tiempo después, fui inestimablemente afortunado en haber comparido órbitas con él durante los últimos seis años. Su influencia en mí fue profunda y su pérdida marca el fin de una era para gran parte de su campo.

Fue una inspiración para todos los que los conocimos, una portentoso generador intelectual de ideas con una sonrisa juguetona. Escuchaba cuidadosamente, se comprometía en las ideas, buscaba debates robustos y cazaba los problemas difíciles. A la edad de 88, continuó trabajando cada día en los problemas complicados no resueltos en el campo. Siguió publicando artículos importantes y leyendo todas las revistas del campo a una edad en que la mayor parte de las personas están jugando bridge y derritiéndose intelectualmente. Él estaba trabajando en un manuscrito el día que murió. Como científico, pensador, autor, mentor, amigo y colega, uno estaría en grandes dificultades para encontrar a alguien que le hiciera sombra a Francis Crick y su relampagueante mirada. Va a pasar algo de tiempo antes de que el mundo vea a otro como él.

–David Eagleman

La madre de todas las revelaciones y la insuficiencia de la ciencia para explicarla.

La ciencia no sirve para explicarlo todo. Incluso lo más obvio de la naturaleza parece escapar de toda "explicación" científica.
Si hacemos el esfuerzo de ahondar un poco en cómo la ciencia explica lo que explica y en lo que no podría explicar aunque quisiera, nos despojaremos de un prejuicio importante sobre lo que nuestro entender puede abarcar. Pretender en particular que la física y sus leyes son suficientes para explicarlo todo, incluso en principio, es como pensar que invocar a un dios todopoderoso lo puede explicar también todo. Uno puede creerlo si quiere, pero no hay evidencia que lo justifique realmente.

Al tratar este tema, para empezar es muy común que se ignoren las limitaciones intrínsecas de nuestro cerebro para destilar las leyes fundamentales, pero ese sutil tema merece su propia reflexión. Por lo pronto permítanme acariciar un aspecto más práctico, acaso más fundamental, de las limitaciones de las leyes físicas para entender fenómenos comunes de nuestro universo.

Tal vez el concepto físico más obvio con el que interactuamos cotidianamente es el tiempo; ese constante parteaguas entre el pasado y el futuro. Hablamos de cómo nos falta o de cómo parece fluir sin darnos oportunidad de detenerlo. Pero rara vez nos detenemos a pensar en por qué tiene esa asimetría que nos deja –o más bien obliga– distinguir el pasado del futuro. En nuestra mente lo pasado es, para bien o para mal, intocable, mientras que el futuro parece ofrecer un infinito de posibilidades. La idea misma de libre albedrío, está arraigada en esta concepción del tiempo.

Para un físico el tiempo es una especie de telón de fondo con sus muy peculiares características. ¿La más intrigante? Justo el que siempre parezca fluir en una dirección. Sin embargo, para un físico y sus leyes, esta característica no es nada natural. Hemos recorrido un buen trecho en el entendimiento tanto en el mundo de lo extremadamente pequeño como en el de lo muy distante en el espacio o en el tiempo. Sin embargo, aún no entendemos por qué es que ninguna de las leyes naturales parece generar esta irreversibilidad tan patente: siempre nacemos antes, crecemos y morimos después, nunca al revés. Los objetos calientes terminan enfriándose si los dejamos solos, nunca al revés. Recordamos el pasado y no el futuro, nunca al revés.

Tanto si se trata de las leyes que gobiernan las moléculas de aire en el cuarto en el que estamos o de las que rigen el movimiento de nuestra galaxia alrededor de otras galaxias, encontramos leyes totalmente reversibles. Si uno pasara una película de las moléculas chocando en el espacio del cuarto o de las estrellas girando en torno a la galaxia, en un sentido o en otro, hacia adelante o hacia atrás, lo que veríamos no le extrañaría a nadie; de hecho no habría manera de saber si dicha película se está pasando en cualquiera de los sentidos. ¿Por qué? Precisamente porque las leyes son reversibles. Las moléculas chocando, igual que las bolas de billar, siguen las mismas leyes al colisionar entre ellas en un sentido o en otro. Un planeta girando alrededor del sol se ve idéntico y sigue las mismas leyes tanto en sentido de las manecillas del reloj como en sentido opuesto.

A un nivel fundamental, se trate de galaxias en grácil danza con otras galaxias, soles explotando o partículas atómicas interactuando, la naturaleza no parece distinguir si el tiempo corre hacia adelante o hacia atrás. Y sin embargo... Sabemos que el universo sí distingue. A otro nivel, cuando vemos fenómenos relativamente complejos, es absolutamente obvio que hay una dirección preferente. Si ahora pasamos una película de un papel quemándose, cualquiera de nosotros puede distinguir si la película está puesta en sentido contrario al que se grabó. Sabemos que la flama consume el papel y no hay vuelta atrás; es imposible reconstruir, de los residuos carbonizados, el papel original. Lo mismo sucede con casi cualquier fenómeno cotidiano: al guisar la comida es imposible recomponer los ingredientes, el café no se pude separar de la leche, no puedo ser jamás más joven, etc. ¿Cómo es que están conectadas las leyes reversibles que usamos para entender la naturaleza con la evidente irreversibilidad de la realidad?

En cierta forma, esta conexión es de lo más natural; dado un estado determinado del universo en cualquier momento y leyes reversibles, es simplemente lo más probable que todo evoluciones hacia una situación de menos orden. Un castillo de arena se deteriora en un montoncito de arena ya que hay incontables maneras de que la arena se encuentre como un montón desordenado; hay por otro lado mucho menos, inimaginablemente menos, maneras de que los granos estén arreglados para que parezcan un bello castillo. 

Así, todo el tiempo estamos viendo que los castillos de arena se convienten en montones amorfos, mientras que nunca nadie ha visto un montón de arena convertirse en un castillo (al menos no sin la intervención de un niño). Entonces, el universo camina hacia lo más probable. De igual manera sucede con un papel quemándose; hay muchas más formas de que las moléculas del papel se descompongan –un claro estado de desorden– desgarren o quemen comparado con el número de arreglos en los que esas moléculas puedan conservar su identidad como papel. El tema es fascinante y si resulta de suficiente interés, está discutido con más detalle en un post anterior en este mismo foro.

El punto importante aquí es que dado un conjunto de leyes naturales y el entendimiento de que es más probable que las cosas vayan de un estado de más orden a menos orden –una consecuencia de las mismas leyes físicas– se explica perfectamente esta flecha o asimetría del tiempo... Salvo por un detalle: Para ir de algo menos desordenado a algo más desordenado, primero se necesita que en el pasado existiera esa condición de menos desorden. 

¿Por qué en el pasado, mi cocina, la tierra, la galaxia y el universo estaban en un estado de menos desorden y entropía? Nadie lo sabe. No es una ley natural. No hemos encontrado nada en este universo, cerca o lejos, que nos haga pensar que tiene una razón de ser. No se deduce de una ley física, ni de la mecánica cuántica ni de la ley relatividad general, nuestros dos bastiones más exitosos para entender la realidad de la naturaleza. Pero sin ese principio, extra a las teorías y leyes físicas, es imposible entender la flecha del tiempo, parte de nuestra experiencia cotidiana. 

Hoy, es tan probable que algún día tengamos una teoría nueva de la cual este principio se desprenda naturalmente, como que jamás sepamos si puede tener explicación científica. Este simple hecho, deducido sobre el universo completo a partir de la observación mundana de la asimetría del tiempo, constituye una de las cosas más importantes que hayamos entendido jamás, el de consecuencias más profundas. Podría decirse que es "la madre de todas las revelaciones"; el pasado es distinto al futuro, nada puede volver a lo que fue, no podremos recordar nunca más que el pasado y el futuro es una carrera de todo el universo hacia el desorden total.

Y no parece hacer sentido ni poder explicarse de ninguna de nuestras leyes científicas.

– o –

El caso de la flecha del tiempo no es el único para el que no se puede plantear una explicación científica. Hay otro tipo de casos en los cuales las leyes por sí mismas no parecen ser suficientes para entender un fenómeno con una perspectiva estrictamente científica. Casos en los que la explicación parece implicar algún tipo de accidente cósmico...

Los núcleos atómicos compuestos de protones y neutrones, son complicados. Una de sus características es que poseen niveles de energía y que nos sirven para describir y predecir sus propiedades. Encontrar la posición de estos niveles de energía es un problema de enorme complejidad pero no hay misterio alguno en el valor que tienen esos niveles en digamos, el núcleo simple del hidrógeno.

Poco después de lo que hoy identificamos como el inicio del universo, casi toda la masa estaba constituida por núcleos de hidrógeno. Al juntarse más y más masa de estos núcleos, finalmente las condiciones se dieron para iniciar el proceso de fusión nuclear dentro de las estrellas. Este proceso apila los núcleos de hidrógeno para formar helio, y después el helio y el hidrógeno pueden volver a reaccionar para formar elementos más pesados. Sin embargo, la mecánica cuántica, la teoría más exitosa que ha creado la humanidad en términos de poder predictivo, predecía lo siguiente: el universo como lo conocemos no puede existir.

Y no es que una ecuación matemática escupiera en algún lenguaje "el universo no existe" –no– la predicción era que el proceso de fusión más allá del helio produce núcleos inestables que se desintegran de inmediato produciendo nuevamente helio. En el siglo pasado que se descubrió esto, era un enigma la existencia de los elementos de la tabla periódica más allá del helio. 

Es posible calcular la frecuencia con que tres núcleos de helio pueden juntarse para formar carbono en el centro de una estrella. Pero el resultado del cálculo que no puede ocurrir nunca, excepto si el universo se hubiera sacado la lotería cósmica. Excepto si por una increíble coincidencia la interacción complejísima de 12 partículas en un núcleo atómico tuvieran justo, ni más ni menos, un nivel de energía en 7.82 millones de volts o MeV´s (mega electronvolts). Hoyle (astrónomo), y Salpeter (físico) se vieron en el siglo pasado obligados a concluir que el carbono tenía que contar con un nivel de energía a exactamente 7.82 MeV –o aceptar que ellos no existían. La presencia de ese muy particular nivel de energía en el carbono, era la única forma en que se podía dar el caso de que las 12 partículas sobrevivieran juntas -en un núcleo- el suficiente tiempo como para que se dieran otras reacciones y se pudieran generar los demás elementos de la tabla periódica. En realidad, había una tercera opción: la mecánica cuántica estaba totalmente mal, algo que no estaban dispuestos a aceptar tan fácilmente ni Hoyle ni Salpeter.

Las mediciones de los niveles del carbono confirmaron la audaz sospecha del dúo: el carbono-12 tiene un nivel de energía en exactamente 7.82 MeV, el único valor que haría que el carbono pudiera sintetizarse en una estrella a partir de helio y que a su vez permitiría la existencia de todos los demás elementos de la tabla periódica. Y de nosotros.

Este nivel de energía en particular del carbono, se nos presenta como un accidente de la complicadísima interacción nuclear entre seis protones y seis neutrones. No como una consecuencia de nuestras leyes naturales. En un sistema simple como el del núcleo de hidrógeno podemos calcular sin demasiados problemas sus niveles de energía, pero cuando el sistema se hace más complejo –y miren que 6 protones en el núcleo de carbono no se antoja tan complicado– las propiedades importantes, incluso primordiales como la de que se puedan crear elementos sin los que sin duda no existiríamos, no pueden extraerse como consecuencia clara de las leyes con las que describimos las partículas.

Todo esto me hace pensar en la entretenida comedia de Douglas Adams, Hitchhiker´s guide to the galaxy, en la que una sociedad decide averiguar la respuesta a la pregunta definitiva acerca del universo, la vida y todo lo demás, dedicando una supercomputadora del tamaño de un planeta a encontrar esta respuesta. Tras millones de años, la computadora declara el cálculo listo y esta sociedad completa se vuelca en espera de la respuesta: finalmente se da a conocer. La respuesta al universo, la vida y todo lo demás era 42.

Yo diría que la respuesta es 7.82. 

El conocimiento de las leyes naturales no necesariamente es un instrumento para comprender los hechos naturales. Los detalles de la experiencia real, a veces están muy alejados de las leyes fundamentales. El universo mismo se nos presenta como apto para ser descrito en jerarquías a diferentes niveles, no únicamente a partir de leyes científicas y fundamentales.

A un nivel primario, la temperatura es un ejemplo de algo que es muy útil para describir diversos fenómenos que experimentamos, olvidando que a nivel fundamental la temperatura representa de manera simple, con un número, el complejísimo comportamiento conjunto de las moléculas que componen un material. Sin embargo, en muchas situaciones, podemos simplemente obviar ese comportamiento fundamental; no necesitamos entender la distribución de energía cinética de la atmósfera en un día determinado para saber si debemos llevar ropa ligera o abrigada al salir de casa; saber la temperatura bastará. 

Tenemos que hablar de distintas jerarquías para describir el mundo. Las cosas vivas por ejemplo, ¿cómo las describimos con leyes fundamentales? Luego vienen los sentimientos y cosas como las interacciones sociales. No podemos cerrarnos a las leyes fundamentales y su ciencia. Necesitamos hacer uso de toda una jerarquía de enfoques para llegar al cabal y racional entendimiento de lo que debe ser la respuesta a la pregunta definitiva sobre el universo, la vida y todo lo demás.

-Espaciotiempo

Hay alguien en mi cabeza pero no soy yo. Parte II: la realidad que el cerebro inventa

"Hay alguien en mi cabeza pero no soy yo"
-Pink Floyd,  The dark side of the moon.

La percepción de la realidad es una fantasía individual y tan única como cada persona. Nuestros sentidos únicamente acotan imposibilidades; lo que vemos, oímos, olemos, degustamos y tocamos son sin duda elementos con los que construimos una imagen de lo que sucede en nuestro alrededor, pero lo que percibimos es en gran medida creado por el cerebro y su expectativa de lo que la realidad debe ser.

La mente de cada homo sapiens inventa gran parte de todo lo que cree que percibe del mundo exterior. La percepción visual por ejemplo, no es para nada como si fuera una cámara de video que captura lo que está "allí afuera". La neurociencia moderna* nos ha dejado ver que esta noción es ingenua e incorrecta. La mayor parte de lo que creemos que vemos, oímos o sentimos es creada dentro de nuestra mente.

Observemos con cuidado la siguiente representación bidimensional de un cubo:

¿Cuál cuadrado es la cara frontal del cubo? A veces parece que el inferior y a veces que el superior. El cambio está en nuestra mente.

Como el fondo y las caras del cubo son indistinguibles, existe una ambigüedad inherente, ¿cuál de los dos cuadrados es la cara frontal? Al observar el dibujo, es casi imposible decidirse únicamente por una de las opciones, ambas hacen sentido. De hecho, la mayoría de las personas "ve" de manera alternada el cubo en el que la cara frontal está formada por el cuadrado superior y al cubo en el que el cuadrado inferior es el que juega ese papel.

Lo que le sucede al cerebro con esta imagen y otras similares, revela algo intrigante sobre él y en particular sobre la sensación visual. Mientras observamos los dos cubos intercambiarse entre sí, el dibujo claramente no está cambiando. Ese cambio entre las dos perspectivas mutuamente excluyentes, se da totalmente en nuestra mente.

Lejos de registrar "lo que está allí afuera" como si fuera una cámara de video, el cerebro constantemente intenta hacerle sentido a lo que la vista trata de decirle. No hay un cubo dibujado, son dos cuadrados y dos rombos superpuestos de tal manera que el cerebro, antes que interpretar un conjunto de líneas conectadas en un plano, inventa una dimensión y se dice: "hay un cubo en esta imagen". Ahora, darle una interpretación en este sentido implica tener una referencia: experiencia previa. Eso significa que una mente que no haya visto y entendido el concepto de un cubo real y de la tercera dimensión, no podría ver ninguno de los cubos en este conjunto de líneas. Aún más, la experiencia previa es crucial para poder hacer suposiciones de lo que tendríamos que estar viendo en este dibujo. Para ver los dos cubos en el dibujo de manera alternada, necesitamos estar continuamente alimentando nuestra vista con lo que esperamos ver; alterando sin duda la realidad de lo que vemos.

Personas como Mike May tuvieron que entender este hecho sobre el cerebro de la manera difícil. Mike quedó ciego a los tres años de edad debido a una explosión química. En el accidente perdió por completo un globo ocular y el otro le quedó tan quemado de la córnea que era incapaz de transmitir la luz a su retina. Eso no lo limitó para llevar una vida plena y exitosa, pero a pesar de ello cuando más de cuarenta años después se le presentó la oportunidad de operarse y recuperar la visión, consciente de la gris perspectiva de dos cirugías experimentales, tomó el riesgo. Imagino que la tentación fue mucha; con una esposa hermosa, una empresa emergente con potencial y una reputación en el mundo corporativo, sus cuestionamientos internos probablemente eran si su experiencia de vida había sido completa; si escucharía igual la música, si el poder contemplar paisajes lo abrumaría hasta las lágrimas o si disfrutaría mejor del sexo.

Tras una última cirugía exitosa el resultado para Mike fue con toda seguridad desconcertante, aunque no del todo inesperado: no podía "ver". Ciertamente su ojo funcionaba perfectamente y la retina recibía con toda claridad colores, bordes y texturas, pero nada de lo que llegaba al fondo de su ojo le hacía sentido. El cerebro de May simplemente no estaba preparado para procesar lo que recibía su ojo derecho; su neurocórtex había olvidado cómo interpretar lo que sus ojos le decían y su cerebro tampoco podía decirle a su vista lo que debía ver.

Durante las fases muy tempranas de nuestra niñez, en cierta forma todos pasamos por algo muy similar a lo que Mike** tuvo que enfrentar a partir de que le retiraran los vendajes del ojo. La diferencia es que en los pequeños la velocidad a la que se desarrollan nuevas conexiones neurales es pasmosa, órdenes de magnitud mas rápido que en los adultos. Pero antes de que el mundo le haga sentido a un bebé, el mundo visual debe ser una confusión de sensaciones con poco o ningún sentido. Parece que venimos programados de fábrica para distinguir cosas básicas como la cara de mamá, pero no mucho más. Y de allí construimos nuestro modelo del mundo...

Tratemos de imaginar algo de lo que Mike experimentó con su reencontrada visión. Siendo ciega, una persona que intente moverse por un corredor o una calle, depende por completo de su entendimiento del paralelismo; de que las banquetas y corredores, las cosas en general, se conserven paralelas o distanciadas entre ellas de manera invariable. De otra forma no sería seguro o posible pasar. Si al tocar las paredes de un corredor o los bordes de la banqueta se diera cuenta de que no conservan la separación constante que espera, esta persona se detendría; algo está cambiando enfrente y tal vez no haya espacio para pasar.

Pero en la visión esto funciona diferente. El paralelismo se modela en un cerebro con visión normal, de forma totalmente distinta: si observamos en dirección de una calle o un corredor, las líneas del suelo o las paredes aparecen haciendo cierto ángulo, juntándose a medida que se alejan; nunca paralelas.

Las vías del tren son paralelas pero como los objetos más lejanos se ven más pequeños, la distancia entre ellas parece disminuir entré más lejos veamos la vía. Esto es lo que llamamos perspectiva.

El cerebro se acostumbra en los primeros meses de vida a interpretar la perspectiva como paralelismo en distancias cambiantes. Pero para Mike, después de no ver durante más de cuarenta años, la perspectiva le parecía una contradicción total a lo que su modelo mental del mundo le había dicho la mayor parte de su vida. Ahora un corredor se le presentaba como algo que convergía en la distancia; algo perfectamente normal para quienes gozamos de vista, pero inconsistente con el concepto de distancias constantes del que aprende a depender un ciego si ha de moverse sin golpear obstáculos en la acera o las paredes en un corredor. En la mente de alguien que nunca ha visto, las vías alejándose del dibujo de arriba (o de la realidad para el caso) deberían aparecer como paralelas, no convergiendo en el horizonte.

Lo que Mike necesitaba de su cerebro en esta nueva condición, es que inventara un contexto para lo que estaba viendo. Algo que sin experiencia previa no podía hacer, igual que un bebé recién nacido. Esto es algo que todos hacemos por el simple hecho de observar una escena; inventamos paralelismo a partir de líneas convergentes, y ponemos tercera dimensión en imágenes planas.

Es difìcil aceptar que la realidad visual, la del sentido más importante de un ser humano, es en gran medida imaginada por el cerebro. Sin embargo es así.

Una parte clave de la sensación visual es el movimiento. También esta parte de nuestra percepción está dentro del cerebro y sus expectativas. Observemos unos momentos la figura de abajo:

Movimiento ilusorio totalmente inventado por el cerebro.

Parecería que la imagen baila ¿no? Parece que se mueve. No hay movimiento en la imagen por supuesto, (verifíquelo tapando diferentes partes de la imagen si lo desea) únicamente círculos con un contorno blanco y negro orientado en diferentes direcciones. Pero el cerebro de la mayoría de las personas claramente ve movimiento. Ese movimiento sí existe, pero está dentro del cerebro que observa la imagen. Total y absolutamente, inventado.

El cerebro está acostumbrado a ver el mundo en dos dimensiones –las imágenes en el fondo de los ojos– pero a hacerle sentido en tres, y las sombras son parte de la información que el cerebro procesa de una imagen para hacerle sentido en tres dimensiones. En la imagen de los círculos que parecen moverse, las franjas oscuras y claras alrededor de cada círculo son interpretadas como iluminación sobre esferas, pero el hecho de que las franjas no estén consistentemente en la misma dirección hace que el cerebro trate de interpretar los distintos "sombreados" de los círculos como un cambio de iluminación a medida que desplazamos la vista sobre ellos. Años de experiencia con sombras cambiando de dirección interpretadas como movimiento (el sol durante el día, la sombra de alguien bajo un farol), hacen su aparición y el cerebro insiste en que los círculos se están moviendo. En el proceso, inventa el movimiento, ve lo que espera ver: si la sombra cambia de dirección, es porque el objeto se está moviendo. La otra solución, la real, los círculos bidimensionales pintados con franjas claras y oscuras en diferentes orientaciones, no entran en el esquema del cerebro.

Muchos años antes de la visión recobrada de Mike, científicos experimentaron con gatos recién nacidos metiéndolos en cuartos pintados en su totalidad con rayas horizontales blancas y negras. Cualquier atisbo de verticalidad en el cuarto, fue diligentemente disimulada con el mismo patrón rayado. Después de crecer en ese ambiente durante meses, los gatos fueron liberados a cuartos normales. Igual que Mike después de la operación, los felinos contaban con visión perfecta, e igual que Mike, su cerebro no estaba preparado ni tenía referencia de lo que era el mundo al que ahora estaban expuestos: los gatitos podían brincar y saltar los obstáculos o a los muebles, pero eran totalmente incapaces de ver nada que tuviera líneas verticales como la pata de una silla contra las que indefectiblemente se estrellaban. Incluso las paredes pintadas con líneas verticales blancas y negras eran igual que invisibles para los animales. Sus ojos recibían los impulsos de líneas verticales, pero el cerebro no sabía que hacer con ellos. Nada en su experiencia anterior incluía verticalidad en el mundo.

Más recientemente, las técnicas de imagenología moderna revelan una historia que es consistente con la idea de que la mayor parte de lo que percibimos, de lo que vemos, proviene desde el dentro del cerebro, no de la realidad exterior. De acuerdo a estos estudios, durante la simple observación de una imagen la parte del cerebro encargada de los procesos superiores transmite información en mayor cantidad y frecuencia hacia la parte posterior del cerebro que procesa las imágenes que llegan a los ojos, que en sentido opuesto. Esto contradice la concepción más común de que una vez preprocesadas las imágenes por el córtex visual, son enviadas al neocórtex superior para su interpretación. Lo que se desprende de todo esto es que la comunicación entre diferentes partes del cerebro es así porque es importante que sea el noecórtex quien le proponga al centro de visión lo que está viendo... En este sentido, las imágenes que entran a nuestros ojos únicamente acotan las posibilidades sobre lo que está allí afuera. Quien decide lo que es, es la parte de nuestro cerebro que tiene un modelo complejo de los que nos rodea y que nos influye. Algo similar ocurre con nuestros demás sentidos, nuestras ventanas a la realidad.

Además de la perspectiva, las caras de las personas, las sombras y hasta el mover los ojos de un lado a otro eran experiencias desconcertantes para Mike. Afortunadamente para él, tal vez porque los primeros tres años de su vida gozó de visión, su cerebro logró finalmente adaptarse. Pero no pudo haber sido sencillo, la gran mayoría de las personas que recuperan la vista después de haber sido ciegos desde pequeños, no tienen tanta suerte; terminan deprimiéndose gravemente. Parece que sin la ventaja de una tasa altísima de nuevas interconexiones neurales de que todo bebé goza en sus primeros años, el mundo visual les resulta mucho más perturbador que agradable. Incomprensible incluso.

-Espaciotiempo

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* Una excelente referencia sobre a algunos temas aquí tratados, es el libro Incognito: the secret lives of the brain, del neurocientífico David Eagleman. La obra contiene además un número saludable de referencias técnicas que sirvieron de bases para este post.
** El caso de Mike May se narra en el libro de Robert Kurson Crashing Through: the man who dared to see.

Hay alguien en mi cabeza, pero no soy yo. Parte I: la inconsciencia de la pericia.

La práctica no hace al maestro. No siempre.

Algo que sucedió recientemente me recordó un aspecto crucial del funcionamiento del cerebro que cotidianamente pasamos por alto: gran parte de las cosas que hacemos, incluso habilidades que asociamos con la práctica continua o con la adquisición de experiencia durante un tiempo relativamente largo, se ejecutan sin que la consciencia intervenga, aunque parezca lo contrario.

El primer día en bicicleta de Emiliano sin rueditas de aprendiz, de esas con las que vienen las bicis para los más pequeños, ocurrió hace poco. --Ahora sí papá, hoy regresando del ciclotón practicamos en el estacionamiento sin rueditas, ¡claro que sí, cómo que no!-- dijo emocionado. Sonreí. ¿Quién iba a creerle a este enano de tan sólo tres años?

Ya teníamos tiempo asistiendo al ciclotón, un evento dominical en la ciudad de México en el que se cierra buena parte de la calle de Reforma para dar paso a los ciclistas y peatones en un circuito de unos 12 km. La idea de llevarlo con frecuencia era interesarlo en el ejercicio desde pequeño. Y funcionó; disfrutaba este evento que veía a este padre seguir a su enano a pie o en bicicleta y a su madre en patines con la carriola de su hermana bebé. Su bicicleta, había sido hasta entonces más bien una cuatrimoto con las ruedas extra que suplantan el equilibrio de los recién iniciados.

Recientemente su prima de seis años empezaba a andar en bicicleta, sin terminar por decidirse a dejar las rueditas laterales de apoyo. Seguramente eso lo motivó de improviso (ciertamente algo lo hizo) para tomar la drástica medida de abandonar las dos ruedas de apoyo sin importarle que no sabía nada de equilibrio en bicicleta. Todo indicaba que sería un día de correr sosteniéndolo para empezar a generarle confianza. No se veía promisorio para mi espalda pero... Si el tenía la intención, yo no iba a quitársela.

--Tu bici ya no tiene las rueditas Emiliano-- le dije medio convencido de que rechazaría la misión en el último momento, al ver que en efecto ya le había yo desprendido los soportes. Pero no. Se subió al biciclo sin más.

-- Esto es lo que vamos a hacer-- comencé diciéndole al tiempo que impulsaba suavemente su bici --trata de girar los pedales rápido y verás que...-- Allí estaba yo, parado y sin habla viéndolo alejarse pedaleando como si lo hubiera hecho toda la vida, compensando a la izquierda y a la derecha en esa danza tan agradable que tienen los velocípedos. Sin dudas, sin miedos, sin reflexión alguna de que era imposible sacar equilibrio de la nada. Sin dejarme --horror de horrores-- terminar mi docta explicación de cinco segundos sobre el equilibrio en bicicleta.

Más tarde, traté de decirme que hasta cierto punto todo esto era natural  ya que la mayor parte de lo que hacemos e incluso lo que llamamos "pericia" está en gran medida fuera del ámbito de la conciencia, pero no dejó de tomarme por sorpresa.

Durante una buena parte de la segunda guerra mundial, una de las preocupaciones principales de los británicos era alertar oportunamente a sus ciudades de los ataques aéreos alemanes. La dificultad estribaba en distinguir entre oleada de atacantes enemigos, de los aviones propios y aliados que regresaban a casa.

En algún punto los militares británicos tomaron conciencia de que, de entre los ciudadanos viviendo en algunas poblaciones relativamente remotas a las ciudades susceptibles de ataque, había algunos entusiastas de aviación que podían distinguir de alguna forma la diferencia entre escuadrones aliados y hostiles. Claramente esto les era útil a los militares. Se dieron entonces a la tarea de reclutar personas en poblaciones estratégicas para usarlas en esta crucial labor de detectar al enemigo; sin embargo, los resultados fueron decepcionantes. Nadie parecía entender exactamente cómo distinguir amigo de enemigo en el aire. No es fácil, los aviones pasan muy alto y estaban pintados justo para ser difíciles de ver.


Sin embargo era un hecho que había algunas personas que prácticamente sin falla, podían distinguir las aeronaves peligrosas de las aliadas. La segunda estrategia (no se iban a dar por vencidos a la primera) fue usar a estos observadores como "instructores" de otras personas. El método de instrucción era muy simple y práctico: consistía en que los aprendices trataban de identificar a los aviones como agresores o amigos sin ningún entrenamiento previo y los "expertos" les decían si estaban o no en lo correcto. Nadie podía poner con precisión el dedo en la o las características particulares que permitían distinguir los grupos de aeronaves, pero esta técnica permitió desarrollar expertos casi infalibles, lo cual fue crucial en la defensa aérea británica en la conflagración mundial que no terminó sino hasta 1945.

Ahora sabemos, a través de experimentos controlados, que muchas labores cotidianas están parcial o totalmente fuera del alcance de la conciencia. Hay un sinnúmero de ejemplos: tocar el piano, batear decentemente en un juego de béisbol, manejar un automóvil. Todas estas acciones pueden llegarse a ejecutar con verdadera maestría pero más que la práctica, es la parte inconsciente del cerebro la que puede y debe realizarla. Atraerlas a la consciencia para ejecutarlas bien normalmente causa más fallas que aciertos.

Ningún gran maestro del piano ha podido realmente poner el dedo sobre los pasos para que alguien más se convierta en uno, pero sin duda algunos pianistas han podido captar, sin entenderlo, ese algo que se transforma en maestría tras el teclado. El caso del béisbol es algo distinto, pero también muestra que la conciencia no interviene en algo que parece que se lograría con la práctica constante de una habilidad consciente: batear con gran pericia. Se ha demostrado que es imposible que a la velocidad que lanza una bola rápida un pitcher profesional, haya tiempo para tomar consciencia y reaccionar, no importa lo hábil que uno sea. Esto significa que un bateador profesional realmente bueno aprende a leer al pitcher y reacciona en consecuencia sin que realmente su consciencia tenga nada que ver con su pericia en el bateo.

No se exactamente cómo aprendió Emiliano, pero se que nadie le enseñó a andar en bicicleta. Por lo que entiendo, probablemente su cerebro se hizo de un buen modelo de cómo equilibrarse en bicicleta observando a cientos de ciclistas en sus paseos dominicales previos. Igual que cada homo sapiens que existe, su consciencia es tan solo un actor relativamente superficial mientras que su cerebro, como un todo, es un observador y un ejecutor realmente portentoso.

La consciencia y me atrevería a decir que hasta el libre albedrío, están sobrevalorados; según nos ha mostrado la ciencia. No somos lo que llamamos "nosotros", el nosotros de la conciencia, lo que tiene las habilidades que llamamos muy ufanamente pericia, experiencia o hasta erudición.

Libre albedrío... Mhhh. Motivo de otra reflexión. Pero por lo pronto mi inconsciente experto va por un café.

-Espaciotiempo