Un debate de dos mil años

El objeto más complejo del Universo conocido es sin duda el cerebro humano. Este órgano contiene cerca de 100,000 millones de neuronas que están en comunicación mutua a través de mensajeros químicos o mediante señales eléctricas. Cada neurona se comunica con cientos o miles de otras neuronas, estableciendo así una red de comunicaciones extraordinariamente compleja. Dados estos números, no es difícil entender que nuestro cerebro haya sido concebido como la estructura más compleja de la que tengamos noticia.

El cerebro humano ha sido caracterizado también como la máquina más compleja del Universo, implicando así que el órgano que nos hace superiores a otras especies en la Tierra constituye una máquina –tal como lo son un motor de automóvil o una computadora–, sólo que de una naturaleza especial e increíblemente más complicada. Las funciones mentales tales como la memoria, el aprendizaje, el razonamiento y la toma de decisiones, lo mismo que la autoconciencia, serían de este modo el resultado de procesos físicos y químicos que ocurren dentro de nuestro cerebro. De este modo, para su operación, el cerebro no dependería de elementos extraños al mundo físico.

Si bien no hay un acuerdo generalizado sobre este tema –que ha sido motivo de especulaciones filosóficas a lo largo de más de dos milenios–, hoy se acepta que el cerebro es un objeto susceptible de ser estudiado utilizando métodos científicos y mucho se ha aprendido con este enfoque acerca de su funcionamiento.

Por ejemplo, mediante experimentos de resonancia magnética, hoy sabemos en qué parte del cerebro se localiza una determinada función cerebral. Conocemos igualmente la estructura de las neuronas, que son componentes básicas del cerebro, y sabemos que éstas forman una red de comunicaciones increíblemente intrincada. Poco conocemos, sin embargo, acerca de los detalles de la actividad cerebral; que es, por otro lado, motivo de una intensa actividad de investigación hoy en día.

Con relación a esto último, el matemático Valentín Afraimovich, investigador del Instituto de Investigación en Comunicación Óptica de la UASLP, está desarrollando, en colaboración del neurofisiólogo Mikhail Ravinovich de la Universidad de California en San Diego, modelos matemáticos para explicar las funciones cognitivas del cerebro humano. El sujeto de estudio en este caso no es el cerebro en sí, sino la actividad cognitiva que sustenta, lo que comúnmente conocemos como “mente”.

Como explica Afraimovich, “hace 60 años el matemático francés Jaques Hadmard se preguntaba si alguna vez los matemáticos podrían llegar a saber lo suficiente acerca de la fisiología del cerebro, lo mismo que los neurofisiólogos acerca de los avances en matemáticas, para que pudiera darse una colaboración eficiente entre ellos.” Afraimovich considera que esto es ya una realidad, y que neurofisiólogos y matemáticos están hoy en día colaborando para descubrir los secretos de nuestro cerebro, como lo demuestra el proyecto en el que participa.

De acuerdo con Afraimovich, las funciones cognitivas se explican en función de la complejidad del cerebro humano y no en función de sus componentes: “la principal pregunta ya no es, cuáles son los constituyentes del cerebro –neuronas, sinapsis, redes neuronales, etc. –, sino cómo el cerebro hace uso de estos elementos para generar, en sucesión, diferentes funciones cognitivas”.

El estudio matemático de un sistema con una complejidad extrema como el cerebro humano, presenta enormes dificultades. No obstante, Afraimovich y colaboradores han logrado desarrollar modelos matemáticos que reproducen funciones cognitivas tales como la memoria y la toma de decisiones, que han atraído la atención de muchos especialistas. Las investigaciones, por otro lado, no han llegado a su fin y según Afraimovich, “están a la espera de nuevos logros en este fascinante campo científico”.

Poner en claro como el cerebro realiza sus funciones cognitivas será un avance de gran trascendencia científica. Tendrá con seguridad también enormes impactos tecnológicos y sociales. Ni que decir de la trascendencia que tendría en la filosofía al poner punto final a un debate de dos milenios sobre la naturaleza de la mente humana.