La actividad intelectual del cerebro funciona como un ordenador

Un área del cerebro humano que relacionada con nuestras habilidades intelectuales funciona de manera muy similar a un ordenador, según se desprende de las investigaciones del profesor de psicología de la Universidad de Colorado en Boulder, Estados Unidos, Randall O’Reilly.

O’Reilly, que ha investigado desde hace años las bases biológicas del conocimiento humano, ha utilizado para sus estudios modelos informáticos del cerebro basados en neuronas biológicas simplificadas, lo que le ha permitido relacionar las propiedades biológicas de este órgano con el fenómeno cognitivo.

Dichos modelos informáticos están basados en la detallada biología del cerebro y vierten luz sobre la inmensa complejidad cerebral del proceso del conocimiento y de la inteligencia, que dependen especialmente de la corteza prefrontral y de las áreas subcorticales del cerebro.

En un artículo publicado por O’Reilly en la revista Science, el autor y sus colaboradores señalan que el estudio del cerebro por medio de la combinación de modelos mecanicistas y modelos funcionales más abstractos permiten concebir este órgano como una síntesis de funciones, unas más concretas y mecanicistas y otras más abstractas.

El cerebro en general, afirma O`Reilly, se parece a los ordenadores en su mantenimiento de actividad y en su rapidez en la actualización de información en la zona de la corteza prefrontal, que es capaz de mantener estados de activación biestables (puede asumir dos estados estables cualesquiera) y tiene mecanismos de activación periódica. Estas características, similares a las de los ordenadores digitales, resultan esenciales para diversos aspectos de nuestra inteligencia.

Los ordenadores pueden ser analógicos y digitales y al que se refiere O'Reilly es al digital, que en el lenguaje ordinario se refiere a los ordenadores que usamos cotidianamente. El ordenador analógico utiliza la similitud matemática entre las interrelaciones físicas de determinados problemas y emplean circuitos electrónicos o hidráulicos para simular el problema físico. Los ordenadores digitales resuelven los problemas realizando cálculos y tratando cada número dígito por dígito. Esta es la diferencia entre uno y otro.

Más concretamente, informa la universidad de Colorado en un comunicado, los modelos biológicos informatizados para el estudio del cerebro señalan que dos áreas del cerebro, la corteza prefrontral y el ganglio basal, operan de manera parecida a un sistema informático digital en ciertos aspectos, lo que contradice la hipótesis de muchos investigadores de que el cerebro no se parece en nada a un ordenador. Este proceso ha sido descrito por O'Reilly en otro ensayo.

Similitudes con la informática

O’Reilly afirma que los sistemas computacionales funcionan transformando señales eléctricas en estados de encendido y apagado y manipulan de manera flexible dichos estados utilizando interruptores, y que este mismo principio ha sido identificado en el cerebro.

Según él, las neuronas de la corteza prefrontal, al igual que los ordenadores, también son binarias, y tienen dos estados: activo o inactivo. El ganglio basal funcionaría esencialmente como un gran interruptor que permite encender y apagar de forma dinámica las diversas partes de la corteza prefrontral.

El cerebro como un todo no funciona como un ordenador, sino que opera más como una red social en la que las neuronas se comunican entre sí para posibilitar el aprendizaje y la creación de recuerdos, señala O’Reilly. Sin embargo, las características de la corteza prefrontral sí guardan algunas similitudes con los ordenadores, similitudes que amplifican la labor de dicha red, ayudando al cerebro a ser más flexible en el procesamiento de información novedosa y simbólica.

La corteza prefrontral es el centro ejecutivo del cerebro y da soporte al conocimiento de “alto nivel”, que incluye la toma de decisiones y la capacidad de resolver problemas. Los investigadores creen que este área del cerebro es esencial para las capacidades intelectuales del ser humano, y que por tanto cuanto más se conozca de él y de su relación funcional con el resto del cerebro mejor se entenderá la inteligencia humana.

Estudiar el cerebro como el clima

La mejor manera de conocer el cerebro, según o`Reilly, es desarrollar más modelos informáticos basados en su biología que ayuden a los investigadores a comprender cómo funciona la biología cerebral, y que con el tiempo permitan definir las causas de nuestra inteligencia.

Los modelos del cerebro no funcionan como otras ramas de la ciencia, en las que se puede ir de un eslabón a otro de la cadena de comprensión siguiendo un razonamiento lineal, ya que para realizarlos se deben tener en cuenta numerosos niveles de análisis, como sucede, por ejemplo, en los modelos de estudio del clima, basados en el matemático análisis armónico.

La mayoría de dichos modelos climáticos no representan exactamente lo que sucede en un sistema de baja presión, sino que captan las características globales. Si se pueden registrar estas características y su esencia, dicen mucho acerca de cómo funciona el sistema global. La misma premisa debería aplicarse para la realización de modelos informáticos de funcionamiento del cerebro.