El cerebro es un sistema termodinámico

El cerebro puede ser conceptuado como un sistema termodinámico y como un procesador de la información; consecuentemente, la actividad cerebral puede ser modelada en términos termodinámicos y la actividad cognitiva mediante la teoría de la información. El objetivo ha sido plantear una estructura formal que permita el vínculo entre ambos sistemas (actividad neuronal y cogniciones) a partir de las conexiones teóricas entre la termodinámica y la teoría de la información, disciplinas donde el concepto de entropía es clave. El marco teórico propuesto abriría las puertas a una mejor comprensión de la conexión entre las medidas termodinámicas de la actividad cerebral con la actividad cognitiva y su correspondiente carga informativa.

En la Teoría General de Sistemas, el principio de entropía afirma que los sistemas vivientes tienden a conservar su identidad; sus particularismos y diferencias, para lo cual ningún sistema puede igualarse completamente con su ambiente.

El segundo principio de la termodinámica establece el crecimiento de la entropía, es decir, la máxima probabilidad de los sistemas es su progresiva desorganización y, finalmente, su homogeneización con el ambiente, pudiendo llegar a indiferenciarse y diluirse perdiendo su identidad. Una célula al morir, por ejemplo, va perdiendo la visibilidad de sus elementos (núcleo, mitocondrias, lisosoma) hasta diluirse en el ambiente por completo. En ese momento sólo observamos una sustancia gris uniforme, que representa la muerte celular.

En los sistemas sociales (barrio, familia, pareja…etc.) los individuos necesitamos parecernos y diferenciarnos al mismo tiempo. La vida es la posibilidad de preservar las diferencias. Todo el universo adolescente, en la tentativa de construir su identidad, pasa por este conflicto. En este sentido, la falta de diferenciación sería la psicosis.

Un Sistema es un conjunto de elementos en interacción; ordenadores, bandada de patos, cerebro, etcétera. En el caso de sistemas humanos (familia, empresa, pareja, etcétera) el sistema puede definirse como un conjunto de individuos con historia, mitos y reglas, que persiguen un fin común. Por lo tanto todo sistema se compone de un aspecto estructural (límites, elementos, red de comunicaciones e informaciones) y un aspecto funcional. Tienden a aumentar sus estados de organización aumentando su identidad (diferencia con su ambiente) En este sentido el término Negentropía o entropía negativa se refiere a la energía que el sistema importa del ambiente para mantener su organización y sobrevivir.

La Teoría General de Sistemas fue concebida por Ludwig von Bertalanffy en la década de 1940 con el fin de proporcionar un marco teórico y práctico a las ciencias naturales y sociales. La teoría de Bertalanffy supuso un salto de nivel lógico en el pensamiento y la forma de mirar la realidad que influyó en la psicología y en la construcción de la nueva teoría sobre la comunicación humana. Mientras el mecanicismo veía el mundo seccionado en partes cada vez más pequeñas, el modelo de los sistemas descubrió una forma holística de observación que desveló fenómenos nuevos (que siempre estuvieron ahí pero se desconocían) y estructuras de inimaginable complejidad.

La Teoría General de Sistemas distingue varios niveles de complejidad:

  • Sistema: totalidad coherente, por ejemplo una familia
  • Suprasistema: medio que rodea al sistema; amigos, vecindad, familia extensa…
  • Subsistemas: los componentes del sistema; individuos

Principios de la Teoría General de Sistemas

  • Totalidad: El sistema trasciende las características individuales de sus miembros
  • Entropía: Los sistemas tienden a conservar su identidad
  • Sinergia: Todo cambio en alguna de las partes afecta a todas las demás y en ocasiones al sistema
  • Finalidad: los sistemas comparten metas comunes
  • Equifinalidad: Las modificaciones del sistema son independientes de las condiciones iniciales
  • Equipotencialidad: Permite a las partes restantes asumir las funciones de las partes extinguidas
  • Retroalimentación: Los sistemas mantienen un constante intercambio de información
  • Homeostasis: Todo sistema viviente se puede definir por su tendencia a mantenerse estable
  • Morfogénesis: Todo sistema también se define por su tendencia al cambio.

Tipos de Sistemas

  • Sistemas abiertos: Mantienen unas fronteras abiertas con el mundo (el resto de sistemas) con los que comparten intercambios de energía e información.
  • Sistemas cerrados: Hay muy poco intercambio de energía e información con el medio más amplio en que viven.

Una nueva teoría sugiere que la consciencia es un subproducto de la entropía

La segunda ley de la Termodinámica viene a decir que todos los sistemas tienden al desorden de manera irreversible. La entropía es el valor de ese desorden. La tendencia natural de los sistemas es a moverse de una entropía baja a una alta. Es decir, que todo está en un constante estado de decaimiento.

¿Qué tiene que ver todo esto con la consciencia humana? Es probable que nuestros cerebros se hayan desarrollado para maximizar la información a nuestro alrededor, reconocer amenazas y oportunidades para incrementar nuestras opciones de supervivencia. Pero esto tiene un precio: un valor alto de entropía. El cerebro, como cualquier otro sistema, está sujeto a la entropía, se dirige irremediablemente hacia su final. La consciencia es un subproducto de este camino.

Para llegar a esta conclusión, los científicos aplicaron un tipo de teoría de la probabilidad que funciona en otros sistemas a modelos estadísticos de redes neuronales. El mayor número de posibles configuraciones neuronales de da cuando estamos despiertos, y ésto representa valores altos de entropía. para maximizar el intercambio entre neuronas, la consciencia aparece como una “propiedad emergente”.

Si esta teoría es cierta, puede cambiar la física, la neurología, la psicología y muchos otros campos. También nos recuerda que estamos hechos de polvo de estrellas como el resto del universo y operamos bajo las mismas reglas que cualquier otra forma de la materia.

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