FILOSOFÍA DE LA BIOLOGÍA3
Nydia Lara Zavala
Quisiera revisar hoy algunos aspectos que están generando
problemas entre científicos e ingenieros interesados en modelar los
mecanismos que se requieren para simular el comportamiento de los
denominados ‘sistemas propositivos’.
Por ‘sistemas propositivos’ vamos a entender
cualquier sistema cuya actividad se dirija hacia la
realización de un fin determinado.
Ejemplo de estos sistemas son los seres vivos, los robots, las
redes neuronales artificiales, los sistemas de control, etc.
La búsqueda de mecanismos para modelar el
comportamiento de esta clase de sistemas se inicia a mediados del siglo XX
Dos campos de investigación teórica surgen de este esfuerzo: la
biología teórica, iniciada por Ludwig von Bertalanffy que culmina en lo que se conoce como ‘teoría
general de sistemas’ y la cibernética de Norbert Wiener que
actualmente conforma lo que podríamos denominar ‘ingeniería
teórica del control’.
La unión de estos dos importantes pensadores
conforma hoy en día el campo de interés que se denomina
‘ciencia de sistemas’
A pesar de su nombre, cabe aclarar que la ciencia de
sistemas no conforma un nuevo campo de estudio
Su gestación brota más bien de la necesidad de encontrar un espacio de reflexión que tiene como meta esclarecer la serie
de problemas que surgen cuando se trata de dar cuenta
del comportamiento propositivo en términos mecánicos.
Este intento parte de la idea de que la función, meta o tarea que realiza un sistema la determina la misma dinámica interna de los mecanismos del sistema.
Pero esto genera problemas que son mucho mas afines a la filosofía de la mente que a los
que le compete a la ciencia explorar.
BIOLOGÍA TEÓRICA
Ludwig von Bertalanffy concibe la teoría general de sistemas
dentro del movimiento que lleva el título de ‘biología teórica’
Ella surge como un intento por reconciliar dos visiones que en su momento se consideraron
como radicalmente opuestas en torno a las características
esenciales que conforman a los seres vivos
Nos referimos, en concreto, a lo que los biólogos teóricos
denominaron ‘vitalismo’, por un lado, y a lo que denominaron
‘materialismo’ o ‘reduccionismo’, por el otro
El biólogo teórico se nutre de la crítica de los vitalistas al
reduccionismo,
con la enorme diferencia de que su tesis enfáticamente rechaza
la idea de que se necesite postular la existencia de una
entidad no física para dar cuenta de las características peculiares que distinguen la
actividad del ser vivo del resto de la materia.
El biólogo teórico acepta, al igual que el biólogo molecular, que el ser vivo esta compuesto en su totalidad de elementos
físico-químicos.
Sin embargo, el biólogo teórico, al igual que el
vitalista, sostiene que el enfoque molecular, por sí
mismo, no sirve para comprender cómo funcionan los
seres vivos
La razón que ofrece el biólogo teórico es, empero, muy distinta
a la propuesta sustancialista que ofrecen los vitalistas,
ya que, para los primeros, el fracaso del enfoque molecular no responde, como sostienen los vitalistas, a que "lo vivo"
contenga una sustancia extra distinta a la materia física,
sino a un problema que tiene mucho más que ver con el
enfoque metodológico normalmente empleado por el
biólogo molecular.
El problema consiste en que el biólogo molecular piensa que el conocimiento de cada parte que
compone a los seres vivos, tarde o temprano dará como resultado el conocimiento del
todo orgánico.
Pero este proceder irremediablemente pierde al
biólogo molecular en un mar de datos y resultados que acaban
por no decirnos nada acerca del funcionamiento del organismo
bajo estudio.
El error del biólogo molecular, para el biólogo teórico, consiste
en ignorar que el ser vivo no sólo funciona como una unidad orgánica, sino que es, además, lo que Bertalanffy denomina un
‘sistema abierto’,
esto es, un sistema cuya organización interna también
depende de su interacción con el medio externo que lo rodea.
Esta observación no es trivial, ya que para el biólogo teórico
es la conducta que exhiben los seres vivos la que nos va a
informar sobre el papel juegan en ella sus componentes físico-
químicos.
para el biólogo teórico es el reconocimiento del
funcionamiento del todo orgánico en contexto lo que
determina el conocimiento del funcionamiento de sus
mecanismos
Este enfoque o forma de trabajar no sólo logra eliminar la necesidad
de postular una sustancia extra para dar cuenta de los mecanismos de la conducta, sino que constituye
el punto de arranque del método que caracteriza el enfoque de
sistemas que se utiliza hasta la fecha.
Veamos brevemente los pasos que conforman esta
metodología.
Para el teórico de sistemas es importante considerar que un ser vivo normalmente realiza varias actividades de manera
simultánea
Infinidad de mecanismos están interactuando en su actividad
cotidiana y todos ellos son relevantes para su
sobrevivencia
Un animal respira y hace la digestión al mismo tiempo que explora su alrededor en busca
de un lugar de refugio para protegerse, digamos, de un
predador
Estudiar todos los elementos y todos los mecanismos que
intervienen al mismo tiempo en una conducta sólo podría conducirnos a un caos
por lo que se requiere de una estrategia que nos permita relacionar elementos con mecanismos específicos y
mecanismos específicos con movimientos específicos
Todo aquello que no sirva para dar cuenta de los movimientos, simplemente se considera ruido y es el modelo que queremos extraer del sistema lo que nos permite distinguir entre datos y
ruido
La estrategia que utiliza el teórico de sistemas para estudiar los mecanismos de la conducta consiste en dar
dos clases de descripciones:
• las externas, que propiamente refieren a la conducta significativa que exhibe el animal completo en su interacción con el medio ambiente
• las internas, que refieren al estudio de los mecanismos que intervienen en la ejecución de ciertos movimientos que acompañan a la conducta bajo observación.
Para guiar al investigador en el estudio de los mecanismos
normalmente se elijen animales que exhiben conductas
estereotipadas susceptibles de ser controladas en los
laboratorios
o bien, se trabaja con animales capaces de aprender a realizar
una actividad específica diseñada ad hoc en un
laboratorio
Para reunir las descripciones externas con las internas se
requieren varios pasos
El proceso se inicia cuando el observador detecta una
conducta repetitiva del animal y determina qué es lo que logra el
ser vivo a través de ella
Después ofrece una descripción de ese comportamiento
atendiendo exclusivamente a los movimientos que lleva a
cabo el ser vivo para lograr lo que logra
Lo importante aquí es comprender, primero, qué es lo que obtiene o logra el ser vivo
cuando ejecuta ciertos movimientos. Esto nos da el significado de la conducta
Una vez comprendido para qué despliega el animal esa
conducta, se puede proceder a descomponerla en movimientos
fuera de contexto
Poco a poco se examina cada uno de los movimientos por
separado con miras a detectar y analizar el ensamblado
anatómico y fisiológico de aquellos mecanismos que se supone participan de manera
esencial en su desenvolvimiento
Este análisis es lo único que propiamente se denomina
‘descripción interna’
su investigación no solo requiere de cuidadosos experimentos, sino que exige proporcionar distintos niveles de descripción (teórica y lingüística) que se tienen que ir ordenando jerárquicamente de arriba hacia abajo hasta poder
detectar los niveles neuronales que participan en cada movimiento
Si se requiere, el análisis puede seguir hasta el nivel molecular e
inclusive a los cuánticos,
pero normalmente el investigador se detiene cuando la información le
permite estructurar un modelo comprensible y claro de aquellos
elementos y mecanismos que contribuyen a explicar los diversos movimientos que ejecuta un animal para llevar a cabo la conducta bajo
estudio
Una manera de probar que éste es el caso, consiste en dañar
las partes del sistema que parecen intervenir en los
movimientos
Si el daño inhibe el movimiento bajo estudio, el investigador
asume que esa parte es relevante para la construcción
del modelo.
Otra técnica alternativa es estimular con electrodos los
elementos que el investigador juzga relevantes y ver si el
animal exhibe el movimiento que espera se produzca
Con estos datos el investigador es capaz de generar un circuito que más adelante puede servir
como inspiración para la construcción de modelos
artificiales
Pero cabe aclarar que los modelos artificiales emulan movimientos, no conductas.
Es importante tomar en cuenta que los mecanismos internos que intervienen
en los movimientos que ejecuta el animal, aunque son indispensables
para que el animal consiga, digamos, capturar una presa o evadir un
predador, ellos en ningún caso pueden ser interpretados como la causa de la
acción
Cuando el investigador determina cuáles son los elementos y los
mecanismos que intervienen en la ejecución de un movimiento, no esta encontrando las causas del
movimiento, sino que lo que logra es dar la descripción de ese
movimiento en otro lenguaje y en una jerarquía más básica
Lo que claramente desencadena la conducta es, digamos, la presencia de una
presa o la de un predador
Pero hablar de ‘presas’ y ‘predadores’ también puede ser
un poco confuso,
porque no es el animal, sino el investigador el que, al observar la
conducta desde afuera, asume que si el sujeto bajo estudio cada vez que se
acerca, digamos, un gusano, hace todo un repertorio de movimientos para
engüirlo, el gusano, para el investigador, adquiere la categoría de presa por el simple hecho de que el
animal normalmente trata de comérselo.
Algo semejante, aunque un poco más complejo acontece
con lo que se denomina ‘predador’
En este caso son dos conductas las que observa el
investigador: el del animal bajo estudio y el que
constantemente tiende a atacarlo
Al atacante se le llama ‘predador’ y al atacado ‘presa’
Aunque es difícil separar la interpretación que los hablantes
hacemos del comportamiento que observamos en los animales, lo que
quiero dejar en claro es que las nociones de presa y predador no
pertenecen al animal, sino que son términos que los hablantes utilizamos
como parte de las descripciones externas que hacemos de la conducta
que observamos en los animales
Lo mismo sucede con términos como ‘hambre’, ‘sueño’,
‘enojado’, etc. Estos términos nunca refieren a estados
internos al animal, aunque lo parezca
Ellos describen conductas que se interpretan, no con base en
teorías, sino con base en lo que el investigador observa que
obtiene, hace o busca el animal que despliega cierta conducta
No obstante, hay que tener en cuenta que, según lo determina la misma
metodología, es lo que el investigador observa que obtiene el animal lo que le permite darle significado a la conducta y los movimientos que utiliza el animal cuando la despliega es lo que guía y permite al investigador identificar el
papel que juega cada uno de los mecanismos internos al sistema
En ese sentido, el conocimiento del resultado de la conducta no sólo le permite al investigador
otorgarle una función específica a cada elemento y a cada
mecanismo,
sino que normalmente su descripción adquiere un
inconfundible tinte teleológico, esto es, una vez que el investigador es capaz de modelar los mecanismos internos, ellos parecen “diseñados”
para cumplir con un propósito específico en el desenvolvimiento
de la conducta bajo estudio.
Cabe aclarar que ni los elementos ni los mecanismos tienen ni función ni propósitos
por sí mismos
Ellos parece que lo tienen sólo gracias a que el investigador
puede ligarlos con un movimiento específico y éste
último con el desarrollo de una conducta específica donde
previamente se determinó su resultado
De hecho, es sólo porque el investigador sabe a qué
resultados llevan los movimientos que exhibe el
animal, que le puede asignar a los elementos y mecanismos
que encuentra funciones y propósitos
Es más, la funcionalidad y el propósito que el investigador le asigna a lo mecanismos es lo único que le permite al teórico
de sistemas conectar las descripciones externas con las
internas
Por eso, las descripciones internas guiadas por esta
metodología en muchos casos dan la apariencia de que los
procesos internos son los que determinan la acción global del
sistema
De aquí la idea de que lo que hace internamente el sistema
pueda ser erróneamente entendido como la causa de lo
que hace el sistema
Cuando esto sucede no sólo se mal interpreta la metodología, sino que imperceptiblemente se abandona la investigación seria y en su lugar el
investigador se ve arrastrado a tratar de explicar cómo es que elementos y mecanismos puramente físicos son capaces de conocer, interpretar y tomar decisiones para actuar de
manera adecuada ante situaciones específicas
Esta incomprensión de la metodología no sólo le vuelve a
abrir las puertas a la discusión ente vitalistas y reduccionistas, sino que
el científico inicia nuevas búsquedas para tratar de darle
solución a problemas mucho más relacionados con confusiones que le tocan a la filosofía disolver que a
la ciencia investigar
No obstante, son las confusiones metodológicas lo
que lleva al teórico de sistemas a acercarse a la cibernética
Casi una década después de que Bertalanffy propusiera su teoría general de sistemas,
Norbert Wiener introduce a la cibernética como la ciencia del control y la comunicación en
animales y máquinas
El paralelismo metodológico propuesto de manera
independiente por cada uno de estos dos personajes es tan sorprendente que no pasó mucho tiempo para que los
teóricos de sistemas la asumieran como propia
Pero la cibernética, si bien es cierto que fue sumamente útil
para desarrollar los ahora denominados ‘sistemas
artificiales inteligentes’, su liga con la biología introdujo más
confusiones que aciertos
Norbert Wiener, sin duda inspirado en la teoría de la información de Shannon y
Weaver, propuso un esquema general tanto para la
construcción de máquinas como para estudiar los mecanismos involucrados en las conductas
que manifiestan los seres vivos.
Dicho esquema lo bautizó con el nombre de ‘Paradigma de
procesamiento de información’
Con este esquema Wiener logró ofrecer importantes ideas
teóricas que hicieron posible la construcción de sistemas
artificiales con la capacidad de llevar a cabo muchas
actividades que tradicionalmente se pensaban exclusivas de los seres vivos
De hecho, la unión y la interpretación que hizo Wiener de las teorías de la información y de control le dieron la pauta
para producir comportamientos propositivos con sólo
dispositivos mecánicos
Por ello, el enfoque cibernético no sólo representó una forma
original para resolver problemas que la física había dejado fuera
de su rango de estudio
sino que parecía ofrecer las suficientes herramientas teóricas y empíricas para
resolver, si no todas, cuando menos algunas de las
controversias filosóficas que constantemente ocupaban a los
biólogos vitalistas y a los reduccionistas o materialistas.
Desde el punto de vista de la doctrina materialista era claro que el enfoque cibernético mostraba que si algunos
comportamientos que exhibían los seres vivos podían ser simulados por las
máquinas y el comportamiento de las máquinas podía explicarse sólo recurriendo a sus propiedades físicas, entonces, no era
necesario postular ninguna misteriosa e invisible fuerza vital (o mental) para dar
cuenta del comportamiento propositivo ni en
las máquinas ni en los seres vivos
Esta reflexión parecía, en más de un sentido, asegurar el
triunfo de los biólogos materialistas sobre los vitalistas,
pero las cosas no eran tan sencillas
El esquema de Wiener fue, y sigue siendo hasta la fecha,
muy versátil para la construcción de máquinas
propositivas
pero cuando éste esquema se liga al modelado de los
mecanismos de los sistemas biológicos, infinidad de
problemas aparecen cuando se trata de dar cuenta de lo que
Wiener denomina ‘procesamiento de información’
Descripciones que la teoría de sistemas claramente había
catalogado como externas, bajo este esquema se vuelven
internas
por lo que el problema en torno a cómo pueden mecanismos
puramente físicos recibir información del medio externo, interpretarla y tomar decisiones
para actuar de manera adecuada ante situaciones específicas vuelve a surgir.
Un ejemplo clásico de esta clase de confusiones lo
podemos encontrar en la propuesta de la teoría de
esquemas de Michael Arbib
Este autor pretende modelar un circuito específico del cerebro del sapo, el cual, según ciertos datos experimentales obtenidos
de diversos neurofisiólogos, está íntimamente ligado con las conductas de captura de presas
y evitación de predadores
Esto se determina así, porque si se daña cierta zona de este circuito, resulta que el sapo ataca todo aquello que se
mueve
Por éste, y otros datos experimentales en los que no
me voy a detener, Arbib le asigna a este circuito
características relacionadas con lo que él denomina
‘reconocimiento de patrones’
El reconocimiento de patrones, según este autor, tiene que ver
con la capacidad de los circuitos neuronales del sapo
para discriminar entre una presa y un predador
Con esto Arbib introduce, por un lado, la falacia mereológica que
consiste en asignarle a un circuito características que sólo tienen
sentido si refieren a la conducta del animal como un todo y, por el otro,
el mentalismo que consiste en asignarle a un circuito capacidades
mentales, como es el reconocimiento de algo.
Como quiera que sea, dicho circuito lo concibe como si
como si fuera una "caja negra" que puede descomponerse en
otras dos más pequeñas: captura de presa, por un lado, y
evitación, por el otro
Sus elementos e interacciones, según Arbib, dan cuenta de la función de la caja más grande
(i.e., el reconocimiento de patrones)
Con la misma estrategia se continúa rompiendo cada una
de las cajas pequeñas en cajas aún más pequeñas
Así, por ejemplo, si tomamos la caja de captura de presa, la podemos descomponer en: orientación, aproximación,
fijación binocular, lengüetazo, enguimiento y limpieza
Esta descomposición, según lo determina la teoría de
esquemas, se puede continuar hasta que el proceso de
información definido por las cajas más pequeñas pueda ser explicado por una red neuronal
uno pensaría que salvo la red neuronal, todas las otras
descripciones que aquí se ofrecen son externas
Sin embargo, esto no es así en la teoría de esquemas, ya que
Arbib postula que las cajas representan procesos de
información dentro del sistema en distintos niveles jerárquicos
Esto parece justificar la idea de Arbib de que para que la ejecución de cada una de estas conductas se pueda llevar a cabo, se requieren tanto de "esquemas perceptuales" (que le informan al sapo qué es lo
que ve) como "motores" (que ejecutan los movimientos que un supuesto “planificador” comanda
desde adentro)
Es claro que estos dos elementos no tienen nada que
ver con la descripción de mecanismos
Se trata de postulados metafísicos que el investigador
nunca va a poder encontrar
Pero para Abrib ellos son los que internamente tienen que dar cuenta de la habilidad del
sapo para realizar esta diversidad de tareas
Así, tenemos que la conducta de captura de presa, si se interpreta como parte de una caja que tiene que ver con el reconocimiento de patrones, resulta que lo que se
está ofreciendo es una descripción interna y no externa como podría
pensarse si analizamos la descripción conductual que se
hace de esta tarea
El resultado es que los modelos que se quieren generar de los
mecanismos bajo estudio siempre son inconclusos
ya que la metodología que auxilia al investigador a dar cuenta de los mecanismos
relacionados con los movimientos conductuales, no nos puede decir absolutamente
nada sobre esos elementos misteriosos
De acuerdo a la metodología, sólo tiene sentido preguntar qué es lo que sucede, digamos, en el ojo del sapo cuando el sapo
ve
Incluso tiene sentido preguntar qué sucede en el cerebro del
sapo cuando el sapo ve.
Estas preguntas nos van a proporcionar las descripciones
internas de lo que sucede cuando el sapo ve, pero nunca las causas que hacen que el
sapo vea.
Este embrollo metodológico no es un problema particular de la teoría de esquemas de Arbib
se trata más bien de un problema que surge cuando no se entiende bien la metodología que caracteriza al enfoque de
sistemas
Con este enfoque sólo es posible describir los
mecanismos involucrados en los movimientos que ejecutan,
digamos, los ojos del sapo cuando el sapo percibe a su
presa
Se puede analizar qué pasa en cada etapa hasta el nivel
neuronal, molecular o cuántico
pero no es posible describir cómo esos mecanismos perciben a la presa por el
simple hecho de que lo que el investigador caracteriza como
‘percepción de la presa’ es una descripción externa y no interna
de la conducta del sapo.
Lo que propicia las confusiones metodológicas se puede decir
que, en más de un sentido, responde a la mezcolanza que los biólogos han hecho entre el estudio de los mecanismos de
los seres vivos y la construcción de máquinas que se comportan
como ellos
Lo que hay que considerar es que las máquinas, a diferencia
de los seres vivos, no ven
Por eso se les tiene que equipar de sensores
Pero los sensores no hacen que las máquinas vean
sólo logran que ellas se comporten como nosotros esperamos que lo hagan a
través de los mecanismos con las que las tenemos que equipar para producir el
comportamiento que queremos
Esto no implica que no se pueda dar una buena
interacción entre el estudio de los mecanismos de los seres
vivos y la construcción de máquinas
Muchos de los mecanismos que extraemos de los seres vivos
pueden servir como inspiración para la construcción de máquinas y
elementos que utilizamos para la construcción de máquinas nos
pueden ayudar a la construcción de prótesis que auxilien a mecanismos biológicos dañados a funcionar de
manera correcta
Lo que no se puede perder de vista es que estamos hablando
de mecanismos y los mecanismos ni perciben, ni
planean ni tienen nada que ver con elementos mentales
Cuando éstos aparecen en una explicación mecánica, el
investigador haría bien en revisar nuevamente su
metodología
pues el gran logro de la metodología de sistemas no
consistió en resolver las discusiones entre vitalistas y reduccionistas como creyó
Wiener, sino en concebir una estrategia que evitara caer en
esa clase de problemas.
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