¿Cómo nadan en armonía los bancos de peces?
Y ¿cómo las diminutas células de tu cerebro dan lugar a
pensamientos complejos, recuerdos,
y la conciencia de lo que eres tú?
Por extraño que parezca, esas preguntas tienen la misma respuesta general:
emergencia o surgimiento,
la creación espontánea de comportamientos y funciones sofisticadas
a partir de grandes grupos de elementos simples.
Al igual que muchos animales, los peces se juntan en grupos,
pero no solo porque disfrutan de su mutua compañía.
Es una cuestión de supervivencia.
Los bancos de peces o cardúmenes muestran
comportamientos complejos de enjambre
que les ayudan a evadir a depredadores hambrientos,
mientras que un solo pez es rápidamente una presa fácil.
Entonces, ¿cuál es el pez genial y líder al mando?
En realidad, ninguno,
y todos a la vez.
¿Qué significa eso?
Mientras el banco de peces se contornea elegantemente esquivando tiburones
en lo que parece una coordinación deliberada,
cada ejemplar de pez, en realidad, no hace más que seguir dos reglas básicas
que no tienen nada que ver con el tiburón.
Una, permanecer cerca, pero no demasiado cerca de su vecino,
y dos, seguir nadando.
Como individuos, los peces se centran en detalles de esas interacciones locales,
pero, si suficientes peces se unen al grupo, algo extraordinario sucede.
El movimiento individual de los peces se eclipsa por una entidad totalmente nueva:
el cardumen, que tiene su conjunto propio y único de comportamientos.
El cardumen no está controlado por ningún pez individual.
Solo surge si hay suficientes peces siguiendo las correctas reglas locales.
Es como un accidente que ocurre una y otra vez,
permitiendo a los peces en todo el océano evitar la depredación de forma estable.
Y no se trata solo de peces.
La emergencia es una propiedad básica de
muchos sistemas complejos de elementos interactuando.
Por ejemplo, la forma específica de que millones de granos de arena
choquen y caigan uno sobre otro
casi siempre produce el mismo patrón básico de ondas.
Y cuando la humedad se congela en la atmósfera,
las propiedades específicas de cómo se unen las moléculas de agua
producen enrejados radiantes que forman hermosos copos de nieve.
Lo que convierte la emergencia en algo tan complejo
es que no se puede entender simplemente desarmando sus partes,
como el motor de un auto.
Desarmar cosas es un buen primer paso para entender un sistema complejo.
Pero si se reduce un banco de peces a los individuos,
pierde la capacidad para evadir depredadores,
y no hay nada más que estudiar.
Y si se reduce el cerebro a las neuronas individuales,
uno se queda con algo que es muy poco fiable,
en relación a cómo pensamos y actuamos,
por lo menos la mayor parte del tiempo.
En cualquier caso, lo que piensas en este momento
no depende de una sola neurona situada en la esquina de tu cerebro.
Más bien, la mente emerge de las actividades colectivas
de muchas, muchas neuronas.
Hay miles de millones de neuronas en el cerebro humano,
y billones de conexiones entre todas esas neuronas.
Cuando se activa un sistema tan complicado como ese
podría comportarse en todo tipo de formas extrañas, pero no es así.
Las neuronas en nuestro cerebro siguen reglas simples, como los peces,
de modo que, como grupo, su actividad se autoorganiza en patrones fiables
que le permiten hacer cosas como reconocer caras,
repetir con éxito la misma tarea una y otra vez,
y mantener todos esos pequeños hábitos tontos que a todos les gustan de ti.
Así que, ¿cuáles son las reglas simples cuando hablamos del cerebro?
La función básica de cada neurona en el cerebro
es excitar o inhibir a las otras neuronas.
Si se conectan dos neuronas en un circuito simple,
pueden generar patrones rítmicos de actividad,
bucles de retroalimentación que aceleran o cierran una señal,
detectores de coincidencia
y desinhibición,
donde dos neuronas inhibitorias en realidad puede activar otra neurona
mediante la eliminación de frenos inhibitorios.
A medida que más y más neuronas están conectadas,
patrones cada vez más complejos de actividad emergen de la red.
Pronto, tantas neuronas interactúan de tantas maneras diferentes a la vez
que el sistema se vuelve caótico.
La trayectoria de la actividad de la red no se puede explicar fácilmente
por los circuitos locales simples descritos anteriormente.
Y, sin embargo, a partir de este caos, pueden surgir patrones,
y después surgir una y otra vez de manera reproducible.
En algún momento, estos patrones emergentes de actividad
son suficientemente complejos,
y curiosos para comenzar a estudiar sus propios orígenes biológicos,
por no hablar de la emergencia.
Y lo que vemos en fenómenos emergentes en muy diferentes escalas
es esa misma característica notable como sucede con los peces.
Que la emergencia no requiere que alguien o algo esté al mando.
Si las reglas correctas están en su lugar,
y se cumplen algunas condiciones básicas,
un complejo sistema volverá sobre los mismos hábitos una y otra vez,
convirtiendo el caos en orden.
Eso es así en el caos molecular que permite funcionar a células,
en la espesura enmarañada de neuronas que produce tus pensamientos y tu identidad,
en tu red de amigos y familiares,
en todo el camino hasta las estructuras y
economías de nuestras ciudades de todo el planeta.