Como é que os cardumes de peixes nadam em harmonia?
Como é que as pequenas células do cérebro
dão origem aos pensamentos complexos, às memórias
e à consciência de quem somos?
Curiosamente, estas perguntas têm uma mesma resposta genérica:
a emergência,
ou seja, a criação espontânea de comportamentos e funções sofisticadas
a partir de grandes grupos de elementos simples.
Tal como muitos animais, os peixes juntam-se em grupos,
mas não é por gostarem da companhia uns dos outros,
é uma questão de sobrevivência.
Os cardumes de peixes exibem comportamentos complexos de grupo
que os ajudam a escapar aos predadores esfomeados,
enquanto um peixe solitário é rapidamente detetado como uma presa fácil.
Então qual é o peixe líder, qual é o que comanda?
Na verdade, não há nenhum, são todos eles.
O que é que isso significa?
Embora o cardume de peixes evolua com elegância, fintando os tubarões,
no que parece uma coreografia deliberada,
cada peixe está a seguir apenas duas regras básicas
que não têm nada a ver com os tubarões:
uma, manter-se perto do vizinho, mas não perto demais,
e dois, manter-se em movimento.
Enquanto indivíduos, os peixes concentram-se
nas minúcias dessas interações locais,
mas se se juntarem peixes suficientes ao grupo,
acontece uma coisa espantosa.
O movimento dos peixes individualmente desaparece perante uma nova entidade:
o cardume, que tem um conjunto próprio de comportamentos.
O cardume não é controlado por nenhum peixe.
Aparece espontaneamente se houver peixes suficientes
para seguirem o conjunto certo de regras locais.
É como um acidente que acontece repetidamente,
permitindo que os peixes nos oceanos evitem eficazmente a predação.
Não acontece apenas com os peixes.
A emergência é uma propriedade básica
de muitos sistemas complexos de elementos interativos.
Por exemplo, a forma específica como os milhões de grãos de areia
colidem e caem uns por cima dos outros
quase sempre produz o mesmo padrão básico de ondulação.
Quando a humidade congela na atmosfera,
as propriedades específicas de ligação das moléculas de água
produzem segmentos irradiantes que vão formar belos cristais de neve.
O que torna a emergência tão complexa
é que não podemos entendê-la observando-a isoladamente,
como ao motor dum carro.
Separar as coisas é uma boa abordagem para entender um sistema complexo.
Mas se reduzirmos um cardume de peixes aos seus indivíduos
ele perde a capacidade de escapar aos predadores
e deixamos de ter o que estudar.
Se reduzirmos o cérebro aos neurónios individuais,
ficamos com uma coisa que obviamente é insuficiente,
não se parece nada com o que pensamos e como agimos,
pelo menos na maior parte do tempo.
O que quer que estejamos a pensar neste momento,
não depende de um só neurónio alojado num canto do cérebro.
Pelo contrário, o espírito surge das atividades coletivas
de muitos, muitos neurónios.
Há milhares de milhões de neurónios no cérebro humano,
e biliões de ligações entre todos esses neurónios.
Quando ligamos um sistema tão complicado como este,
ele podia comportar-se de todo o tipo de formas estranhas, mas não o faz.
Tal como os peixes,
os neurónios do cérebro seguem regras simples.
Enquanto grupo, a sua atividade auto-organiza-se em padrões fiáveis
que nos permitem fazer coisas, como reconhecer caras,
repetir com êxito a mesma tarefa, variadas vezes,
e manter todos os pequenos hábitos idiotas que os outros apreciam em nós.
Então, quais são essas regras simples no que se refere ao cérebro?
A função básica de cada neurónio no cérebro
é excitar ou inibir outros neurónios.
Se ligarmos alguns neurónios num circuito simples,
podemos gerar padrões rítmicos de atividade,
alimentar ciclos que se abrem ou fecham a um sinal,
detetores de coincidência
e de desinibição,
em que dois neurónios inibidores podem ativar outro neurónio
suprimindo os travões inibidores.
À medida que o número de neurónios aumenta,
surgem da rede padrões de atividade cada vez mais complexos.
Em breve, há tantos neurónios a interagir de formas tão diferentes, ao mesmo tempo,
que o sistema torna-se caótico.
A trajetória da atividade da rede não se explica facilmente
pelos simples circuitos locais descritos atrás.
No entanto, a partir deste caos podem surgir padrões
e depois voltarem a surgir de modo reprodutivo.
A certa altura, estes padrões de atividade
tornam-se suficientemente complexos e curiosos
para começarem a ser estudados nas suas origens biológicas,
para não falar da emergência.
Encontramos nos fenómenos de emergência, em escalas muito diferentes,
a mesma característica notável exibida pelos peixes.
Essa emergência não exige alguém ou alguma coisa no comando.
Se se aplicarem as regras corretas,
e estiverem satisfeitas certas condições básicas,
um sistema complexo cairá nos mesmos hábitos repetitivos,
transformando o caos em ordem.
Isso é verdade para o pandemónio molecular que permite que as células funcionem,
para o matagal de neurónios que produz os pensamentos e a identidade,
a nossa rede de amigos e família,
até às estruturas e economias das cidades em todo o planeta.