El cerebro predictivo y el "problema difícil" de la conciencia

En este post, el último de un serie de cinco partes, adquiriremos una comprensión de varias teorías que enfatizan la importancia de la señalización de arriba hacia abajo para dar forma y permitir la percepción. consciente, Primero, discutiremos las teorías de reingreso, un tipo particular de teoría de la conciencia que tiene varias versiones. Luego discutiremos las teorías del procesamiento predictivo, que son un enfoque más general para comprender cómo funciona el cerebro, un enfoque que ha revolucionado la neurociencia en las últimas dos décadas y que puede informar las teorías de la conciencia. Más adelante, consideraremos si las teorías de la conciencia en general están más cerca de resolver el "problema difícil" de la conciencia: cómo y por qué tenemos experiencia subjetiva en primer lugar lugar.

Teorías de reentrada/procesamiento recurrente

El procesamiento reentrante/recurrente ocurre en sistemas sensoriales que están altamente interconectados, con conexiones de retroalimentación al futuro. El procesamiento de retroalimentación al futuro transmite señales desde la entrada sensorial a los centros de procesamiento cognitivo superior (de abajo hacia arriba). La retroalimentación va en la dirección inversa (de arriba hacia abajo). Muchas redes neuronales contienen vías que se repiten (vuelven a entrar/reaparecen), lo que permite mecanismos de retroalimentación. Las teorías de reentrada, también denominadas a menudo teorías de procesamiento recurrente (aunque existen algunas diferencias entre los dos términos), asocian la percepción consciente con la señalización descendente en esas vías de retroalimentación. Las teorías de reingreso están respaldadas por evidencia neurofisiológica que revela la importancia de la señalización descendente para la percepción consciente, especialmente en el sistema visual.[1]

Teoría del procesamiento recurrente de Lamme (RPT por sus siglas en inglés)

Un tipo destacado de teoría de reentrada es la versión de Victor Lamme de la teoría del procesamiento recurrente (RPT), que se desarrolló centrándose principalmente en la percepción. visuales.[2] Al igual que otras teorías de reentrada, la teoría de Lamme postula que la conciencia surge de los circuitos de retroalimentación del procesamiento recurrente en el cerebro. Sin embargo, a diferencia de otras teorías de reingreso, Lamme sostiene que el procesamiento de retroalimentación localizado dentro de las cortezas perceptuales (a diferencia de los bucles de retroalimentación de largo alcance) es suficiente para dar lugar a la conciencia. Por el contrario, la teoría del espacio de trabajo neuronal global propone que el acceso consciente requiere una arquitectura más extensa de bucles reverberantes, incluidas las regiones frontal-parietales. Lamme sugiere que la conciencia puede surgir solo de procesos recurrentes dentro de las redes neuronales locales, incluso sin involucrar a todo el cerebro. Sugiere que las regiones parietales y frontales podrían ser necesarias principalmente para el procesamiento post-consciente, como la planificación o los informes verbales.[3]

Teorías de procesamiento predictivo (codificación predictiva)

Las teorías de procesamiento predictivo son un marco más amplio. Estas también enfatizan la importancia de la señalización de arriba hacia abajo para dar forma y habilitar la percepción. consciente, pero no son tantas teorías de la conciencia per se como un enfoque más general para comprender cómo funciona el cerebro. Son un marco poderoso que puede proporcionar pistas sobre las propiedades de la conciencia.

Si bien las teorías de procesamiento predictivo representan una especie de revolución en la neurociencia en las últimas dos décadas, invirtiendo la comprensión clásica de la percepción, la idea del cerebro como máquina de predicción en realidad se remonta al erudito alemán del siglo XIX Hermann von Helmholtz.[4] Él propuso que las cosas que percibimos son simplemente las mejores conjeturas de nuestro cerebro sobre qué está provocando sus entradas. sensoriales. Encerrado dentro del cráneo, el cerebro debe inferir qué señales del mundo exterior representan aplicando Expectativas, suposiciones o creencias sobre cómo es el mundo, basándolas en su experiencia y aprendizaje. anteriores.

Por el contrario, la visión clásica de la percepción es que el procesamiento sensorial en el cerebro ocurre de abajo hacia arriba, de afuera hacia adentro, con la entrada comenzando en los receptores sensoriales y moviéndose a áreas cerebrales más altas y complejas. La teoría de Von Helmholtz postula que las entradas sensoriales sirven principalmente para corregir o las predicciones descendientes del cerebro actualizar en lugar de ser la fuente principal de contenido perceptivo. Esta visión a menudo se denomina hoy en día procesamiento predictivo o codificación predictiva. En nuestra era tecnológica de mensajes de texto predictivos, el concepto se ha vuelto más intuitivo para nosotros.

Los modelos de codificación predictiva se desarrollaron por primera vez a fines de la década de 1990. Desde principios de la década de 2000 en adelante, Karl Friston desarrolló ampliamente la teoría y sus fundamentos matemáticos (particularmente relacionándola con la teoría bayesiana del cerebro [5]). La esencia de la codificación predictiva es que el cerebro genera continuamente predicciones sobre la información sensorial entrante y ajusta/actualiza. estas predicciones (creencias, podría decirse) en función de la información sensorial real, tratando constantemente de reducir los errores de predicción.

Algunas versiones de la teoría del procesamiento predictivo agregan la idea de que el cerebro puede minimizar el error de predicción no solo actualizando sus predicciones sino también iniciando acciones para obtener los datos sensoriales esperados. Esto se llama inferencia activa. Permite una forma de control predictivo.

Ejemplos de teorías influyentes que incorporan el procesamiento predictivo incluyen el principio de energía libre de Friston,[6] la teoría de la resonancia adaptativa de Stephen Grossberg (ART por sus siglas en inglés),[7] la teoría de la emoción construida por Lisa Feldman Barrett,[8] y la teoría de la "máquina bestia" de Anil Seth.[9]

Errores y peculiaridades

Si bien la mayoría de las veces las predicciones del cerebro son conjeturas precisas, el costo de la eficiencia es que el sistema saca conclusiones basadas en información parcial y, a veces, está equivocado. Anteriormente he abordado cómo las expectativas (predicciones) no solo dan forma a las características más exitosas del cerebro, sino que también pueden causar o contribuir a las problemáticas a través de la influencia defectuosa de arriba hacia abajo de las expectativas en la percepción. Estos errores y peculiaridades problemáticas incluyen ilusiones, creencias extrañas, ansiedad, depresión depresión, dolor cronico, fatiga crónica, problemas psicosomáticos, efectos placebo (que también contribuyen al atractivo de la medicina alternativa), y mucho más.[10] Los humanos somos muy sugestionables (con cierta variabilidad interindividual).

El difícil problema de la conciencia

En esta serie de cinco partes, hemos examinado las principales teorías actuales de la conciencia.

¿Está el campo más cerca de resolver el "problema difícil" de la conciencia: el misterio de la experiencia subjetiva? ¿Por qué se siente como algo ser consciente, y cómo podría surgir esto de procesos puramente físicos? No todos los teóricos creen que existe tal problema, argumentando que la pregunta puede haber sido mal. formulada y mistificada innecesariamente, comenzando con muchas suposiciones erróneas [ver nota al pie 11]. De todos modos, no sería realista para nosotros esperar que se haya resuelto por completo en esta etapa temprana de la ciencia aún joven de la conciencia.

De los cuatro conjuntos de teorías en los que nos enfocamos en esta serie (siguiendo la selección de teorías en el artículo de Seth y Bayne de 2022, influenciado en parte por otras revisiones), solo la teoría integrada de la información (TII) Tenía como objetivo explícito resolver el difícil problema y, en opinión de sus críticos, tenía fallas por ser demasiado ambicioso. Las teorías de orden superior de la conciencia (HOTs por sus siglas en inglés), la teoría del espacio de trabajo global (GWT por sus siglas en inglés), y la teoría del procesamiento recurrente (RPT por sus siglas en inglés) lo abordaron de manera más implícita o indirecta. La teoría del esquema de atención (AST por sus siglas en inglés), que no es una de las cuatro, pero fue mencionado antes en esta serie) también intentó un enfoque más directo, calculando en la GWT.

Hohwy y Seth proponen un enfoque indirecto en lugar de tratar de resolver el difícil problema de la conciencia de frente. Argumentan que la "conciencia" no es un objetivo explicativo singular. En cambio, la estructura multifacética de la fenomenología consciente proporciona un repertorio de objetivos explicativos. La aplicación sistemática del poderoso marco de procesamiento predictivo a estos objetivos podría tener más éxito para abordar e incluso potencialmente disolver el difícil problema.[12]

¿Qué falta?

Los factores que creo que reciben un enfoque insuficiente por parte de las cuatro teorías principales de la conciencia son las tres categorías enumeradas en el artículo de Seth y Bayne [13] como "otros enfoques" (las llamé "otros contendientes fuertes" en la Parte 1)

1. Atención
2. Aprendizaje
3. Afecto

Los tres factores probablemente juegan un papel central en la conciencia.

En el caso más específico de la conciencia humana, el lenguaje es otro factor importante que no es un foco de las teorías que hemos revisado.[14]

Además, en mi opinión, la mayor deficiencia de las cuatro teorías principales de la conciencia es su relativa falta de una perspectiva evolutiva (una excepción notable es Ledoux, citado en la Parte 2, quien ha incorporado las HOT a un marco evolutivo más amplio [15]). Otras dos teorías que no se encontraban entre las cuatro teorías principales identificadas por Seth y Bayne merecen destacarse por poner el marco evolutivo al frente y al centro: la teoría del aprendizaje asociativo ilimitado (UAL por sus siglas en inglés) de Ginsburg y Jablonka (mencionada por Seth y Bayne en otros enfoques: aprendizaje) y una Teoría que no llegó a ese artículo, pero que mencioné en la Parte 1 y describió en una publicación anterior: la teoría de Feinberg y Mallatt, a la que llaman naturalismo. neurobiológico (NN). La UAL y la NN están ampliamente de acuerdo entre sí.[16] La UAL también incorpora procesamiento predictivo.

experiencia subjetiva

Vale la peña señalar que la subjetividad está integrada en la naturaleza misma de la vida: tan pronto como evolucionó la primera célula, Hubo un interior y un exterior y, por lo tanto, el comienzo de una división subjetiva-objetiva entre el cuerpo y el mundo. exterior. No existe un principio fisicalista/materialista que diga que no se puede tener una división entre el mundo interior y el exterior, siendo el interior inaccesible para el exterior. No hay necesidad de misterio o misticismo al tratar de comprender esta división y por qué el interior de la experiencia de un animal es inaccesible para un observador objetivo.

El enigma de la vida

Haríamos bien en recordar los fuertes paralelismos entre el misterio de la conciencia y el aparente enigma de la vida. misma, que originalmente se creía que seguramente poseía algún tipo de esencia animada no física ausente en la materia ordinario. Tanto la vida como la conciencia son fenómenos complejos y emergentes que requieren la teoría de sistemas para comprenderlos.[17] El misterio de la vida finalmente se disolvió a medida que la La ciencia empleó un enfoque gradual y sistemático de los elementos multifacéticos de la vida, entendiendo la complejidad auto-organizadora completamente natural de sus procesos puramente. físicos.