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.