Eduardo Martínez de la FeUna investigación de la Carnegie Mellon University ha investigado algo sorprendente: cómo se las ha arreglado el cerebro humano para gestionar los conceptos más avanzados de la física moderna, que abarcan los reinos subatómico, cuántico y cosmológico.
Hasta la irrupción de la física cuántica y los más avanzados descubrimientos sobre el universo, el cerebro de los científicos gestionaba conceptos comprensibles y medibles, pero esas fronteras saltaron por los aires a lo largo del siglo XX.
Estos desarrollos científicos no solo han sido trascendentales para hacernos una idea de la complejidad del mundo y del universo, sino que también revolucionaron la forma tradicional de entender la materia y la energía, con conceptos como la dualidad onda partícula o la materia oscura, entre otros muchos.
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Adaptación conceptual
La nueva investigación ha desentrañado cómo el cerebro humano se ha adaptado a esa revolución conceptual emanada de los conocimientos científicos.
Lejos de pretender ubicar dónde almacena el cerebro toda esta información compleja, la nueva investigación averiguó cómo organiza el cerebro conceptos científicos altamente abstractos e incomprensibles para la lógica ordinaria.
Robert Mason y Marcel Just investigaron los procesos de pensamiento de sus compañeros de la facultad de física sobre conceptos de física avanzada, al registrar su actividad cerebral utilizando imágenes de resonancia magnética funcional (fMRI).
Examinaron los patrones de activación que generaban los nuevos conceptos científicos y descubrieron que los cerebros de los físicos, cuando encuentran algo disruptivo, lo separa de lo que puede asumir.
Separación de conceptos
Es decir, los conceptos que puede medir, los sitúa en una región del cerebro, y los que no puede medir ni comprender, los separa en otro espacio neuronal.
Otra sorpresa encontrada en esta investigación fue el gran grado de coincidencia entre los físicos en la forma en que sus cerebros representaban los conceptos disruptivos: aunque se formaron en diferentes universidades, idiomas y culturas, hubo similitudes en las representaciones cerebrales.
Esta similitud en las representaciones conceptuales surge porque el sistema cerebral que entra automáticamente en juego para procesar un tipo dado de información es el que intrínsecamente se adapta mejor a ese procesamiento, explican los investigadores en un comunicado.
Los investigadores destacan al respecto: las mismas regiones del cerebro se activan en todos los científicos al procesar un concepto nuevo.
Patrones predecibles
Otro resultado significativo de esta investigación se refiere a que es posible predecir qué patrón neuronal se activa ante determinados conceptos científicos disruptivos.
Con los datos recopilados en esta investigación, los científicos elaboraron un modelo matemático que puede predecir con precisión el patrón de activación cerebral de un nuevo concepto, por ejemplo, de la materia oscura, con una precisión del 70%.
Este resultado, señalan los investigadores, indica que es posible comprender la organización cerebral subyacente a los conceptos complejos, que se manifiesta incluso visualmente.
Un escáner cerebral desarrollado en el curso de esta investigación permite apreciar las manchas que utiliza el cerebro para identificar las dimensiones subyacentes a los conceptos complejos de la física, así como la zona neuronal activada cuando analiza la materia oscura.
Cómo ha ocurrido
La nueva investigación explica también cómo se ha desarrollado el proceso neuronal que ha permitido la proeza de asimilar conceptos que no habían surgido de la experiencia perceptiva.
Los investigadores explican al respecto que las neuronas del cerebro humano tienen una gran cantidad de capacidades computacionales con diversas características, y que la experiencia determina cuáles de esas capacidades se utilizan de varias formas posibles, en combinación con otras regiones del cerebro, para realizar tareas de pensamiento particulares.
El genio de la civilización ha sido utilizar estas capacidades cerebrales para desarrollar nuevas habilidades y conocimientos que no estaban previstos en la anterior cosmovisión del mundo, señalan los investigadores.
Lo que hizo posible todo esto es la adaptabilidad cerebral: los avances científicos en física que han marcado la historia humana del último siglo se construyeron con las nuevas capacidades del pensamiento humano.
Esta constatación se proyecta hacia el futuro: el secreto de enseñar nuevos trucos a los cerebros antiguos, como lo ha hecho repetidamente el avance de la civilización, es capacitar a los pensadores creativos para que desarrollen nuevos conocimientos e invenciones, mediante la construcción o la reutilización de las capacidades inherentes de procesamiento de información del cerebro humano.
Entidad más poderosa
Esos nuevos conocimientos e invenciones se explicarán a otros, cuyos cerebros los arraigarán en las mismas capacidades de procesamiento de información que utilizaron los cerebros de los desarrolladores originales.
De esta forma, la comunicación y la educación de masas pueden propagar los avances a poblaciones enteras, que tendrán las mismas capacidades de los cerebros de los científicos para asumir los nuevos conocimientos, aunque sean disruptivos.
Eso significa que el progreso de la ciencia, la tecnología y la civilización sigue siendo impulsada por la entidad más poderosa de la Tierra, el cerebro humano, concluyen los científicos.
Referencia
The neuroscience of advanced scientific concepts. Robert A. Mason, et al.l. NPJ Science of Learning, volume 6, Article number: 29 (2021). DOI:https://doi.org/10.1038/s41539-021-00107-6
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