El cervell és una màquina. Si més no en el sentit que realitza una complexa sèrie de càlculs en paral·lel per descodificar en temps real les informacions que li arriben des dels nombrosos perifèrics sensorials connectats, el més complex dels quals és la vista. La resposta del cervell pot ser comparada a un algorisme, com si la ment fos el programari que funciona sobre el maquinari de lencèfal.
Però el cervell no és una màquina en un sentit literal. No és programari ni maquinari, ni software ni hardware. Wetware, nhi ha que en diuen. On aquest wet, humit, subratlla la naturalesa biològica de la màquina cerebral.
És el fruit més meravellós i misteriós de lEvolució.
És meravellós perquè no hi ha res, a lunivers sencer, que el pugui igualar en complexitat. I tanmateix és fet dels mateixos àtoms de la taula periòdica que componen les estrelles, pacientment disposats per tal que produeixin el pensament, la paraula i lacció. Que és tant com dir un munt de coses més: de la història a la filosofia, de la música a la ciència.
És misteriós perquè la mateixa ciència una creació del cervell mateix sap que encara no en sap prou. Més ben dit, gairebé res.
No tan sols no acaba de saber com funciona el cervell, sinó que ni tan sols hi ha consens sobre allò que és veritablement. Afigurem-nos, doncs, si pot haver-hi una entesa sobre què és la consciència, la seva característica més sorprenent, la propietat cerebral que ha encès segles dincomprensions i de debats furibunds, i no només entre teòlegs i filòsofs. A tall dexemple, no hi ha un acord unànime sobre aquella freqüent pèrdua de consciència que anomenem el son: hi ha més de vint teories alternatives sobre la raó per la qual lencèfal té necessitat dadormir-se (tot i que continua treballant). Posats a dir, tampoc no hi ha consens sobre la naturalesa dels trastorns del son i sobre algunes desagradables conseqüències, com la depressió. I, òbviament, ja ho deuen haver endevinat, no existeix un enfocament o una idea comuna sobre la depressió. I així podríem continuar fins a linfinit. I tanmateix sabem una pila de coses.
Els primers filòsofs es preguntaven si la ment residia en el cervell o en el cor, amb elements dautoritat com Aristòtil que sinclinaven pel segon. Avui sabem que el cervell és el centre de control del sistema nerviós de tots els vertebrats i de bona part dels invertebrats. Sabem a través de quins estadis ha evolucionat. Sabem de què està compost. Sabem que conserva el codi genètic en cada cèl·lula, i el sabem llegir. Tenim noves tecnologies com la RMf (ressonància magnètica funcional) o la MEG (magnetoencefalografia) que ens permeten observar les activitats cognitives mentre es produeixen. Estem avançant a una velocitat vertiginosa en la comprensió retrospectiva de tot el sistema.
El manual dun frigorífic el redacta el constructor del frigorífic. Amb el cervell, que és fruit duna evolució de milions danys de durada, només els indicis reconstruïts per generacions de cervells humans podran finalment resoldre el misteri. És la intel·ligència que prova de comprendres ella mateixa, gairebé com si aquesta fos la inevitable evolució de lEvolució.
Un manual complet de tot allò que sabem sobre el cervell, o que creiem saber, seria monumental i consultable només per un neurocientífic. Aquest manual, en canvi, és suficient per a lusuari comú dun cervell humà. És un recull de simplificacions de la cosa més complexa que existeix, però esperem-ho dalguna utilitat per a lús cerebral pràctic de cada dia.
Si el cervell humà fos tan senzill de comprendre, seríem tan simples que no ho aconseguiríem, diu una famosa citació, tan famosa que ha estat atribuïda pel cap baix a tres autors diferents.1
Al capdavall, però, nestem convençuts, el gènere humà ho aconseguirà. És només una qüestió de temps. No pas demà, però daquí a 20, 100 o 200 anys els cervells dels Homines sapientes seran capaços de comprendre el cervell. Però hi hauran trigat, des de linici de la seva aparició evolutiva, uns quants centenars de segles.
Aquest manual mateix, com el de qualsevol altre producte, no sadreça ni al passat remot de la nostra ignorància ni al futur distant duna consciència avui inescrutable. Socupa dallò que es pot fer realment amb un cervell humà avui dia: és a dir, molt, molt més dallò que es pensa.
Els progressos de la tecnologia, però també lextraordinària collita de descobriments neurocientífics dels últims vint anys, confirmen cada dia que passa la intuïció de Santiago Ramón y Cajal, un dels pares de la neurociència: Tot ésser humà, si té ganes de fer-ho, va escriure el llunyà 1897, pot ser lescultor del seu propi cervell.
És bo que el seu cervell, com el de qualsevol altre usuari, en sàpiga el com i el perquè.
1 La citació ha estat atribuïda a Emerson Pugh pel seu fill George, en el seu llibre The biological origin of human values. Però també ha estat atribuïda a Larry Chang, al llibre Wisdom for the soul, i al matemàtic Ian Steward.
1.0 VISIÓ DE CONJUNT
Cada segon que passa, fins i tot aquest, el seu sistema nerviós central és el laboratori de milions de reaccions químiques, de les quals vostè, de fet, ni se nadona. Són el llenguatge que fa servir el cervell per rebre, elaborar i transmetre informacions.
El cervell ha estat concebut durant molt de temps com una màquina. Atès que tota idea és filla del seu temps, René Descartes el va comparar amb una bomba hidràulica, Sigmund Freud amb un motor de vapor, Alan Turing amb un ordinador. Com bé es pot imaginar, Turing va ser aquell que shi va acostar més. El cervell no és exactament un ordinador, però lanalogia entre tots dos és innegable.
Tots dos transmeten informacions mitjançant missatges elèctrics. És veritat que en lordinador els missatges són digitals (expressats en la matemàtica binària del zero i lu) i en el cervell, analògics (expressats en un arc variable de mil·livolts). Però la qüestió és més complexa, perquè si la suma dels missatges analògics supera un cert nivell, la neurona dispara i transmet un impuls elèctric a les neurones connectades. Si, en canvi, el nivell no se supera, no passa res. Aquest també és un missatge binari: sí o no, engegat o apagat. [SINAPSI, 24]
Tots dos calculen. Però si lordinador té una estructura serial, és a dir, que calcula seguint una seqüència predeterminada, el cervell opera en modalitat paral·lela, executant de manera simultània una gran massa de càlculs. [SENTITS, 98] En compensació, els processadors gràfics (anomenats GPU) adopten una tecnologia en paral·lel.
Tots dos han de menester energia: lordinador en forma delectrons, el cervell en forma doxigen i de glucosa. [ALIMENTACIÓ, 84]
Tots dos tenen una memòria expansible: en el primer només shan dafegir o de substituir bancs de memòria fets de silici, en el segon només cal multiplicar les connexions sinàptiques a través de lestudi, lexercici i la repetició. [MEMÒRIA, 67]
Tots dos han evolucionat en el temps: lordinador a un ritme exponencial, doblant cada dos anys la seva capacitat de càlcul, mentre que el cervell de lHomo sapiens originat del primitiu cervell dels primitius invertebrats hi ha trigat 500 milions danys i, en els últims cinquanta mil, no ha canviat gaire. De fet, es tracta del mateix model bàsic que vostè, amable usuari, té instal·lat. [TOPOGRAFIA, 41]
Tots dos han evolucionat en el temps: lordinador a un ritme exponencial, doblant cada dos anys la seva capacitat de càlcul, mentre que el cervell de lHomo sapiens originat del primitiu cervell dels primitius invertebrats hi ha trigat 500 milions danys i, en els últims cinquanta mil, no ha canviat gaire. De fet, es tracta del mateix model bàsic que vostè, amable usuari, té instal·lat. [TOPOGRAFIA, 41]
Durant segles i mil·lennis sha cregut que el cervell humà deixant de banda el període de la infància, quan aprenem a parlar i a caminar era substancialment estàtic i immutable. Que un dany físic al cervell era impossible de reparar, ni que fos parcialment. Que un noi endarrerit en els estudis havia de passar comptes amb insuperables límits cognitius, per alimentar així generacions i generacions de desigualtats socials. Es creia que mals costums i dependències eren fardells que shavien de traginar tota la vida, o que una persona de vuitanta anys no podia mantenir la memòria duna de cinquanta.
En canvi, tot just a partir dels anys setanta del segle passat vam descobrir que era veritat justament el contrari: el cervell és en un canvi constant. És més, el canvi és el fonament mateix dels seus mecanismes. Els efectes daquesta propietat, anomenada plasticitat cerebral, [PLASTICITAT, 71] van més enllà dallò que és imaginable. El cervell és un potent ordinador, asíncron i paral·lel però que, a més a més, és capaç de readaptar tot sol el seu propi maquinari.
El maquinari cerebral, format per àtoms i molècules endreçats de manera enginyosa, empaqueta uns 86 milers de milions de neurones en un encèfal dun quilo i mig. Atès que cada neurona pot disparar i inundar de senyals milers de neurones adjacents fins a 200 vegades per segon, hi ha qui ha estimat que el cervell pot executar fins a 38 milers de bilions doperacions per segon. Aquella història que diu que els éssers humans només fan servir un 10% del seu cervell és una falòrnia. [MITES QUE CAL DESMUNTAR, 198] Però el fet és que aconsegueix fer tot això consumint menys de 13 watts. No hi ha cap supercomputador en el món que pugui superar la capacitat de càlcul dun cervell humà (la vista, loïda o la imaginació també són càlculs), i encara menys la seva extraordinària eficiència energètica. I això només és el començament.
Gairebé totes les cèl·lules del cos humà neixen i moren, sense parar. Totes llevat de les cèl·lules neuronals, les úniques que lacompanyen al llarg del camí de lexistència, des del primer fins a lúltim dia de la seva vida. [FINAL DE LA VIDA, 203] De fet, són les que produeixen allò que vostè és. La personalitat, les capacitats i el talent, lerudició i el vocabulari, les inclinacions i els gustos, fins i tot els records del passat estan inscrits dalguna manera en larquitectura neuronal personal. [PERSONALITAT, 143] Tan personal que no hi ha en el món cap altre cervell igual que el seu, encara que vostè tingués un bessó o una bessona.
Doncs bé, la màquina en qüestió fins i tot està en condicions, dintre de certs límits, de corregir els defectes del seu maquinari. Quan una àrea cerebral és danyada accidentalment, el cervell tot sovint és capaç de reprogramar-se, de traslladar a una altra banda les connexions que falten i, en substància, dajustar-se tot sol. [VISTA, 103] I si això passa alguna vegada a gran escala (com en el cas de la pèrdua de la vista, quan les àrees cerebrals inutilitzades es posen al servei dels altres sentits), passa contínuament a petita escala, perquè, quan ens fem vells, moltes neurones moren i ja no retornen. Però les que queden vives saben com fer-ho per reorganitzar-se de manera que ledat que avança no tingui conseqüències fatals. [ESTRATÈGIES DEL CERVELL, 215] No ho demanéssiu pas a un processador de silici, en el qual un sol transistor defectuós pot aturar lartefacte sencer.
Quan parlem de reorganitzar les sinapsis, però, els 150 bilions de connexions entre neurones que calculem que hi ha, el cervell no necessita fer front a una emergència. Ho fa tot sol, espontàniament.
La influència duna neurona sobre cadascuna dels centenars de neurones connectades a ella pot ser molt forta, molt feble o qualsevol dels graus intermedis, segons la solidesa i la força de cadascuna de les sinapsis. Hi ha una espècie de norma, enunciada pel científic canadenc Donald Hebb lany 1949: Neurons that fire together, wire together. Les neurones que es disparen juntes sacoblen i reforcen el seu lligam recíproc. És així com el cervell es reorganitza constantment: creant sinapsis noves, reforçant les velles, eliminant aquelles que ja no serveixen. [ENGEGADA, 81] Un gran nombre de funcions cerebrals, començant per laprenentatge, depenen daquest ajustament constant de les connexions sinàptiques i de la seva força i solidesa. En resum, al contrari dallò que hem cregut durant segles, el cervell humà no és de cap manera ni estàtic ni immutable:
en alguns casos es pot autoreparar;
un nen endarrerit en els estudis pot aprendre a aprendre. Només cal ensenyar-li a fer-ho i encoratjar-lo en lloc de mortificar-lo; [APRENENTATGE, 157]
un mal costum qualsevol, desagradable o excusable, pot ser abandonat. Una dependència greu, com la del joc, pot ser controlada i dominada; [HABITUDS I DEPENDÈNCIES, 186]
una anciana pot mantenir la memòria dun jove adult, si no deixa daprendre i desforçar-se cerebralment; [APRENENTATGE PERMANENT, 207]
contràriament, una simple condició destrès prolongat, i ja no diguem una síndrome destrès posttraumàtic, produeixen canvis no desitjats i de llarga durada a les connexions cerebrals. [ESTRÈS CRÒNIC, 190]
Atenció: en qualsevol cas, un funcionament imperfecte de la màquina cerebral pot implicar patologies o altres respostes no desitjades que queden fora de labast, simplement divulgatiu, daquest manual [NOTES LEGALS, 239] i que requereixen consell i atenció per part de professionals especialitzats. [DISFUNCIONS, 193]
Lusuari dun cervell que funciona pot descobrir que, gairebé sempre a través duna volició dun acte de voluntat, està en condicions de modificar, ajustar, sintonitzar almenys en part la seva configuració sinàptica. [TAULER DE CONTROL, 149] Que al capdavall, i resumidament, és tant com dir la seva vida.
A lespera de fer la coneixença dalgun extraterrestre amb una intel·ligència superior, el cervell de lHomo sapiens continua sent la cosa més complexa, sorprenent i fantàstica de lunivers. La complexitat és allò que fa les neurones capaces de produir el pensament, la intel·ligència i la memòria, tot a la mesura de cadascun dels usuaris. És sorprenent que aquesta mena de màquina biològica superi encara de molt, per capacitat de càlcul i per eficiència, totes les màquines del món. És fantàstic fer-hi una passejada.