Resonancia estocástica

Lo que nos interesa del mundo (vamos a llamarlo señal) está siempre mezclado, confundido con una realidad para nosotros irrelevante, incluso perturbadora (vamos a llamarla ruido). El cerebro debe limpiar esas señales informativas interesantes, aislarlas y librarlas del ruido, fijando la atención en lo necesario y/o deseado y desestimando lo superfluo. Lo ideal sería un mundo sólo con señales, sin ruido, con los sentidos activados únicamente por lo deseable, sin interferencias.

Olvídese de ese supuesto mundo idílico, cristalino, en el que se ha eliminado la perturbación. No existe y hay que lidiar con lo que hay: señal con ruido o, lo que es peor aún: sólo ruido.

Aunque no parezca tener sentido, el ruido puede, en ocasiones, facilitar la transmisión de la señal: en aguas fangosas de ríos americanos, con poca visibilidad, existe un pez (Polyodon spathula) que utiliza la electricidad para detectar su alimento, la pulga de agua o Daphnia. El pez emite una descarga eléctrica débil que permite sondear el campo ya que la pulga genera diminutos campos eléctricos que son recogidos por sensores eléctricos dispuestos en la trompa. Investigadores del grupo de Frank Moss demostraron que introduciendo ruido eléctrico en el agua se podía aumentar el número de capturas. Lo que teóricamente tendría que perturbar la deteción de las diminutas señales eléctricas generadas por la sonda del pez raqueta y la pulga de agua producía, con determinados parámetros, el efecto contrario.

La realidad produce señal y ruido. Daphnia produce señal pero acopla ruido de grupo para defenderse, para confundir a su depredador. El pez “sabe” que hay comida en un conjunto de señal ruido y ha aprendido a sintonizar precisamente esa combinación. El ruido “pulga de agua” le facilita la recepción de señal. El calamar emite ruido visual con la tinta para camuflar su señal pero un depredador que aprenda a detectar ese tipo de ruido junto a una señal visual insuficiente de “calamar” podrá hacerse con la presa. Además de detectar ruido de presa el propio depredador podría utilizar su propio ruido neuronal para optimizar la detección de señal insuficiente. Parece ser que es eso lo que ocurre. Las neuronas pueden manipular su ruido y así mejorar la detección de señales que necesitan un pequeño empujón para superar el umbral.

Este efecto de amplificación por ruido se conoce como Resonancia (amplificación) Estocástica (aleatoria).

Existen aplicaciones terapéuticas consolidadas apoyadas en este principio físico: implantes cocleares que generan ruido o zapatos que generan vibración para mejorar la sensibilidad en diabéticos con afectación de sus nervios. También se investigan aplicaciones en neurocirugía y robótica. La amplificación sensorial conseguida con el ruido no se limita al sentido utilizado (por ejemplo ruido sonoro para la audición) sino que se extiende a otras modalidades sensoriales: el ruido “sonoro” facilita la percepción de estímulos subumbrales visuales, tactiles y propioceptivos.

La red neuronal está acostumbrada al ruido polimodal. Ha evolucionado con él y ha aprendido a combinar señales externas e internas con ruidos internos y externos para optimizar sus objetivos.

Cuando aplicamos fármacos que modifican globalmente todas las conexiones (sinapsis) neuronales en las que interviene un determinado neurotransmisor (por ejemplo serotonina) estamos aplicando ruido químico. Si después aparece una mejoría no es porque hayamos arreglado una deficiencia o anomalía previa sino porque el cerebro ha reseteado sus circuitos con la nueva situación ruidosa. Nosotros sólo pretendemos modificar la serotonina, la “droga de la felicidad” pero se producirán readaptaciones en toda la red en relación a los otros neurotransmisores (noradrenalina, dopamina, opiáceos…) y el efecto final dependerá de la evaluación que el cerebro trate de imponer respecto a la novedad terapéutica (ruido o ruido-señal) añadida.

Parte del efecto placebo asociado a terapias se podría explicar, además de por condicionamientos, opiáceos y expectativas, por resonancia estocástica. Campos ruidosos eléctricos, magnéticos, químicos, emocionales o cognitivos, todos ellos carentes de información, es decir, globales, pueden modificar las salidas del sistema con beneficio a corto plazo si esa era la decisión cerebral (cabe que hayamos “engañado” provisionalmente al cerebro pero también cabe que este reaccione en diracción contraria a nuestra intención).

La Resonancia estocástica permite solucionar parcialmente situaciones de baja señal en ambiente ruidoso y traspasar un umbral que teníamos cerca pero existe una solución mejor: mejorar la señal para no depender del empujón del ruido externo o interno.

El conocimiento (señal racional) es el mejor antídoto frente a la mala información (señal irracional, alarmismo). El ruido en sus múltiples versiones puede consolidar una situación definitivamente errónea (efecto nocebo) o aparentar un beneficio transitorio (efecto placebo) hipotecando el medio y largo plazo.

Cuando una terapia ruidosa no ha conseguido su objetivo el aumentar aun más el ruido no hace sino disminuir la señal que nos sacará del problema. La banda de ruido eficaz es estrecha y fuera de ella no obtendremos beneficio o, lo que es peor, complicaremos la situación aumentando la dosis.

En las aguas turbias de la cultura se hace necesario disponer de un mecanismo similar al del pez raqueta que nos permita identificar la presa. Este mecanismo no no es otro que el conocimiento verificable, científico.