Amplitud
                ³--fi--³
                ³-----2TT-----³
                                                            

                                                                tiempo

V es el potencial (por analogía energía potencial) que debe minimizarse para asegurar estabilidad. Las fluctuaciones F se suponen gaussianas centradas en cero. Un fuerte valor negativo de F ayuda a la transición desde el movimiento paralelo, inestable para altos valores de V, hacia el movimiento antiparalelo, estable para altos valores de V. El resto de la ecuación diferencial a derivadas parciales indica que si uno incrementa el potencial V en el tiempo con F nulo, se pasa de dedos índices en un movimiento paralelo a otro antiparalelo, o sea desde un valor alto (fi÷pi) para el parámetro de orden a un valor bajo (fi÷0), en el tiempo. Solamente se puede pasar de antiparalelo a paralelo si se hace tender a cero la variación del potencial en el tiempo y se origina una fluctuación fuertemente positiva.

Una vez esclavizado el parámetro de orden fi en valores cercanos a cero, se despeja que V(fi) = V(-fi), condición de simetría que indica que nada cambia si se redefine al dedo izquierdo como derecho y viceversa. Además el valor de n no altera las cosas si n = 0,2,4... ya que

                
                              V(fi) = V(fi+nTT)

Tomando todos estos datos en consideración, se puede modelizar de la siguiente forma la estabilidad de los dedos índices en seguir con el movimiento periódico previo:

                      V(fi) = - (mu1.cos fi + mu2.cos 2fi) 

En la Fig 30 se indican los perfiles de potencial en función de í para todas las variaciones entre 1,000 y 0,000 de (mu2/mu1) que pasa a tener el papel de parámetro de control. Con el valor 1,000 ambos son iguales y con el valor 0,000, æ1 es infinitamente mayor. Nótese que el modelo explica por qué no hay una transición cuesta arriba una vez que el movimiento conjunto se estabilizó en el punto de mínimo potencial.

El potencial V(fi), varía con el parámetro de orden y si es bajo para cierto valor de fi se interpreta como característica de una situación estable. Esto se aprecia en la Fig 30. Allí se grafican muchos perfiles con dos valles simétricos laterales y uno grande central. Hay dos casos posibles de movimiento paralelo (en el momento t = 0, los dos dedos ya sea a la izquierda o bien a la derecha), lo cual se corresponde con los dos valles.

129.

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Fig 30 - Potencial V en ordenadas y fase relativa fi en abcisas asociado con valores del parámetro de control (mu2/mu1) que van desde 1 (extremo superior izquierdo) hasta 0 (extremo inferior derecho). La pelotita incorporada en cada uno de los casos indica la ubicación del sistema dinámico de los dedos, comenzando con una dinámica netamente paralela con (mu2/mu1) ÷ 1, situación en que podría, con una fuerte fluctuación, pasarse a la otra posibilidad y terminando con una dinámica netamente antiparalela con (mu2/mu1) ÷ 0, situación donde no hay posibilidad de volver a la dinámica paralela. La transición de fase se produce en (mu2/mu1) ÷ 0,250. El perfil del parámetro de orden cambia con el parámetro de control.

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130.

pequeños. Si fuera perfecto, fi valdría -pi ó +pi segun sea la convención inicial. El movimiento antiparalelo estáá asociado con el menor potencial del valle grande. Si fuera perfecto, la fase relativa fi valdría cero. Las fluctuaciones F modifican la perfección del movimiento, cualquiera que sea su tipo.

- ESTUDIO DE LA DINAMICA DEL CASO PARALELO.<

Contrariamente a las primeras gráficas de la Fig 30, la pelotita estará aquí en el fondo del valle central para todos los valores de (mu2/mu1). Las fluctuaciones experimentales tienden muy levemente a subir con el aceleramiento de la dinámica hacia (mu2/mu1) ÷ 0. No cambia ni la media ni casi la varianza con el tiempo del ensayo con dedos en aceleración gradual.

- ESTUDIO DE LA DINAMICA DEL CASO INICIALMENTE PARALELO

Subiendo la frecuencia desde 1,25 a 2,50 Hz se observa que al repetir los ensayos, la varianza de los puntos experimentales de las diversas corridas aumenta a medida que la frecuencia se acerca a 2,50 Hz, momento en que es máxima. En ese entorno se produce la transición de fase, lo cual en el lenguaje de la sinergética se describe así: los grados de libertad del movimiento de los dedos quedan esclavizados para adoptar una estructura de dicho movimiento diferente de la inicial. La varianza cae bruscamente con datos entre 2,25 y 2,50 Hz. A los 2,50 Hz el movimiento antiparalelo, esclavizado, es estable. En valores de 1,25 Hz o menos, los grados de libertad para el movimiento de los dedos son mayores, ya que pueden hacerlo antiparalelamente además de paralelamente. Los valores de fi previos a la transición tienen como valor medio 160 grados. Los valores de í posteriores a la transición tienen como valor medio 10 grados. Entre los 160 y los 10 grados ocurren esas fluctuaciones ya anotadas.

- AUTOORGANIZACION

los grados de libertad que exhiben los dedos índices comprometidos con el movimiento paralelo pasan por un período de fuertes tensiones para acabar esclavizados para permitir la aparición de otros grados de libertad menores asociados con la dinámica prevalente cuando se aumenta el apartamiento del equilibrio. Esto es típico de todas las autoorganizaciones y se va a volver a ver con la autoorganización de la maduración del pensamiento.

Se puede indicar que la sinergética (ciencia de las autoorganizaciones resultantes de transiciones de fase del desequilibrio), resulta más matizada que la termodinámica clásica del equilibrio. La visión macroscópica de la sinergética utiliza la autoorganización espontánea del movimiento antiparalelo de los dedos como un ejemplo paradigmático que ilumina un tipo muy general e importante de fenómenos.

Friedrich R, Haken H - A short course on synergetics, in Proto, A (ed.)- Nonlinear phenomena in complex systems, North Holland, 1989.

131.

APENDICE 4.
BIOLOGIA Y BIOTERMODINAMICA DEL APRENDIZAJE

El aprendizaje es la solución económica (tambien en términos de energía) para la supervivencia de los animales orientados hacia un atractor inteligencia - intensivo. Por lo pronto ahorra un número desmesurado de instrucciones comportamentales en el mensaje genético.

En el comportamiento, sin etiquetas obvias, de esos animales, resulta difícil diferenciar lo innato de lo aprendido. Por ejemplo, el reconocimiento de una imagen no es innato pero como el circuito neural asociado a ese fenómeno cumple esa misión, no parece tampoco un típico aprendizaje. No parece adecuado preguntarse si el concepto de espacio y tiempo de un niño es innato o aprendido, pues es una mezcla de predestinación y de adaptación, como resulta muy frecuente en biología (Minsky, 11.7).

El principio de Papert (Minsky, 10.4) aclara que algunas de las etapas cruciales del desarrollo mental no están siempre basadas en la adquisición de nuevas habilidades. Lo están, en cambio, en que se adquieran, con la influencia del cerebro B, nuevas vías de gestión administrativa para usar lo que uno ya sabe. La hipótesis señala que la tarea típica es la de edificar mejores sistemas administrativos para dichas habilidades.

El aprendizaje basado en la experiencia del entorno constituye una autoorganización muy especial del cerebro, autoorganización que lo configura de manera indeleble. Está ligado en forma poderosa con los sentimientos y con la racionalidad. Existe una racionalidad primitiva, experiencia-intensiva, de razonamiento basado en casos (Hallpike) y una racionalidad cultivada, de combinatoria creativa (deliberación). La inteligencia se puede medir y su patrón de medida es la mayor o menor utilización de todo lo aprendido, sumándole una emocionalidad, una inteligencia neoemocional cultivada, esto es, tambien aprendida y que complementa a la paleoemocionalidad innata (hambre, sed, líbido, esperanza). El nivel ideal de conocimiento es el de usar todo lo aprendido e incorporado a la base de datos denominada memoria, para resolver cualquier problema proveniente del entorno o del cerebro A (como la de aprender a aprender) (Newell).

Como se insistirá más adelante, para la historia biológica del humano, el motivo último de la racionalidad es la emoción y el sentimiento, así como el justificativo típico de los sentimientos y la emoción reside en que son la etapa indispensable para despertar a la racionalidad, empezando por la primitiva y continuando por la cultivada.

Además, los sentimientos más específicos del humano están teñidos fuertemente por la base cognitiva que los sustenta (APENDICE 7). Racionalidad y emocionalidad de base cognitiva (descartando así las paleoemociones) se alimentan de la misma estructura básica, de la misma base de datos: son productos en paralelo del cerebro frente a excitaciones estímulo-respuesta ya sea autogenerados o bien condicionados por el ambiente externo.

No es cierto que la capacidad de aprender sea una construcción ulterior de la inteligencia. La capacidad de aprender depende de los genes que regulan las diferentes etapas de la formación de sinapsis, de mapas y de redes que faciliten las entradas de información. Depende tambien del efecto maternal,

132.

de la contribución de la madre para activar los mecanismos mentales del recién nacido. Es la genética del cerebro animal, la que dictamina qué se debe aprender y en qué momento del desarrollo aparece máxima sensibilidad para el aprendizaje. Es la acción emotiva de la madre, en el caso del humano, la que completa el proceso. La fuerza impulsora del conocimiento humano y del conocimiento animal se presenta, a primera vista, parecida. Pero una segunda mirada permite notar que cada especie obtiene ventajas en privilegiar diferentes atributos a los mostrados por otras. El qué debe aprender y el cuándo hay máxima sensibilidad de aprendizaje depende fuertemente de la especie en cuestión. En la humana, una mente infantil se autocrea desde el principio en comunicación emocional con otras mentes motivadas complementariamente (Trevarthen).

El proceso de aprendizaje del lenguaje está guiado en buena parte por capacidades y tendencias innatas. De allí se puede deducir que la autoorganización del aprendizaje es genética en una amplia medida. La transición prehistórica importante parece haber sido desde los hombres primitivos de habla gutural y "racionalidad" basada exclusivamente en la experiencia directa, carentes de la valiosa autoorganización de las ideas traducidas en palabras no específicas ("cosas, casualidad") y los primeros seres humanos que por cambios en la anatomía de la emisión de sonidos logran hablar en forma más clara y transmitir un sistema de símbolos vocales abstractos más desarrollado. La transición entre el momento histórico cuando aún se carece de palabras no específicas y se accede al uso de las primeras de ellas, depende de una nueva reentrada entre mapas, aparentemente programable.

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Teoría de la selección de grupos neuronales.                          Arriba: Formación de                                                                                                     repertorios primarios
Desarrollo selectivo                    División y muerte                        de grupos neuronales
                                                Proceso de retención y               como resultado de
                                                       de eliminación                    selección durante el
                                                                                                desarrollo. Las
                                                                                                moléculas adhesivas de
                                                Acción de las CAMs                   células (CAMs) son                                                                                                              
                                                                                                importantes en esta etapa                                                                                                       .
                                                                                             
                                                                                          Al medio: Formación de 
Selección experimental                                                               grupos neuronales como 
                                               Modificación de                          resultado de la selección 
                                               los pesos sinápticos                    asociada con la expe- 
                                                                                                riencia. La selección  
                                                                                                actúa modicficando los                                                                                                   pesos sinápticos,                    
Mapa de reentrada     Mapa 1  mapa 2                                         probabilidad de respues-
                                                                                                tas de comportamiento
                                                                                                que tienen valor adap-                                                                                                   tivo para el animal indivi- 
                                                                                                dual.-    


Abajo -Señales de reentradas entre mapas correlacionando respuestas originadas en diferentes 
modalidades sensoriales, permitiendo categorizaciones basadas en el muestreo de un 
mundo sin etiquetas.                                                                                  

Fig 31.

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                                                                      133.


ESQUEMA PARA LA TEORIA DE SELECCION DEL GRUPO NEURONAL APTO


Se considera a continuación un esbozo del esquema para la teoría de la 
selección del grupo neuronal debido a Edelman, referido a la formación de 
sinapsis, de mapas y de reentradas de señales (Fig 31).


Gerald Edelman enseña que en una población de neuronas expuestas a las 
variaciones de conexiones y sinapsis, intentadas con otras neuronas, hay un 
proceso de amplificación de las sinapsis más aptas, así como de muerte de 
las neuronas con sinapsis menos aptas.


Esta afirmación describe un proceso del siguiente tipo. Durante la etapa 
post-embrionaria de formación del cerebro, repertorios de circuitos entre 
neuronas, que son obligatoriamente diversos entre sí, son creados por 
mecanismos no-genéticos. Genéticamente tenemos neuronas a montones, que
lo hacen sin recibir mandato expreso de cuál se conecta con cuál.


Sería muy poco autoorganizado un sistema nervioso que utilizase un gen para 
regir sobre cada sinapsis necesaria.  Entonces la naturaleza deja que cada 
grupo de neuronas se organice en su colección de sinapsis en la forma como 
se le brindaron las circunstancias. Ella forma así una red neuronal 
superabundante, sin estar programada geneticamente en detalle, pero dentro 
del marco que le dá el mensaje genético para el tejido nervioso. En esto 
Edelman imita los logros de las redes neurales artificiales, donde el 
programador de esa red establece arquitecturas y conexiones inicialmente 
arbitrarias y que el "entrenamiento" o aprendizaje va reforzando o 
debilitando. Un nuevo ensayo con otra arquitectura va dirigiendo al 
conjunto del grupo de neuronas hacia una mayor eficiencia energética y de 
resultados "intelectuales". La naturaleza del proceso por el cual se ha 
generado este repertorio de circuitos, introduce de por sí una gran 
variabilidad y no hay dos zonas vecinas iguales ni dos cerebros de dos 
gemelos, con la misma zona cerebral igual. A esto Edelman señala que están 
más alláá de la genética: para él son circuitos EPIGENETICOS. Pero están 
restringidos por la genética.


Se tiene así el primer repertorio de GRUPOS DE NEURONAS resultante de la 
primera maduración anatómica. A medida que se presenta la selección, 
activada por la madre del recien nacido, algunos grupos se usan y otros no. 
Apenas se usó la primera vez, es difícil volver atrás, salvo por un proceso 
de lavado del cerebro. La sinapsis que ya se usó se refuerza.  Esta 
amplificación, resultante de la experiencia, del PESO SINAPTICO, le hace 
acordar a Edelman la reproducción diferencial en el caso de la selección 
natural darwiniana, considerándolas etapas intelectualmente equivalentes. O 
sea que la sinapsis por un lado, o el individuo con ventajas comparativas 
por el otro, modifican con el tiempo la población de neuronas (en un caso) 
y la población de individuos (en el otro caso). Logran que contribuyan más, 
ya que han sido seleccionados. La sinapsis que no se usó en un tiempo 
prudencial o que está en un camino equivocado a los efectos de la realidad 
circundante, despiadadamente lleva a la muerte a la neurona presináptica, a 
la cual le tocó en el período embrionario conectarse con todo tipo de 
neuronas, entre ellas con una experimentalmente mal o en forma inútil. La 
proporción de muerte de neuronas en esas etapas cuando todavía se están 
dividiendo, es muy importante. Son un requisito para mínimo gasto 
energético ulterior, asociado con "resultados intelectuales" adecuados. Las 
etapas previas preparan autoorganizaciones óptimas ulteriores. El período 
sensible cuando se están seleccionando los circuitos es corto, a la vez que 
exigente. Las neuronas pierden poco tiempo después la capacidad de 
dividirse que exhiben en los momentos iniciales.
 
 
Temas Siguientes 

 Actualizado 21 de Mayo, 1998

 (Pagina en preparacion)