Los niveles de consciencia son bastante difíciles de medir. La regla de oro consiste en estudiar las imágenes de resonancia magnética funcional (IRMf) del cerebro mientras que una persona recibe diversos estímulos, como instrucciones para pensar en jugar al tenis. Esto cambia los patrones de actividad en el cerebro de una forma medible.

Pero las máquinas de IRMf son grandes y caras, y las pruebas son difíciles de realizar, especialmente en pacientes en coma o en estado de mínima consciencia. Así que hay otra opción, que consiste en medir la actividad eléctrica del cerebro mediante electroencefalogramas (EEG). Esta técnica es más fácil, pero los neurocientíficos tienen llegar a un acuerdo sobre un indicador claro de consciencia en estas señales. Por lo tanto, se necesita desesperadamente una mejor manera de medir lo que se conoce como "estimulación consciente".

Y eso es justo lo que ha hecho el investigador de la Universidad de Monash (Australia) Roberto Muñoz y su equipo. Los científicos han encontrado una manera de medir el nivel de estimulación consciente en moscas de la fruta (Drosophila melanogaster) mediante la complejidad de las señales producidas por el cerebro. Su técnica les permite distinguir qué moscas han sido anestesiadas y cuáles no, simplemente observando estas señales.

Este nuevo trabajo ofrece una forma objetiva de medir la estimulación consciente, basada en conceptos bien definidos de la teoría de la complejidad. Además de tener muchas posibilidades de poder aplicarse a humanos, refleja el creciente interés en las nuevas teorías de la consciencia comprobables empíricamente.

En primer lugar, algunos antecedentes. Uno de los últimos avances más importantes en el estudio de la consciencia es la idea conocida como teoría de la información integrada. Desarrollada por el neurocientífico Giulio Tonini, consiste en que un sistema consciente debe cumplir dos condiciones específicas.

La primera es que debe procesar grandes cantidades de información. La segunda es que esta información debe integrarse en un conjunto que no se puede descomponer en partes independientes. Esto refleja la experiencia de que cada momento consciente es un conjunto unificado. Entonces, la consciencia es un fenómeno de información con propiedades específicas.

Una de las grandes ventajas de esta teoría es que se presta al análisis matemático. De hecho, algunos físicos como Max Tegmark del MIT han desarrollado modelos matemáticos de la teoría de la información integrada. Estos modelos han sido capaces de emitir predicciones comprobables y pueden modificarse en función de los datos observados.

Por ejemplo, la teoría prevé que la información asociada con la estimulación consciente debe tener un cierto nivel de complejidad. Y, por lo tanto, la complejidad de la información que produce es una medida de la estimulación consciente. Pero hay un problema. La información asociada con la estimulación consciente está claramente vinculada a muchas partes diferentes del cerebro. Medir esta "información integrada" es una tarea difícil.

Pero hay un enfoque más simple que consiste en observar el flujo de información en regiones específicas del cerebro y medir la complejidad de las series de tiempo que produce. Dado que esta serie de tiempo está correlacionada con los mecanismos que integran la información en el cerebro, debería dar alguna pista sobre el nivel de consciencia que hay detrás.

Al menos, esa es la teoría. Para descubrir su valor práctico, Muñoz y su equipo estudiaron las señales cerebrales producidas por 13 moscas de la fruta, tanto cuando están despiertas como cuando están anestesiadas. Después, analizaron dichas señales para ver su complejidad.

Los resultados son muy interesantes. La investigación afirma: "Encontramos que, de media, la complejidad estadística es mayor cuando una mosca está despierta que cuando se anestesia".

Se trata de un hallazgo importante porque sugiere una forma confiable de determinar el nivel de estimulación consciente con datos de un solo canal, en lugar de muchas fuentes de datos diferentes. También sugiere que hay un indicador claro de la estimulación consciente que no depende de los estímulos externos específicos.

Se trata de un trabajo interesante que plantea la posibilidad de estudios más detallados. Por ejemplo, los datos de los canales individuales podrían ofrecer más información sobre la naturaleza de la consciencia. La investigación continúa: "Es probable que la aplicación de un análisis similar a otros conjuntos de datos, en particular, los datos del EEG humano, conduzcan a nuevos descubrimientos relacionados con la consciencia y la complejidad".

No hace mucho, la consciencia era un tema tabú para los investigadores debido a la incapacidad de abordarla científicamente. Pero este nuevo trabajo refleja un nuevo interés y entusiasmo en explorar la consciencia con hipótesis verificables y observaciones reproducibles. Claramente, nos quedan por delante estudios apasionantes.

Ref: arxiv.org/abs/1905.13173: Distinguishing States Of Conscious Arousal Using Statistical Complexity