¿Funciona el cerebro como una máquina cuántica?

Distintas investigaciones han demostrado que el comportamiento humano y el funcionamiento de nuestro cerebro no pueden entenderse plenamente mediante las leyes de probabilidad tradicionales o “clásicas”. ¿Podrían explicarse, en cambio, por la forma en que funciona la probabilidad en el mundo más "misterioso" de la mecánica cuántica?

Un artículo publicado en The Conversation por el científico Dorje C. Brody, Profesor de Matemáticas de la Universidad de Surrey, en el Reino Unido, explora las conexiones entre el funcionamiento del cerebro y la física cuántica para intentar explicar cuestiones ligadas al comportamiento humano, que no tienen una explicación clara en base a la lógica y las leyes clásicas de probabilidad.

Comportamientos irracionales

Brody indica que la probabilidad es un marco matemático diseñado para sugerirnos las posibilidades que existen para que ocurra un evento. Está claro que funciona adecuadamente en muchas situaciones cotidianas, como por ejemplo para describir el resultado de un lanzamiento de moneda al aire, indicando que tendremos un 50 % de posibilidades de que salga cara o cruz.

A pesar de esto, distintas investigaciones han confirmado que el comportamiento humano no se rige plenamente a partir de estas leyes de probabilidad, entendidas como tradicionales o “clásicas”. Es entonces cuando nace la hipótesis que sugiere que la dinámica de funcionamiento de la probabilidad en el mundo cuántico, con sus propias reglas y estructuras, podría ser más eficaz para explicar estas zonas “oscuras” o inaccesibles del comportamiento humano.

Para el premio Nobel Daniel Kahnemann y otros científicos cognitivos, la “irracionalidad” del comportamiento humano tiene lugar cuando los patrones de conducta no siguen estrictamente las reglas de la teoría de probabilidad clásica desde una perspectiva matemática. Esto no tiene que ver con ninguna patología psiquiátrica o desorden psicológico, sino con comportamientos habituales en el ser humano que, desde esta perspectiva, se consideran “irracionales”.

Por ejemplo, un estudio publicado en 1992 analizó el comportamiento de un grupo de estudiantes luego de rendir sus exámenes finales. Encontró que tanto aquellos que habían aprobado como los que habían desaprobado se fueron igualmente de vacaciones al terminar el año. A partir de este dato, los científicos predijeron que un grupo de estudiantes que no había recibido sus calificaciones también tomaría vacaciones: así lo indicaba la probabilidad clásica, teniendo en cuenta que tanto los aprobados como los desaprobados tomaron la misma decisión.

Sin embargo, los investigadores verificaron que el grupo sin calificación había decidido no tomarse vacaciones, por distintos motivos que no están muy claros. Esta actitud fue considerada un comportamiento “irracional”, ya que no siguió los patrones de la probabilidad clásica: ¿cuáles fueron, entonces, las causas o principios que la sustentaron?

Cerebros “cuánticos” e IA

En ese sentido, Brody explica en su artículo que la probabilidad matemática también es un componente vital de la mecánica cuántica, la rama de la física que describe cómo se comporta la naturaleza a escala subatómica. Sin embargo, en el mundo cuántico las probabilidades siguen reglas muy diferentes a las clásicas.

En las últimas décadas, distintos descubrimientos han arrojado luz sobre el papel crucial que desempeña la “cuantidad” o la dinámica cuántica en la cognición humana: cómo el cerebro humano procesa la información para adquirir conocimiento o comprensión. Estos hallazgos también tienen implicaciones potenciales para el desarrollo de la inteligencia artificial (IA), según describe Brody.

En consecuencia, el autor explica que en la dinámica cuántica es vital, por ejemplo, el orden en el que se presentan los elementos para llegar a una determinada conclusión. Y relaciona esta característica con comportamientos humanos descubiertos en distintas investigaciones, en las cuales se comprobó que al realizar preguntas a voluntarios humanos las respuestas variaban notablemente en función del orden o presentación de los elementos.

Además, un estudio de 2020 de Brody y su equipo sugiere que las técnicas matemáticas desarrolladas para modelar el mundo cuántico podrían aplicarse para modelar cómo el cerebro humano procesa datos ruidosos o se adapta a las variantes del entorno.

Llega a esta conclusión al analizar que estos principios se pueden aplicar a otros comportamientos en biología, más allá del cerebro humano. En su investigación verifica que las plantas verdes, por ejemplo, tienen la notable capacidad de extraer y analizar información química y de otro tipo de su entorno y de adaptarse a los cambios.

Esta eficiencia, sugiere Brody, hace que muchos organismos vivos superen a los ordenadores más potentes en este aspecto. Por último, concluye que si nuestro comportamiento se describe mejor por la forma en que funciona la probabilidad en la mecánica cuántica, entonces sería factible replicar con precisión el comportamiento humano en las máquinas: los sistemas de IA probablemente deberían seguir reglas cuánticas, no clásicas.

El científico describe a su nuevo concepto como Inteligencia Cuántica Artificial (ICA): aunque se necesita una gran cantidad de investigación para desarrollar aplicaciones prácticas a partir de esta idea, podría conducir a una IA con la capacidad de pensar y comportarse de forma más similar al ser humano.