Temas Siguientes 127.
En los fen�menos peri�dicos se llama fase a la parte fraccional de un per�odo total 2 pi, a trav�s de la cual se ha movido la variable temporal de una magnitud peri�dica (por ejemplo, la de la posici�n del dedo en vaiv�n de una mano con la mu�eca fija, haciendo el s�mbolo que se interpreta como "n�"). El punto de referencia para la fase puede ser arbitrario, a partir de un tiempo cero arbitrario. Se suele tomar como cero el momento cuando el sentido del movimiento cambia de signo (el dedo en vaiv�n deja de ir hacia la izquierda para empezar en el sentido contrario). El origen se elige de manera que la parte fraccional del per�odo sea inferior a 2 pi (por ejemplo, cero). --------------------------------------------------------------------------
Amplitud
�--fi--�
�-----2TT-----�
tiempo
Fig 29 - Dos ondas sinusoidales desplazadas con una fase fi, medida cuando la amplitud es nula. Para los dos dedos �ndices de un mismo experimentador, ellos est�n en fase (fi = 0) si los dos est�n a la izquierda (y luego a la derecha) en el mismo instante. Aqu� est�n fuera de fase, desplazados fi = pi.
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El experimentador tiene sus dos brazos extendidos hasta las mu�ecas hacia adelante y las manos y sus �ndices apuntando al techo. Como son dos dedos �ndices, cada uno con su propia fase (�1 para el izquierdo y �2 para el derecho), conviene normalizar la experiencia definiendo la fase relativa fi = FI1-FI2. Ellos se pueden mover casi en paralelo (con fi muy cercano a cero), a la manera de dos limpiaparabrisas de autom�vil (movimientos paralelos). Si el ritmo es cada vez m�s r�pido, ocurre una involuntaria transici�n de fase desde el paralelismo del movimiento en vaiv�n (fi � 0) hacia un antiparalelismo (fi �pi). Hay varios otros posibles ensayos de dedos de manos opuestas, entrelazados o n�, con movimientos en vaiv�n o giratorios, que revelan una an�loga transici�n de fase del desequilibrio (ya que lo es por el consumo de ATP o aporte de energ�a muscular asociados con la din�mica). Se trata de una din�mica compleja porque la mente dirige el movimiento muscular mandado por un sistema, basado en genes comportamentales, que ha evolucionado hacia la soluci�n instintiva t�pica del ser humano, que alterna el movimiento de sus miembros, contrariamente al canguro que salta con los dos pies ubicados a la par. Esta transici�n de fase del desequilibrio recuerda al pasaje del paso al trote y del trote al galope, andares o aires t�picos del caballo.
Observando con atenci�n, hay un per�odo de movimientos lentos (<<2,25 Hz) sin transici�n alguna, alejado de la transici�n. Al acercarse en ensayos reiterados al per�odo cr�tico de frecuencia ca.2,25 Hz, se produce todas las veces el salto de una situaci�n a la otra, asociada a frecuencias cr�ticas (medidas en Hz) con datos bastante fluctuantes. Estas fluctuaciones resultan muy importantes para la teor�a, que verifica la introducci�n de un orden por fluctuaciones. O sea el establecimiento de movimientos antiparalelos operando con 2,25 Hz o m�s, movimientos que una vez ingresados no son ya abandonados, pese al progresivo frenado del ritmo.
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Deliberadamente es otra cosa, pero ello requiere disminuir la frecuencia de movimiento a valores mucho menores que 2,25 Hz. La zona de la transici�n ocurre para � � �, la zona de movimientos paralelos es, por definici�n, � � 0 y la de los movimientos antiparalelos es de � � 2�. La zona de movimientos paralelos es natural si hay lentitud de movimientos. La zona de movimientos antiparalelos es natural tanto si hay lentitud como si hay aceleraci�n de ritmos. La zona de transici�n es antinatural y no se la puede mantener establemente en la frecuencia cr�tica de 2,25 Hz: como ya se ha indicado, siempre va del movimiento paralelo al antiparalelo y esto no se puede revertir en forma espont�nea, siendo irreversible por encima de la frecuencia cr�tica. Esta rotura de simetr�a se explica en el texto.
La sinerg�tica encuentra as� que el par�metro de orden de esta autoorganizaci�n es la fase relativa �. El incremento temporal del par�metro de orden est� relacionado con el decremento temporal del potencial V y con las fluctuaciones F (principio esclavizador de Haken)
V es el potencial (por analog�a energ�a 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 transici�n desde el movimiento paralelo, inestable para altos valores de V, hacia el movimiento antiparalelo, estable para altos valores de V. El resto de la ecuaci�n diferencial a derivadas parciales indica que si uno incrementa el potencial V en el tiempo con F nulo, se pasa de dedos �ndices en un movimiento paralelo a otro antiparalelo, o sea desde un valor alto (fi�pi) para el par�metro 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 variaci�n del potencial en el tiempo y se origina una fluctuaci�n fuertemente positiva.
Una vez esclavizado el par�metro de orden fi en valores cercanos a cero, se despeja que V(fi) = V(-fi), condici�n de simetr�a que indica que nada cambia si se redefine al dedo izquierdo como derecho y viceversa. Adem�s 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 consideraci�n, se puede modelizar de la siguiente forma la estabilidad de los dedos �ndices en seguir con el movimiento peri�dico previo:
V(fi) = - (mu1.cos fi + mu2.cos 2fi) En la Fig 30 se indican los perfiles de potencial en funci�n de � para todas las variaciones entre 1,000 y 0,000 de (mu2/mu1) que pasa a tener el papel de par�metro de control. Con el valor 1,000 ambos son iguales y con el valor 0,000, �1 es infinitamente mayor. N�tese que el modelo explica por qu� no hay una transici�n cuesta arriba una vez que el movimiento conjunto se estabiliz� en el punto de m�nimo potencial.
El potencial V(fi), var�a con el par�metro de orden y si es bajo para cierto valor de fi se interpreta como caracter�stica de una situaci�n estable. Esto se aprecia en la Fig 30. All� se grafican muchos perfiles con dos valles sim�tricos 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.
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Fig 30 - Potencial V en ordenadas y fase relativa fi en abcisas asociado con valores del par�metro 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 ubicaci�n del sistema din�mico de los dedos, comenzando con una din�mica netamente paralela con (mu2/mu1) � 1, situaci�n en que podr�a, con una fuerte fluctuaci�n, pasarse a la otra posibilidad y terminando con una din�mica netamente antiparalela con (mu2/mu1) � 0, situaci�n donde no hay posibilidad de volver a la din�mica paralela. La transici�n de fase se produce en (mu2/mu1) � 0,250. El perfil del par�metro de orden cambia con el par�metro de control.
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peque�os. Si fuera perfecto, fi valdr�a -pi � +pi segun sea la convenci�n inicial. El movimiento antiparalelo est�� asociado con el menor potencial del valle grande. Si fuera perfecto, la fase relativa fi valdr�a cero. Las fluctuaciones F modifican la perfecci�n del movimiento, cualquiera que sea su tipo.
- ESTUDIO DE LA DINAMICA DEL CASO PARALELO.<
Contrariamente a las primeras gr�ficas de la Fig 30, la pelotita estar� aqu� 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 din�mica hacia (mu2/mu1) � 0. No cambia ni la media ni casi la varianza con el tiempo del ensayo con dedos en aceleraci�n 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 m�xima. En ese entorno se produce la transici�n de fase, lo cual en el lenguaje de la sinerg�tica se describe as�: 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 adem�s de paralelamente. Los valores de fi previos a la transici�n tienen como valor medio 160 grados. Los valores de � posteriores a la transici�n 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 �ndices comprometidos con el movimiento paralelo pasan por un per�odo de fuertes tensiones para acabar esclavizados para permitir la aparici�n de otros grados de libertad menores asociados con la din�mica prevalente cuando se aumenta el apartamiento del equilibrio. Esto es t�pico de todas las autoorganizaciones y se va a volver a ver con la autoorganizaci�n de la maduraci�n del pensamiento.
Se puede indicar que la sinerg�tica (ciencia de las autoorganizaciones resultantes de transiciones de fase del desequilibrio), resulta m�s matizada que la termodin�mica cl�sica del equilibrio. La visi�n macrosc�pica de la sinerg�tica utiliza la autoorganizaci�n espont�nea del movimiento antiparalelo de los dedos como un ejemplo paradigm�tico que ilumina un tipo muy general e importante de fen�menos.
Friedrich R, Haken H - A short course on synergetics, in Proto, A (ed.)- Nonlinear phenomena in complex systems, North Holland, 1989.
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El aprendizaje es la soluci�n econ�mica (tambien en t�rminos de energ�a) para la supervivencia de los animales orientados hacia un atractor inteligencia - intensivo. Por lo pronto ahorra un n�mero desmesurado de instrucciones comportamentales en el mensaje gen�tico.
En el comportamiento, sin etiquetas obvias, de esos animales, resulta dif�cil diferenciar lo innato de lo aprendido. Por ejemplo, el reconocimiento de una imagen no es innato pero como el circuito neural asociado a ese fen�meno cumple esa misi�n, no parece tampoco un t�pico aprendizaje. No parece adecuado preguntarse si el concepto de espacio y tiempo de un ni�o es innato o aprendido, pues es una mezcla de predestinaci�n y de adaptaci�n, como resulta muy frecuente en biolog�a (Minsky, 11.7).
El principio de Papert (Minsky, 10.4) aclara que algunas de las etapas cruciales del desarrollo mental no est�n siempre basadas en la adquisici�n de nuevas habilidades. Lo est�n, en cambio, en que se adquieran, con la influencia del cerebro B, nuevas v�as de gesti�n administrativa para usar lo que uno ya sabe. La hip�tesis se�ala que la tarea t�pica es la de edificar mejores sistemas administrativos para dichas habilidades.
El aprendizaje basado en la experiencia del entorno constituye una autoorganizaci�n muy especial del cerebro, autoorganizaci�n que lo configura de manera indeleble. Est� 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 (deliberaci�n). La inteligencia se puede medir y su patr�n de medida es la mayor o menor utilizaci�n de todo lo aprendido, sum�ndole una emocionalidad, una inteligencia neoemocional cultivada, esto es, tambien aprendida y que complementa a la paleoemocionalidad innata (hambre, sed, l�bido, 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 insistir� m�s adelante, para la historia biol�gica del humano, el motivo �ltimo de la racionalidad es la emoci�n y el sentimiento, as� como el justificativo t�pico de los sentimientos y la emoci�n reside en que son la etapa indispensable para despertar a la racionalidad, empezando por la primitiva y continuando por la cultivada.
Adem�s, los sentimientos m�s espec�ficos del humano est�n te�idos fuertemente por la base cognitiva que los sustenta (APENDICE 7). Racionalidad y emocionalidad de base cognitiva (descartando as� las paleoemociones) se alimentan de la misma estructura b�sica, de la misma base de datos: son productos en paralelo del cerebro frente a excitaciones est�mulo-respuesta ya sea autogenerados o bien condicionados por el ambiente externo.
No es cierto que la capacidad de aprender sea una construcci�n ulterior de la inteligencia. La capacidad de aprender depende de los genes que regulan las diferentes etapas de la formaci�n de sinapsis, de mapas y de redes que faciliten las entradas de informaci�n. Depende tambien del efecto maternal,
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de la contribuci�n de la madre para activar los mecanismos mentales del reci�n nacido. Es la gen�tica del cerebro animal, la que dictamina qu� se debe aprender y en qu� momento del desarrollo aparece m�xima sensibilidad para el aprendizaje. Es la acci�n 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 qu� debe aprender y el cu�ndo hay m�xima sensibilidad de aprendizaje depende fuertemente de la especie en cuesti�n. En la humana, una mente infantil se autocrea desde el principio en comunicaci�n emocional con otras mentes motivadas complementariamente (Trevarthen).
El proceso de aprendizaje del lenguaje est� guiado en buena parte por capacidades y tendencias innatas. De all� se puede deducir que la autoorganizaci�n del aprendizaje es gen�tica en una amplia medida. La transici�n prehist�rica importante parece haber sido desde los hombres primitivos de habla gutural y "racionalidad" basada exclusivamente en la experiencia directa, carentes de la valiosa autoorganizaci�n de las ideas traducidas en palabras no espec�ficas ("cosas, casualidad") y los primeros seres humanos que por cambios en la anatom�a de la emisi�n de sonidos logran hablar en forma m�s clara y transmitir un sistema de s�mbolos vocales abstractos m�s desarrollado. La transici�n entre el momento hist�rico cuando a�n se carece de palabras no espec�ficas y se accede al uso de las primeras de ellas, depende de una nueva reentrada entre mapas, aparentemente programable.
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Teor�a de la selecci�n de grupos neuronales. Arriba: Formaci�n de repertorios primarios Desarrollo selectivo Divisi�n y muerte de grupos neuronales Proceso de retenci�n y como resultado de de eliminaci�n selecci�n durante el desarrollo. Las mol�culas adhesivas de Acci�n de las CAMs c�lulas (CAMs) son importantes en esta etapa . Al medio: Formaci�n de Selecci�n experimental grupos neuronales como Modificaci�n de resultado de la selecci�n los pesos sin�pticos asociada con la expe- riencia. La selecci�n act�a modicficando los pesos sin�pticos, Mapa de reentrada Mapa 1 mapa 2 probabilidad de respues- tas de comportamiento que tienen valor adap- tivo para el animal indivi- dual.- Abajo -Se�ales 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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ESQUEMA PARA LA TEORIA DE SELECCION DEL GRUPO NEURONAL APTO
Se considera a continuaci�n un esbozo del esquema para la teor�a de la selecci�n del grupo neuronal debido a Edelman, referido a la formaci�n de sinapsis, de mapas y de reentradas de se�ales (Fig 31).
Gerald Edelman ense�a que en una poblaci�n de neuronas expuestas a las variaciones de conexiones y sinapsis, intentadas con otras neuronas, hay un proceso de amplificaci�n de las sinapsis m�s aptas, as� como de muerte de las neuronas con sinapsis menos aptas.
Esta afirmaci�n describe un proceso del siguiente tipo. Durante la etapa post-embrionaria de formaci�n del cerebro, repertorios de circuitos entre neuronas, que son obligatoriamente diversos entre s�, son creados por mecanismos no-gen�ticos. Gen�ticamente tenemos neuronas a montones, que lo hacen sin recibir mandato expreso de cu�l se conecta con cu�l.
Ser�a 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 colecci�n de sinapsis en la forma como se le brindaron las circunstancias. Ella forma as� una red neuronal superabundante, sin estar programada geneticamente en detalle, pero dentro del marco que le d� el mensaje gen�tico 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 energ�tica y de resultados "intelectuales". La naturaleza del proceso por el cual se ha generado este repertorio de circuitos, introduce de por s� 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 se�ala que est�n m�s all�� de la gen�tica: para �l son circuitos EPIGENETICOS. Pero est�n restringidos por la gen�tica.
Se tiene as� el primer repertorio de GRUPOS DE NEURONAS resultante de la primera maduraci�n anat�mica. A medida que se presenta la selecci�n, activada por la madre del recien nacido, algunos grupos se usan y otros no. Apenas se us� la primera vez, es dif�cil volver atr�s, salvo por un proceso de lavado del cerebro. La sinapsis que ya se us� se refuerza. Esta amplificaci�n, resultante de la experiencia, del PESO SINAPTICO, le hace acordar a Edelman la reproducci�n diferencial en el caso de la selecci�n natural darwiniana, consider�ndolas 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 poblaci�n de neuronas (en un caso) y la poblaci�n de individuos (en el otro caso). Logran que contribuyan m�s, ya que han sido seleccionados. La sinapsis que no se us� en un tiempo prudencial o que est� en un camino equivocado a los efectos de la realidad circundante, despiadadamente lleva a la muerte a la neurona presin�ptica, a la cual le toc� en el per�odo embrionario conectarse con todo tipo de neuronas, entre ellas con una experimentalmente mal o en forma in�til. La proporci�n de muerte de neuronas en esas etapas cuando todav�a se est�n dividiendo, es muy importante. Son un requisito para m�nimo gasto energ�tico ulterior, asociado con "resultados intelectuales" adecuados. Las etapas previas preparan autoorganizaciones �ptimas ulteriores. El per�odo sensible cuando se est�n seleccionando los circuitos es corto, a la vez que exigente. Las neuronas pierden poco tiempo despu�s la capacidad de dividirse que exhiben en los momentos iniciales.
Temas Siguientes 
(Pagina en preparacion)