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Reconociendo inteligencia extraterrestre… «¿No puede haber vida e inteligencia allí afuera en formas que no podemos concebir?»

«Podrían estar mirándonos a la cara y simplemente no reconocerlos. El problema es que estamos buscando algo muy parecido a nosotros, asumiendo que por lo menos tienen algo así como las mismas matemáticas y tecnología»

Esta interesante observación fue hecha por Lord Martin Rees, cosmólogo y astrofísico de avanzada que es el presidente de la Royal Society de Gran Bretaña y astrónomo de la reina de Inglaterra. Rees cree que la existencia de la vida extraterrestre podría estar más allá de la comprensión humana.

«Sospecho que puede haber vida e inteligencia allí afuera en formas que no podemos concebir. Así como un chimpancé no puede entender la teoría cuántica, podría estar allí como aspectos de la realidad que están más allá de la capacidad de nuestros cerebros», dijo Rees.

Un alienígena puede tener cuatro miembros, como nosotros los humanos. O puede lucir 17 tentáculos, en función de las presiones evolutivas. Podemos observar, cuantificar y describir estas cosas. Pero ¿cómo podemos realmente evaluar el funcionamiento de una mente alienígena?

Un nuevo estudio, a publicarse en Acta Astronautica en febrero, y reportado en Astrobiology de la NASA, ofrece un ejercicio preliminar para hacernos pensar fuera de nuestro propio encasillamiento en la evaluación de la inteligencia extraterrestre. El ejercicio se llama COMPLEX (complejo), que significa «COmplexity of Markers for Profiling Life in EXobiology» (complejidad de marcadores para la generación de perfiles de vida en Exobiología). El proyecto compara varias inteligencias no humanas —incluyendo a los animales, microbios y máquinas— entre sí (en lugar de con los seres humanos) y entre varias categorías de conducta y capacidad mental.

«El objetivo de COMPLEX sería prepararnos para evaluar otras especies si encontramos vida en el espacio», dice Denise Herzing, autora del estudio y biólogo de la Universidad Atlantic de Florida.

La investigación podría resultar crítica para la astrobiología, que depende en gran medida de la comprensión terrestre para evaluar lo que es posible en otros planetas. Más allá de la increíble variedad de biota de la Tierra, la «inteligencia» es una cosa muy difícil de definir. Históricamente, a menudo hemos definido la inteligencia en los seres sobre la base de cuánto se parece a la nuestra. Recopilamos patrones de sonido de las ballenas que se pueden calificar como el lenguaje, evaluamos el uso de herramientas rudimentarias por los cuervos y admiramos la complejidad de las sociedades de los elefantes.

Viendo estas inteligencias no humanas a través de una lente humana, sin embargo, puede estar subestimando la capacidad intelectual de estas criaturas. Por otra parte, cuando se aplica a las formas de vida no terrestre, nuestro sesgo hacia las características de la inteligencia humana puede realmente hacer que nos equivoquemos.

La preparación de Herzing la ha preparado bien para un emprendimiento astrobiológico. Ella es la directora de investigación y fundadora del Wild Dolphin Project, una organización que ha estudiado un par de delfines durante casi tres décadas para aprender acerca de los comportamientos de los animales, la estructura social, y más. Muchos científicos creen que los delfines (técnicamente, marsopas, «delfín» es un nombre común que se da a los animales) están entre las criaturas más inteligentes en la Tierra, tal vez a la par con los primates no humanos.

El trabajo de Denise Herzing en el Wild Dolphin Project es el estudio de la comunicación dentro de un entorno de delfines, un proyecto en el que permaneció durante casi 30 años. Crédito: Wild Dolphin Proyecto.

En su mayor parte, el estudio de la inteligencia de los delfines ha socavado los métodos estándar que utilizamos para evaluar la inteligencia de otras especies. Nos centramos en las características físicas, tales como el tamaño del cerebro en relación con la masa corporal. También hemos puesto a prueba especies llevándolas a hacer el tipo de cosas que consideramos características de nuestra propia capacidad intelectual superior, como los rompecabezas y la comprensión de la lengua de signos o auditiva.

«Utilizamos principalmente dos métodos para buscar inteligencia», dijo Herzing. «El primero es una revisión de la infraestructura física de los cerebros: grandes cerebros, sistemas neuronales complejos, etc… La segunda es una evaluación cognitiva que generalmente requiere experimentos y pruebas, diseñadas por el ser humano y basadas en lo que creemos que son habilidades «superiores».

Una tercera medida de la inteligencia, la de la señalización y las comunicaciones complejas, ganaron terreno recientemente. Gracias a los avances en el reconocimiento de patrones por las computadoras junto a otro software, ahora tenemos herramientas para recopilar y analizar los datos necesarios para evaluar esta dimensión. Un ejemplo son los largos segmentos de vocalización de los delfines en comparación escuchando elementos repetidos y arreglos sintácticos aparentes en medio de los chasquidos, silbidos y gritos.

A través de estas investigaciones, encontramos profundas ejemplos de inteligencia similar a la humana en no humanos, empujándonos de nuestros altos pedestales, hasta cierto punto.

«Los seres humanos tuvimos que renunciar a una parte de lo que pensábamos que era ‘único’ en nosotros, ya que los animales comenzaron a mostrar sus verdaderas habilidades», dijo Herzing.

Anteojeras humanas

Tan útilmente humillantes son estas revelaciones que fallamos en juzgar la inteligencia de los animales en sus propios términos, por así decirlo.

«Por supuesto, cada especie es inteligente en el sentido de poder sobrevivir en su medio ambiente», dijo Herzing. «Sin embargo, otras especies pueden tener tipos de inteligencia basadas en su estructura y el entorno físico que rivalizan con la inteligencia humana en complejidad, aunque no es exactamente igual a la nuestra. Por ejemplo, las criaturas complejas sin manos probablemente no construyen cosas de la misma manera que los seres humanos.»

Indiscutiblemente, nuestra capacidad de reutilizar los contenidos del mundo físico, de la piedra de cantera de las pirámides al silicio en nuestras computadoras, es una exhibición asombrosa de medios que no posee ningún otro organismo del hábitat terrestre. Pero las maravillas de la ingeniería de un montículo de termita, en el control de temperatura, ventilación, cultivo de jardines de hongos, no deben ser despreciadas, tampoco. Como individuos, las termitas no son muy inteligentes o capaces. Pero como «mente de colmena» colectiva, las criaturas lograr hazañas increíbles.

«Creo que algún día seremos capaces de vernos a nosotros mismos como una de las muchas especies que desarrollaron algunas especialidades, como el lenguaje oral y la manipulación de las cosas, en vez de vernos a nosotros mismos como la única especie que es inteligente, porque creemos que tener lenguaje es inteligente», dijo Herzing.

Para prestarle debida atención a otros aspectos de la inteligencia, Herzing desarrolló COMPLEX. Ella reclutó una pequeña cantidad de científicos, desde astrobiólogos a un científico de la computación, para intervenir en las cinco dimensiones de la inteligencia a través de varias entidades claramente no humanas.

Las dimensiones complejas son: «cociente de encefalización» (un muestreo de la complejidad neural), «señales de comunicación» (complejidad de la codificación de señales), la «complejidad individual» (la presencia de personalidades, en esencia), la «complejidad social» (viviendo como grupo o individualmente) y la «interacción entre las especies» (el caracter de las relaciones externas). Cada categoría fue dividida en otros atributos, más específicos. Para citar un ejemplo de cada uno, respectivamente: las especializaciones neurales, repertorio natural, flexibilidad de roles, alianzas/cooperación, y el altruismo entre especies.

Si algunos de los términos e ideas anteriores no nos suenan cuando se piensa en los indicadores de la inteligencia, éste es el punto.

«Debido a que la mayor parte de los criterios para la inteligencia humana enfatizan el lenguaje, la cognición y la competencia numérica, se utilizaron otras dimensiones de procesamiento de la información a la escala de los organismos en las pruebas», escribió Herzing en su artículo.

Los expertos calificaron cinco fuentes inteligencia concebible para el estudio, tomadas de las categorías creadas por Lori Marino de la Universidad de Emory y Kathyrn Denning de la Universidad de York para el proyecto del Instituto SETI «Inteligencia en Astrobiología». Los ejemplos específicos evaluados son delfines, pulpos, abejas, microbios y máquinas. Cada una de esas entidades, de diferentes maneras se enfrentan y exploran su entorno para sobrevivir (o como se puede decir para una máquina, que funcione como está programada). Entre las instancias de atributos está la compleja comunicación de los delfines, el aprendizaje asociativo en los pulpos, la danza ondulante que usan las abejas para indicarle a sus compañeras la ubicación de los alimentos, el comportamiento grupal de autobeneficio de las colonias microbianas y la potencia de cálculo de las máquinas.

En general, con los resultados del ejercicio, COMPLEX mostró cómo se acomodaban una sobre otra los cinco inteligencias no humanas. Cada zona demostrada de potencial alto y bajo, con algunas similitudes y diferencias interesantes saliendo a la luz. Tanto las abejas como las máquinas alcanzaron cifras altas en la comunicación de señales y en las categorías de complejidad social. Los delfines, pulpos y máquinas todos dumaron puntos en gran encefalización (complejidad neural). Los microbios, que fácilmente confundimos los seres humanos con la falta de habilidades sociales, fueron calificados relativamente alto en la categoría de interacción entre las especies.

Los resultados sugieren maneras en que podríamos intentar definir (y re-establecer) el elusivo concepto de las inteligencia de los seres diferentes de nosotros.

«COMPLEX es un ejercicio inicial para ver cómo podemos empezar a comparar los tipos de inteligencia, sin depender de las características humanas solamente», dijo Herzing.

Una extensión natural de estos resultados preliminares es la creación de nuevos criterios y probar otras inteligencias.

«Sería genial tener cientos de especies medidas por los expertos y comparadas», dijo Herzing. «Los cinco ejemplos escogidos han sido sólo cinco de muchas inteligencias posibles.»

Las versiones futuras de COMPLEX también podrían tratar de hacer frente a las simplificaciones de pintar un tipo de criatura con un pincel demasiado grueso. Por ejemplo, «microbios» es un término genérico para plancton (plantas y animales), hongos, bacterias, arqueas y más, cubriendo un continuum de comportamiento y actividad. Por lo tanto, no todos los microbios califican igual. Herzing dice que uno de los objetivos de COMPLEX es determinar estas divisiones.

Uno de los retos de COMPLEX, así como de cualquier intento de evaluar la inteligencia en los demás, es hacer frente a nuestros propios prejuicios inherentes. ¿Cómo no juzgar algo para los estándares humanos, mirando a través de los ojos humanos y calculándolo con un cerebro humano?

«Uno de los hallazgos interesantes del ejercicio es cuán difícil fue para los expertos pensar en comparar cerebros de mamíferos con cuerpos de insectos», dijo Herzing. «¿Se puede comparar la función de estas estructuras y la forma en que contribuyen a la inteligencia, sin dejar nuestra tendencia humana en el camino?»

La máquina es un ejemplo particularmente difícil, después de todo. Ellos son por nosotros, para nosotros.

«¿Debido a que las computadoras y la inteligencia artificial son hechas por el hombre, cómo se miden sus habilidades?», dice Herzing. (Cabe destacar que algunos astrobiólogos piensan que los extraterrestres espaciales tecnológicamente avanzados podrían muy bien ser «post-biológicos», lo que significa robóticos.)

Una última cuestión con el enfoque de COMPLEX es que requiere la colaboración de expertos en las especies en cuestión o en la entidad inteligente. Evaluar inteligencias no-humanas terrestres bien investigadas puede abrir nuevas ventanas conceptuales. Pero puede que no lleve automáticamente a descubrir el código de los posibles inteligencias extraterrestres, particularmente las que sean «vislumbradas» por nuestras sondas robóticas o eventuales astronautas interplanetarios e interestelares.

«El desafío con el enfoque de COMPLEX es que necesitamos datos para hacer evaluaciones, de manera de asumir una cierta cantidad de estudio científico», dijo Herzing. «Va a ser difícil en otros planetas, si tenemos que hacer evaluaciones rápidas, pero creo que, posiblemente, podemos poner a nuestros equipos en la tarea de reconocer los patrones rápidamente, si es necesario.»

Cada fragmento de conocimiento puede resultar útil para estar listos y dispuestos a considerar la posibilidad de inteligencias extraterrestres similares o radicalmente diferentes de nuestra. Después de todo, luchamos para entender exactamente qué es la inteligencia, incluso cuando está delante de nuestras narices.

«No hemos hecho un trabajo muy bueno reconociendo otras formas de vida inteligente, y otras culturas humanas y no humanas en nuestro propio planeta», dijo Herzing. «Si nos ponemos el desafío de preguntas y reflexiones fuera de nuestra zona de confort, creo que algún día podremos ir más allá de nuestros prejuicios humanos y lograr al menos un vistazo alrededor de la esquina.»

La imagen similar a un «alienígena» en la parte superior de la página muestra una pequeña medusa planctónica con tentáculos verdes fluorescentes brillantes. La fluorescencia de color rojo en el medio de la medusa proviene de la clorofila en las algas que ingirió. Imagen cortesía de Mikhail Matz, Islands in the Stream 2002, NOAA-OER.

Fuente: The Daily Galaxy. Aportado por Eduardo J. Carletti

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Las neuronas en el cerebro hacen una sustracción sobre las imágenes y utilizan la diferencia

Los investigadores asumieron hasta ahora que la información que suministra el sentido de la vista es transmitida casi en su totalidad desde su punto de entrada a las áreas superiores del cerebro, donde se genera la sensación visual. «Por lo tanto, fue una sorpresa descubrir que los volúmenes de datos se reducen considerablemente ya en la corteza visual primaria, el cuello de botella que lleva al cerebro», dijo el Dr. Dirk Jancke del Institute for Neural Computation en la Ruhr-Universität

«Intuitivamente asumimos que nuestro sistema visual genera un flujo continuo de imágenes, al igual que una cámara de video. Sin embargo, hemos demostrado que la corteza visual suprime la información redundante y ahorra energía mediante el envío, frecuentemente, de diferencias de imagen.»

Sumar o restar: dos estrategias de codificación del cerebro

Los investigadores registraron las respuestas de las neuronas a las secuencias de imágenes naturales, por ejemplo paisajes de vegetación o edificios. Crearon dos versiones de las imágenes: una completa y una en la que habían eliminado sistemáticamente determinados elementos, concretamente los contornos verticales u horizontales. Si el tiempo transcurrido entre las imágenes individuales era corto, es decir, 30 milésimas de segundo, las neuronas representaban la información de la imagen completa. Eso cambió cuando el tiempo transcurrido en las secuencias fue más largo que 100 milisegundos. En ese caso, las neuronas representaron sólo aquellos elementos que eran nuevos o que faltaban, es decir, las diferencias de imagen.

«Cuando analizamos una escena, los ojos realizan mini movimientos muy rápidos con el fin de registrar los detalles finos», explica Nora Nortmann, estudiante de posgrado en el Instituto de Ciencias Cognitivas de la Universidad de Osnabrück y el grupo de trabajo RUB Optical Imaging. La información respecto a esos detalles es remitida por completo y de inmediato por la corteza visual primaria. «Si, por el contrario, el tiempo que transcurre entre las miradas es más largo, la corteza codifica solamente los aspectos en las imágenes que han cambiado», continúa Nora Nortmann. Por lo tanto, ciertas secciones de imagen se destacan y los puntos de interés son más fáciles de detectar, especulan los investigadores.

«Nuestro cerebro está observando permanentemente hacia el futuro»

Este estudio ilustra cómo las actividades de las neuronas visuales se ven influidas por los acontecimientos pasados. «Las neuronas acumulan una memoria a corto plazo que incorpora su entrada constante», explica Dirk Jancke. Sin embargo, si algo cambia abruptamente en la imagen percibida, el cerebro genera un tipo de mensaje de error basado en las últimas imágenes. Esas señales no reflejan la entrada reciente, sino la forma en que la entrada reciente se desvía de lo que se esperaba. Los investigadores han postulado hasta ahora que esta llamada codificación predictiva sólo tiene lugar en las zonas más altas del cerebro. «Hemos demostrado que el principio se aplica a las primeras fases del procesamiento cortical, también», concluye Jancke. «Nuestro cerebro está mirando de forma permanente el futuro y la comparación de la entrada actual con las expectativas que surgieron a partir de situaciones del pasado.»




Observando la actividad cerebral en el rango de los milisegundos

Con el fin de monitorear la dinámica de las actividades neuronales en el cerebro en el rango de milisegundos, los científicos utilizaron tintes dependientes de voltaje. Esas sustancias emiten fluorescencia cuando las neuronas reciben impulsos eléctricos y se vuelven activas. Gracias a un sistema de cámaras de alta resolución y el subsiguiente análisis asistido por computadora, la actividad neuronal se puede medir sobre una superficie de varios milímetros cuadrados. El resultado es una película temporal y espacialmente precisa de los procesos de transmisión dentro de las redes neuronales del crerebro.

Fuente: Science Daily. Aportado por Eduardo J. Carletti

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Científicos demuestran que los fotones atraviesan sección de un aparato sin entrar ni salir de éste

Una nueva versión del famoso experimento de la doble rendija le permitió a físicos en Israel medir un fenómeno que es extraño incluso para los estándares de la mecánica cuántica, contrarios a la intuición. Colocando un experimento de doble rendija a lo largo de la ruta de acceso de un experimento de doble rendija mayor, los investigadores han demostrado que los fotones atraviesan una sección del aparato sin entrar ni salir de éste. El efecto, argumenta el equipo, se entiende mejor invocando una interpretación de poco uso de la mecánica cuántica que fue propuesta por primera vez en 1955

Tal vez la manifestación más simple y más clara de la dualidad onda-partícula es el famoso experimento de la doble rendija. Las partículas como los fotones o electrones que se emiten discretamente se comportan como ondas cuando pasan a través de dos rendijas, y acumulan un patrón de interferencia cuando se detectan de forma individual en una pantalla.

En esta última versión del experimento, Lev Vaidman y sus colegas de la Universidad de Tel-Aviv utilizan interferómetros Mach-Zehnder como rendijas dobles y fotones como partículas. El interferómetro óptico utiliza un divisor de haz para dividir el haz de fotones en dos trayectorias separadas que se recombinan y se envían a un detector. Una diferencia en la longitud de los dos caminos dicta cómo interfieren los haces cuando son recombinados, lo que afecta la intensidad que mide el detector.

Tres caminos posibles

En el experimento de Tel Aviv, se coloca un interferómetro de Mach-Zehnder interno en el camino del interferómetro exterior, de manera que el haz recombinado continúa su viaje a través del dispositivo externo y hacia un detector (ver la figura). Esto significa que un fotón tiene tres caminos posibles desde la fuente hasta el detector. El objetivo del experimento es descubrir qué caminos toman por lo menos algunos fotones que llegan al detector. Esto se llama una medición débil, y es consistente con las leyes de la mecánica cuántica, ya que no se trata de medir el camino de algún fotón específico.


En el formalismo de vectores de dos estados, la probabilidad de encontrar un fotón se define por una onda que evoluciona hacia adelante desde la fuente (en rojo) y una onda en evolución hacia atrás desde el detector (verde). Sólo se puede encontrar un fotón si ambos son distintos de cero. (Cortesía: Lev Vaidman)

Para realizar sus mediciones, los investigadores ponen una ligera vibración en todos los espejos del interferómetro, cada uno a una frecuencia diferente. Cuando un espejo vibra, se altera la longitud del camino de una luz que se refleje desde el espejo. Esto altera la diferencia de fase cuando se recombina el haz, cambindo la intensidad en el detector. Como cada espejo está vibrando a una frecuencia única, las oscilaciones en la intensidad que se detectan a una frecuencia particular indican que los fotones han tocado un espejo específico.

Los investigadores dispusieron los dos caminos ópticos a través del interferómetro de interior de modo que los dos caminos interferían destructivamente al recombinarse. Por lo tanto, no podría salir luz del interferómetro interior. Cabría esperar, por lo tanto, que la única oscilación en la intensidad detectada debería venir del espejo que evita el interferómetro interior; pero esto no fue lo que encontraron los investigadores.

Extraña conclusión

La intensidad detectada, de hecho sí oscila a la frecuencia de este espejo de derivación, pero también oscila en las frecuencias de los espejos del interferómetro interior. Sin embargo, no oscilan en las frecuencias de los espejos direccionadores de luz dentro o fuera de este interferómetro interior. Esto lleva a la extraña conclusión de que algunos fotones recibidos por el detector han pasado por el inteferometer interior, pero nunca han entrado en él y nunca lo dejaron.

Los investigadores creen que esto valida una interpretación convencional de la teoría cuántica llamado formalismo vectorial de dos estados. Fue propuesta por primera vez en 1964 por Yakir Aharonov, Peter Bergmann y Joel Lebowitz. Aquí, la probabilidad de encontrar una partícula en un lugar en particular es el producto de dos vectores: uno que evoluciona hacia delante en el tiempo desde la fuente y uno que evoluciona hacia atrás en el tiempo desde el detector.

Un fotón puede tocar un espejo si y sólo si ambas ondas no son cero en ese punto. El interferómetro interior hace que cualquier onda que lo deja sea igual a cero. La onda que evoluciona hacia adelante es cero en la salida, de modo que no hay fotones que se puedan encontrar aquí. La onda en evolución hacia atrás viaja hacia atrás en el interferómetro y por lo tanto es cero en el camino, así que no hay fotones se puedan encontrar aquí tampoco. Dentro del interferómetro interior, sin embargo, ambas ondas en evolución hacia adelante y hacia atrás no son cero, por lo que los fotones pasan a través de los dos brazos (ver figura).

Intuiciones y explicaciones

Vaidman subraya que este formalismo del vector de dos estados en realidad no hace predicciones diferentes del planteo de la mecánica de ondas convencional ideada por Erwin Schrödinger en 1920. Sin embargo, los resultados de este experimento parecen altamente contrarios a la intuición y son difíciles de racionalizar usando el método tradicional. «Se pueden definir constantes y usted puede tener intuiciones sobre lo que está pasando con el formalismo vectorial de dos estados», dice Vaidman: «Pero no es algo que la mecánica cuántica estándar no pueda explicar en definitiva.»

Onur Hosten, de la Universidad de Illinois en Urbana-Champaign, quien no participó en el experimento, dice que si se tiene en cuenta el experimento utilizando el formalismo de vectores de dos estados o utilizando el enfoque de onda mecánica convencional, el efecto se genera por el hecho de que la realización de una medición débil inevitablemente perturba el sistema. Los propios espejos oscilantes cambian los caminos ópticos, destruyendo de ese modo la interferencia destructiva perfecta entre los dos caminos del interferómetro interior y permiten que la función de onda se escape.

La probabilidad de que un fotón escape es efectivamente cero, sin embargo, debido a que la probabilidad es proporcional al cuadrado de la función de onda, que tiende a cero mucho más rápido que la propia función de onda. «Desde mi perspectiva, es muy interesante entender por qué usted consigue los resultados que usted logra», dice Hosten, agregando «pero también es interesante que una medición débil le dará algunas respuestas desconcertantes».

Los resultados se publicarán en la revista Physical Review Letters. Un pre-impresión está disponible en arXiv .

Fuente: Physics World. Aportado por Eduardo J. Carletti

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