PARA QUÉ SIRVEN REALMENTE LOS SUENOS
Una nueva y sorprendente teoría explica lo que ocurre en tu cabeza mientras duermes y por qué
¿Y si los sueños no fueran más que retazos distorsionados de la realidad que sirven para mejorar nuestra capacidad de generalizar lo aprendido en la vigilia? ¿Y si su función fuera ampliar la mente a lo desconocido para ser más eficientes en nuestra vida? La hipótesis del cerebro sobreajustado explicaría, así, por qué es tan importante lo que hacemos en brazos de Morfeo.
Si los extraterrestres visitaran la Tierra, puede que notaran algo extraño. Casi todo el mundo, en todas partes, se pasa gran parte del día prestando atención a cosas que no son reales. Los humanos dan una tremenda importancia a sucesos que nunca ocurrieron, ya sean programas de televisión, videojuegos, novelas, películas. ¿Por qué hacer tanto caso de la ficción? Quizá, estos alienígenas podrían pensar que somos demasiado estúpidos como para distinguir entre la verdad y la mentira. O que perdemos el tiempo con eventos imaginarios por la misma razón por la que comemos demasiada tarta de queso: ambos son subproductos artificiales de la evolución.
La confusión de estos visitantes galácticos no haría más que crecer cuando se dieran cuenta de que las personas dormimos y soñamos. Y es que los sueños pertenecen también al reino de la fantasía. Dado que nos llevan tiempo y energía, es de suponer que cumplen una función evolutiva. ¿Por qué es esencial experimentar cosas que nunca sucedieron?
Por haber crecido en la librería de mi familia y por mi profesión de novelista, la cuestión de la importancia de la ficción me toca especialmente. Creo que los extraterrestres de los que hablábamos estarían en la misma posición que un científico intentando explicar el propósito adaptativo de los sueños. Si podemos identificar su razón biológica, tal vez podamos aplicarla también a todo el producto de nuestra imaginación, lo que llamamos ficción.
ASÍ, COMO NEUROCIENTÍFICO, HE DESARROLLADO UNA HIPÓTESIS BASADA EN LO QUE SABEMOS SOBRE REDES NEURONALES ARTIFICIALES, que dibuja los sueños como una forma de mejorar nuestro desempeño en la vida, no solo en la forma en que pensamos. Si es correcta, también podría explicar el extraño atractivo que la ficción tiene para los humanos.
El estudio de las películas que nos montamos cuando dormimos, también conocido como onirología, dio unos pasos en falso en las primeras décadas del siglo veinte, cuando quedó teñido por las teorías de Sigmund Freud sobre la asociación de los sueños con el desarrollo psicosexual. Freud defendía que estos son la expresión de deseos reprimidos provocados por experiencias traumáticas en la infancia. Sus ideas han sido refutadas posteriormente, aunque la investigación en nuestro mundo onírico nunca se ha librado del todo de sus interpretaciones.
Por suerte, en décadas recientes, los avances en neuroimagen y las ciencias del comportamiento han traído aire fresco a este campo de estudios y han arrojado nueva luz sobre los mecanismos biológicos subyacentes a los sueños. Ahora sabemos que surgen cuando ciertas neuronas se encienden, probablemente, impulsadas por las muchas conexiones de feedback del cerebro, con independencia de la información recibida de estímulos externos. Soñar representa un estado fisiológico muy especial, en que la actividad cerebral es similar a la que ocurre cuando estamos despiertos, mientras el movimiento del cuerpo está bloqueado por poderosos sistemas químicos que inducen la parálisis.
Aun así, a pesar de que hemos aprendido mucho sobre los mecanismos de los sueños, poco sabemos sobre su función. Algunos aseguran que no necesitamos entender para qué sirven. Quizá, sean solo un efecto secundario de dormir que ha sido premiado por la evolución por alguna razón, como limpiar la basura metabólica generada por la actividad neuronal.
Sin embargo, esta hipótesis no convence del todo a otros científicos, que llaman la atención sobre el propósito adaptativo del contenido onírico. Después de todo, nos pasamos horas en brazos de Morfeo cada noche, en distintas fases del sueño.
En general, casi todas las hipótesis que existen sobre la mesa fallan a la hora de explicar la fenomenología de los sueños: su naturaleza única y específica, que los diferencia de la experiencia de la vigilia. No suelen contener los vívidos detalles de la vida real. Son alucinatorios, pues incluyen percepciones y conceptos sesgados y poco realistas. Y son narrativos, porque son versiones fabuladas del tipo de sucesos con lo que podríamos encontrarnos cuando estamos despiertos, aunque teñidos de un tono bizarro.
La teoría más sólida hasta ahora apuntaba a que soñar forma parte de un proceso de almacenamiento de los recuerdos. Si el cerebro fuera un ordenador, las memorias serían creadas cuando está encendido, y guardadas en el disco duro cuando dormimos. No obstante, la neurociencia no debe dejarse confundir por este paralelismo tan simplista. Se sabe que, después de una noche de descanso reparador, mejora el desempeño de algunas tareas, pero no está claro que sirva para memorizar mejor ciertos datos, como listas de números, por ejemplo.
La hipótesis del sueño como herramienta de la memoria se fundamenta, en parte, en que varios estudios han demostrado que los recuerdos –en forma de circuitos neuronales que se encienden cuando estamos despiertos– suelen ser reproducidos en el cerebro de los mamíferos mientras duermen. Puede que soñar sea solo eso, reproducir recuerdos.
AUNQUE SE HA DEMOSTRADO QUE LAS NEURONAS DEL APRENDIZAJE AUMENTAN SU ACTIVIDAD mientras dormimos, hay dos cosas que no quedan explicadas por esta teoría. Primero, los patrones cerebrales de reproducción de recuerdos suelen ocurrir durante la fase noREM, pero es en la fase REM en la que tienen lugar los sueños más intensos desde el punto de vista narrativo. En segundo lugar, no hay pruebas de que esos recuerdos realmente sean revividos por la persona mientras se encienden las neuronas asociadas. Al contrario, varias investigaciones apuntan a que, durante estas reproducciones oníricas, el cerebro suele activar los mismos patrones que cuando ve algo por primera vez.
Por otra parte, si los sueños fueran la mera reproducción de recuerdos o, incluso, solo subproductos de la consolidación de
Revivir recuerdos específicos en sueños es tan poco común que se considera patológico, ligado al estrés postraumático
la memoria, lo más lógico sería soñar con sucesos pasados. Sin embargo, soñar con hechos específicos que hemos vivido es tan poco común que se considera patológico y, a menudo, una señal del trastorno de estrés postraumático.
ASÍ LAS COSAS, A PESAR DE TODO, NO PODEMOS NEGAR QUE SOÑAR JUEGA UN PAPEL EN LA MEMORIA y el aprendizaje. Recuerdo que, cuando iba al instituto, un día, me pusieron de deberes aprender a hacer malabarismos para mostrarlo delante de la clase al día siguiente. Practiqué toda la tarde y parte de la noche, tirando pelotas de tenis al aire torpemente, hasta que al fin me acosté, seguro de que haría el ridículo delante de todos a la mañana siguiente. Al despertarme, salté de la cama, tomé las pelotas y comprobé que podía hacer malabarismos como un experto. Fue una lección increíble. Al parecer, mientras dormía, había ocurrido algo que había afectado a mi experiencia en la vigilia.
De todas maneras, me cuesta aceptar que hubiera almacenado o reproducido los recuerdos de mis malabarismos durante el sueño. En la cama, no podía practicar. Si hubiera reproducido mis fracasos, ¿qué habría ganado con ello? Y, sobre todo, es poco probable que soñara con cómo hacer los movimientos precisos para que no se me cayeran las bolas al suelo. En realidad, lo más razonable es que, si es que soñé con malabarismos, fuera en forma de toscas y fragmentadas alucinaciones.
Las redes neurales artificiales necesitan mitigar el efecto del sobreajuste, que limita el aprendizaje solo a los datos conocidos
Es una idea que está respaldada por estudios en que un grupo de participantes tenían que jugar al Tetris, en el que no tenía mucha práctica. Luego, afirmaban haber tenido sueños con el juego, con alucinaciones de bloques cayendo, aunque sin reproducir ninguna partida específica. Todo apunta a que la mejor manera de hacer que alguien sueñe algo es hacerle aprender una tarea nueva y difícil y, a continuación, hacer que entrenen mucho en poco tiempo, como estos voluntarios que debían jugar al Tetris durante horas.
Una nueva tendencia en neurociencia podría ayudar a explicar por qué los sueños son como son. Se trata de aplicar los últimos hallazgos sobre aprendizaje y sobre el estudio de redes de inteligencia artificial. Sus algoritmos están inspirados, después de todo, en cómo funciona el cerebro y son los que permiten a las máquinas alcanzar niveles cognitivos casi humanos en el desempeño de tareas complejas.
DESDE LA PERSPECTIVA DE LAS TÉCNICAS DE ‘MACHINE LEARNING’, APRENDER NO CONSISTE EN ALMACENAR RECUERDOS EN UN ORDENADOR. En vez de eso, se trata de gestionar una compleja, enorme y estratificada red de conexiones basada en un conjunto limitado de datos. Con cada ejemplo que se le presenta al sistema, los patrones y la red de conexiones se recombinan y se recolocan, hasta que puede manejar los datos de forma eficiente, por ejemplo, para clasificar imágenes, jugar a un videojuego o conducir un coche.
El paso siguiente sería que el sistema pudiera generalizar los datos iniciales para aplicarlos en escenarios nuevos con datos nunca vistos. Pero no siempre funciona, pues los conjuntos de datos suelen contener todo tipo de sesgos imperceptibles. No es raro que una red esté tan bien afinada con un juego de datos específico que es incapaz de abrirse a funcionar en situaciones nuevas.
En computación algorítmica, este problema se denomina sobreajuste –overfitting, en inglés–. Por el momento, se han desarrollado unos cuantos métodos para solucionarlo, la mayoría de ellos, basados en exponer al sistema a algún tipo de distorsión, como la introducción de ruido o aleatoriedad.
Una de estas estrategias se conoce como aleatorización de dominio, en que el input de información está impregnado de sesgos durante el aprendizaje, lo que produce una especie de alucinación en la red. Algo que demostró ser indispensable, por ejemplo, cuando la compañía de investigación OpenAI entrenó a una red neural artificial para que aprendiera cómo manipular la mano de un robot para resolver el cubo de Rubik.
Tenemos buenas razones para creer que el cerebro se enfrenta a algo muy similar al sobreajuste. Cada día de un animal es, estadísticamente, muy similar al anterior. El conjunto de datos que poseen para el aprendizaje es muy limitado y está lleno de sesgos. Aun así, los animales necesitan generalizar sus habilidades para lidiar con circunstancias nuevas e inesperadas, tanto en relación a sus movimientos físicos y reacciones como respecto a la cognición y comprensión de lo que está pasando. No es preciso que lo recuerden todo a la perfección, sino que puedan ampliar lo aprendido a partir de las cosas limitadas que han visto y hecho.
LOS SUEÑOS, POR TANTO, PODRÍAN SERVIR COMO ‘INYECCIONES DE RUIDO’ para contrarrestar el riesgo de tener unas miras demasiado estrechas, es decir, de aprender solo basándonos en la experiencia durante la vigilia. Es lo que se llama hipótesis del cerebro sobreajustado (OBH, por sus siglas en inglés): los animales, tan expertos en aprender, corren el peligro de acoplarse demasiado a su vida y sus tareas cotidianas.
En los últimos tiempos, he centrado mi trabajo en el desarrollo de la OBH, explorando cómo los sueños podrían ayudar a combatir la inercia del sobreajuste diario. Esencialmente, estos introducen en la ecuación el ruido necesario para no reforzar lo que hemos aprendido estando despiertos, sino para impedir la fijación de ese aprendizaje.
No puedes aplicar la aleatorización de dominio a un cerebro despierto porque la mayoría de los organismos están embarcados en actividades que requieren usar toda la energía de su sesera. Sin duda, sería peligroso intervenir en esos momentos. Sin embargo, sí puedes hacerlo en el tiempo en que
La ficción nos ayuda a salirnos de nuestros prejuicios y a liberar la mente de quedarse demasiado quieta en lo que sabe
están off line, introduciendo un puñado de inputs alucinatorios que asemejen lo que el individuo podría encontrarse en la predecible vida cotidiana, aunque mucho más sesgados y surrealistas.
De acuerdo con la OBH, entonces, los sueños no son más que información contaminada. Y el acto de soñar sirve para mejorar la generalización y el desempeño durante la vigilia. Es la razón por la que alguien puede irse a la cama como un malabarista fracasado y levantarse siendo un experto en lanzar bolas al aire.
La ventaja de esta hipótesis es que también sirve para justificar la fenomenología de los sueños, sin considerarla solo como un efecto residual sin explicación o como el fruto de algún proceso neuronal de fondo. De hecho, es el bizarro contenido y formato de los sueños lo que los hace ser tan eficaces para combatir el sobreajuste. Soñar que vuelas igual te ayuda a mantener el equilibrio mientras corres.
POR SUPUESTO, NO SIGUE SIENDO MÁS QUE UNA HIPÓTESIS AÚN POR DEMOSTRAR. TODAVÍA QUEDA MUCHO TRABAJO POR HACER PARA COMPROBAR los beneficios de los sueños para el comportamiento y su papel en la reducción del sobreajuste. Además, es necesario investigar más a fondo la fisiología de los sueños –es decir, cómo cambian las sinapsis entre neuronas y cuándo ocurre esto mientras dormimos–.
Pero, al contemplarlos desde esta nueva óptica, al menos, podemos superar las metáforas de ordenadores y discos duros de almacenamiento y empezar a entender el aprendizaje como una negociación en que la memorización compite con la generalización: aprender detalles específicos demasiado bien puede ser tan malo como no saber nada.
Si los sueños tienen este propósito y la OBH es cierta, entonces, las ficciones artificiales, como historias inventadas o películas, podrían cumplir una función similar. Dediqué diez años a escribir mi primera novela, titulada The Revelations, que trata de la conciencia y el asesinato. Podría ofrecer todas la razones culturalmente aceptadas para defender la importancia de la ficción, pero la OBH implica que hay algo más. Tal vez, el arte es percibido como placentero por los humanos porque necesitamos romper con nuestro continuo sobreajuste a la realidad.
En este sentido, los fragmentos de fantasía o realidad contaminada que nos presentan escritores, guionistas y cuentacuentos nos ayudarían a salirnos de nuestros prejuicios y a liberar la mente de quedarse demasiado encajada en lo que sabe. No solo expanden en conjunto de datos de aprendizaje a los que tenemos acceso, sino que también lo hacen de formas que impulsan la generalización y, por lo tanto, la cognición.
Es posible que los alienígenas que nos visitaron al comienzo del reportaje no se sintieran tan confundidos por nuestra obsesión con las ficciones si comprendieran esto. No les extrañaría tampoco que, con el desarrollo de la civilización, la vida diaria se fuera haciendo más compleja y, por tanto, nos fuera más fácil sobreajustarnos a ella... hasta que empezamos a dedicar más tiempo a los sueños artificiales que a los biológicos. Igual que con el descubrimiento del fuego pudimos cocinar y, así, expandir la digestión más allá de nuestro estómago, quizá, la invención de la ficción en forma de novelas, historias inventadas, películas o videojuegos nos permita seguir disfrutando de los beneficios de los sueños cuando estamos despiertos.