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martes, 3 de junio de 2008

¿Qué pasaría si los sistemas vivientes fueran caóticos?

En su contribución al congreso dedicado a la memoria de los cincuenta años de ¿Qué es la vida?, Kauffman planteó la posibilidad de que todos los genes interactuaran con todos los demás simultáneamente. Según su modelo de redes booleanas, el resultado sería el caos. En tal circunstancia, la modificación de algún gen por mutación tendría consecuencias catastróficas para el sistema, y la evolución sólo podría ser saltacional, basada en la aparición de los inverosímiles "monstruos afortunados".
Ahora bien, como ya he mencionado en otro artículo de este blog, esto es lo que sucede con el funcionamiento del gusano C. Elegans: todos sus genes influyen sobre todos, de modo que, en la nomenclatura de Kauffman, K=N, el número de conexiones equipara el número de nodos, con lo cual el sistema es aperiódico, totalmente caótico, y pequeñas variaciones iniciales de los parámetros lo llevarían al colapso, como pasa con los procesos meteorológicos.
Si lo pensamos bien, la conclusión no es tan extraña. Después de todo, no es correcto plantear que un sistema viviente pasa por "el mismo" estado dos veces seguidas. Como el río de Heráclito, la vida fluye sin repetirse jamás, aunque sus ciclos, en verdad espirales o rizos, nos hacen creer que es posible tratarla matemáticamente como un sistema homeostático de comportamiento periódico. El hecho de que la exploración de lo "adyacente posible" durante la evolución de las especies parezca funcionar de un modo más bien saltacional y por tansferencia horizontal de paquetes completos de información, y no de un modo darwiniano gradual, es apoyado por estos resultados.
La definición de Kauffman de un sistema complejo parece requerir una ampliación, llevándonos al dominio del aparentemente caótico "orden implicado" de David Bohm, que nos aproxima a la idea de suiperposición de estados de la mecánica cuántica como un medio de coexistencia de múltiples conexiones en dominios "paralelos". Se mantiene así el orden cuando este parece no existir según los modelos aceptados de Toería de la Complejidad, quizás demasiado clásicos y conjuntistas para dar cuanta del orden de la vida, mezcla de mecanismos corpusculares y ondulatorios.
Esa superposición de estados es lo único que permitiría a un sistema caótico mantener una lógica oculta, estar estructurado como un logos (Lacan diría "como lenguaje"). Bien podría ser un sistema así lo que Freud llamaba "lo inconciente", pero dejaremos para otro artículo analizar esta posibilidad con más detalle.
Copyright Daniel Omar Stchigel. Derechos reservados.

Una posible aplicación de la teoría de la complejidad al análisis de mercado

Actualmente, en el Instituto de Santa Fe, se desarrollan investigaciones en torno a modelos matemáticos que representen sistemas dinámicos complejos en situaciones alejadas del equilibrio. Estos modelos han sido aplicados con cierto éxito al estudio de la generación de pautas de autoorganización en sistemas químicos (células de convección de Bénard, reacciones de Belousov-Zhabotinskii) y en sistemas de redes catalíticas (redes autocatalíticas de Eigen), así como para simular las interacciones entre genes (redes booleanas de Kauffman). La ventaja de estos modelos es que son libres de escala, lo cual significa que pueden aplicarse a cualquier tipo de entidad, de la magnitud que sea (partiendo de una visión parcial o totalmente fractal de la realidad).
Si bien la teoría de los sistemas complejos de Kauffman está bien desarrollada y tiene una sólida base matemática todavía no ha sido aplicada a ningún ámbito específico de las ciencias sociales, y mucho menos al estudio de mercado.
Existe, sin embargo, un aspecto de la publicidad que sólo podría comprenderse recurriendo a esta teoría: el boca en boca, que es el modo en que, a través de lo que Heidegger llamaba “habladurías”, se genera un criterio homogéneo que flota, por así decir, sobre los individuos y se convierte en lo que “uno” (en alemán, das Mann), debería consumir.
Hasta hace poco tiempo este tipo de “opinión pública” que es armada a partir de la difusión y el sostenimiento de un logo ganador, cuyo modelo podría ser el de cierta bebida cola, se ha vuelto misterioso, considerándose algo así como un “destino epocal” desde una perspectiva filosófica.
Sin embargo, con el avance de los programas de “vida artificial” (o vida generada en el ordenador) es posible iluminar racionalmente la aparición de estos “comportamientos coherentes” que llevan a los consumidores a optar masivamente por un determinado producto.
Como el reino de la vida social es un reino de complejidad y no linealidad, es difícil no pensar en modelos que tomen como base el atractor caótico utilizado por Lorenz para las predicciones del clima, y que puede llevar a una alteración gigantesca de las predicciones con sólo un pequeño cambio en los valores iniciales de los parámetros (una mariposa que agita sus alas en el océano Atlántico produce un tornado en el Pacífico). Pero esto no explicaría el modo en que los públicos consumidores, a pesar de que sus decisiones individuales difieran, decantan globalmente en ciertas elecciones que pueden sostenerse en el tiempo a lo largo de distintas generaciones. De ahí que Stuart Kauffman, del Instituto de Santa Fe, haya optado por pensar que aun en sistemas con múltiples elementos (nodos) y con múltiples conexiones (vínculos) entre ellos es posible la generación de un comportamiento global coherente.
Tres tipos de situaciones pueden surgir en un sistema complejo:
1) Orden cristalizado: comportamiento que se mantiene fijo en un estado determinado, representado por un punto único en un espacio de fases.
2) Caos: los cambios en el sistema no forman ciclos cerrados y el sistema nunca repite un mismo comportamiento.
3) Orden en el límite del caos: se forman largos ciclos que pueden cambiar en su configuración a partir de cambios en el entorno (se trata de un sistema sensible y adaptativo que siempre recupera su coherencia global).
Según Kauffman, los sistemas complejos (incluyendo los sistemas sociales, y también, por qué no, las subcomunidades de consumidores) se mantienen en el límite del caos, dividiéndose en múltiples cuencas de atracción cuyas fronteras pueden llegar a cruzarse bajo ciertas circunstancias.
El comportamiento de los consumidores suele caer en cuencas estables, y uno de los desafíos del marketing es sacarlos de cierta cuenca de preferencias de consumo y llevarlos a habitar otras cuencas de este universo complejo.
Claro que el ideal de una empresa sería que el cliente quede aferrado a su logo y no pueda realizar ningún cambio. Pero como el mundo social en el que vivimos es complejo, toda marca (isologotipo) que se mantiene en las preferencias del consumo no lo hace inercialmente, como ocurriría si la sociedad fuera un sistema cristalizado, sino que debe esforzarse por mantener esa preeminencia. De ahí que las grandes marcas gasten fortunas en mantener vivo su nombre, esponsoreando equipos deportivos o haciendo publicidades largas y costosas aun sin que corran el peligro de perder clientes consumidores.
El mundo del mercado, como el mundo de la vida en la naturaleza, es de un alto grado de competitividad, y las marcas emplean sus estrategias para sostener su victoria en la lucha por alcanzar el mayor valor simbólico. Como en la evolución de los seres vivientes, hay dos estrategias prometedoras: la imposición desde arriba, a través del control de los grandes medios de difusión masiva, o desde abajo, a través del “boca en boca” en la recomendación de una marca. Generalmente ambas estrategias se cruzan sin ningún tipo de control de parte de las corporaciones, y el enfoque "desde arriba" es coherente con el “boca en boca”. Pero en la medida en que el logotipo tiene una exposición pública permanente, un “boca en boca” puede generar un comportamiento coherente que se propague por el sistema y genere una cuenca que hace que la opinión pública cristalice en una dirección que no es la que la estrategia “desde arriba” pretende lograr. Esto ha ocurrido, por ejemplo, con un e-mail que advertía sobre los peligros para la salud derivados del uso de cierto yogurt probiótico.
Curiosamente, este yogurt trató de imponerse por una simulación desde arriba de una difusión desde abajo, mostrando que se repartía gratuitamente entre las personas (nadie me ha confirmado que esos yogurts gratuitos llegaran a sus manos) y “diciendo” que el producto en cuestión se lo recomiendan unos a otros (tratando de realizar una profecía autocumplida). Luego tuvo que hacerse eco del boca en boca y desmentirlo, recurriendo “desde arriba” a la autoridad de los profesionales de la salud (quienes de hecho no lo recomiendan, pero tampoco han salido a desmentirlo públicamente).
Como sea, si el “boca en boca” puede hacer tambalear una campaña de una marca reconocida y prácticamente monopólica, como ocurrió en otra ocasión con una casa de venta de comidas rápidas debido a una muerte presuntamente provocada por el consumo de uno de sus productos, vemos claramente la fragilidad de las cuencas de elección de consumo y la necesidad de apuntalarlas tanto desde arriba como desde abajo, por el “boca en boca”.
El problema con el boca en boca es que un número demasiado alto de mensajes cruzados (vínculos entre nodos), según demuestra el modelo booleano de Kauffman, lleva al caos. La única manera de armonizar este caos es reducir el número de vínculos, o asegurarse de que los vínculos muevan al individuo (nodo) hacia un mismo estado.
Si hay veinte productos y veinte personas, y cada una recomienda un producto distinto, la elección del que recibe la recomendación será azarosa. Si el número de vínculos disminuye, o disminuye el número de productos recomendados, la elección será menos azarosa y más creativa, lo que permite que la publicidad “desde arriba” actúe con más eficiencia.
Lo ideal parecería ser que el número de vínculos, o el de productos, se reduzca a uno solo, pero si esto pasara, no habría posibilidad de que el consumidor se moviera de una cuenca de elección hacia otra. No se perderían consumidores, pero tampoco se ganaría ninguno. Y si quedara un sólo producto, el isologotipo y el producto se harían uno sólo, el producto perdería valor simbólico, y se difundirían ampliamente las versiones piratas, igualadas con el original por su falta de valor supramaterial.
Copyright Daniel Omar Stchigel. Derechos reservados.

sábado, 5 de abril de 2008

¿Y si la historia de la vida marchara en sentido contrario a lo que Lamarck, Darwin y otros sospechaban?


Como hijos de su tiempo, uno en la juventud de ese tiempo, y otro ya cerca de su terminación, Lamarck y Darwin no pudieron escapar a la idea de un progreso ilimitado. Hoy en día, ese concepto se ha desvanecido, y la historia tiende a aceptar la existencia de grietas a través de las cuales distintas épocas se tocan e intercambian sus lugares. La modernización y el tradicionalismo conviven o entran en crueles conflictos. Nadie plantea que la humanidad marcha hacia lo mejor. En el campo de la Biología se impone de a poco una visión similar.


Para la teoría de la complejidad, si hay orden, este surge de un modo "gratuito" y sin una clara dirección, o en un intervalo privilegiado en la historia del universo ubicada entre la homogeneidad caliente del inicio y la homogeneidad fría del final. Para Margulis y para Sandín, la transferencia horizontal de genes enloquece la direccionalidad de los viejos cladogramas, y hace que convivan restos de virus y bacterias en el interior de formas más "modernas" de organización. Hasta podría pensarse que estamos "hechos" de una superposición milagrosamente funcional de restos de bacterias y virus. Gould nos enseña que los genes homeóticos y otros similares (como el Pax 6) se mantienen durante millones de años, inexplicablemente ajenos a las mutaciones (por lo menos a aquellas que pudieran hacerles perder a las proteínas codificadas por ellos su forma espacial y su consiguiente funcionalidad), de modo que estrictas reglas para el desarrollo ontogenético canalizan y dirigen los posteriores desarrollos de la vida que se dan a partir de las mutaciones por simple deriva genética o por transferencia horizontal, con una ínfima intervención de la selección natural en todo el proceso.
Nos encontramos, entonces, en plena Biología "suprarracional", como diría Bachelard, o, para que sea más entendible el concepto, con una Biología Posmoderna.
El sentido epistemológico de lo que está sucediendo es muy claro, aunque falta todavía una nueva filosofía de fondo, un nuevo paradigma que unifique estos resultados.
Pero la cuestión va más lejos, en un sentido en el que me gustaría avanzar en mi posición de diletante, de observador exterior frente a estos cambios, posición que me otorga la filosofía. Gould señala muchas veces que Darwin iba en el camino correcto, pero en un sentido contrario. Es una afirmación que parece una sincera admiración por las intuiciones del Maestro, pero que podría tomarse también como una ironía, y no contamos ya con Gould para preguntárselo. Ocurre, por ejemplo, que la vejiga natatoria de los peces, que Darwin veía como un órgano, digamos, "exaptado" por la selección natural hasta convertirlo, mutaciones mediante, en un pulmón, resultó ser, según el registro fósil, al contrario, una derivación del órgano respiratorio aéreo de los peces pulmonados. Y este no es el único caso. Los cocodrilos, que se pensaba eran reptiles primitivos, resultaron ser posteriores a los dinosaurios, y los mamíferos, que se pensaban posteriores, eran, en realidad, anteriores. Los ojos, aparentemente en progresiva complejificación, eran tan rebuscados, en su forma multifascetada, en los trilobites, como lo serían más tarde en las moscas (las cuales los han mantenido intactos por millones de años). Si sumamos a esto la progresiva reducción en el número de los genes homeóticos, según una comparación de los fósiles con las variedades similares actualmente existentes, la conclusión es una sola: las apariencias engañan, la complejidad genética de los seres vivientes ha ido, en general, disminuyendo con el tiempo. Algo que, de acuerdo a nuestra mentalidad antropocéntrica, todavía no podemos comprender.
Copyright Daniel Omar Stchigel. Derechos reservados.




jueves, 27 de marzo de 2008

¿ES POSIBLE QUE PROCESOS METABÓLICOS COMPLEJOS HUBIERAN EVOLUCIONADO EN TAN SÓLO ALGUNOS CIENTOS MILLONES DE AÑOS?

No deseo entrar en una discusión del tipo CREACIONISTA- NO CREACIONISTA, sino simplemente analizar objetivamente la posibilidad de un desarrollo de la vida sobre la Tierra en un lapso de tan sólo 700 millones de años.
Mucho se ha hablado acerca de la labilidad y fragilidad de los organismos vivos, pero comienza a cundir la sospecha que la vida es mucho más tenaz de lo que se había pensado originalmente. Encontramos vida en las fosas abisales oceánicas, en la atmósfera exterior, inclusive se han podido “revivir” bacterias que durante 250 millones de años vivieron encapsuladas en un estado “latente” denominado "espora".
Hasta ahora no había modo de explicar, con los modelos matemáticos y fisicoquímicos vigentes, la manera de que se generara algo tan complejo como un proceso metabólico, en un lapso relativamente corto. Esto no implica que con las nuevas teorías podamos explicarlo “todo”, pero tal vez echen algo de luz sobre estos procesos.
Las teorías de las que hablamos están relacionadas con la Teoría de la Complejidad y con la de los Sistemas Caóticos, de la cual aquélla ha derivado.
Prigogine, un fisicoquímico, trabajó y adaptó la teoría a los sistemas vivos, trabajando en el área de la Termodinámica y analizando cómo podrían autoorganizarse (y autocatalizarse) los seres vivos en sistemas que no se encuentran en condiciones de equilibrio, sino en situaciones alejadas de él, como debieron ser las condiciones iniciales sobre la Tierra. Esto se relaciona con el modo en el que los sistemas, cuando están sometidos a situaciones caóticas, es decir, a situaciones donde no se encuentran en equilibrio, pueden llegar a formar estructuras nuevas. Cuando hablamos de situaciones caóticas, no nos referimos a un “desbarajuste total”, sino a un “umbral de caos”, a una “cercanía a un estado caótico o aleatorio”: la vida junto al abismo. Inclusive, muchos de estos sistemas poseen propiedades autocatalíticas, lo cual implica que las formas de organización existentes pueden generar estructuras nuevas derivadas de ellas.
¿Cuál sería el significado de todo eso?: que los sistemas complejos, tales como los metabólicos, podrían llegar a “emerger” de otros estados más simples, y en tiempos mucho más cortos de lo que se suponía hasta la fecha.
Copyright Ingrid Romer. Derechos reservados.