El principio de Karl Friston de la energía libre puede ser la idea más completa desde la teoría de la selección natural de Charles Darwin. Pero para entenderlo, es necesario mirar en la mente del propio Friston.
Cuando el rey de Inglaterra, Jorge III, hacia el final del reinado comenzó a mostrar signos de un comportamiento maníaco agudo, los rumores sobre la locura del rey se extendieron rápidamente entre la gente. Una leyenda dice que George trató de estrecharle la mano con un árbol, creyendo que vio ante él al rey prusiano. Otro describió cómo fue transportado en secreto a un edificio en Queen Square en Bloomsbury, Londres, para tratarlo junto con sus súbditos. También se alega que su esposa, la reina Charlotte de Mecklenburg-Strelitzkaya, alquiló una bodega completa en un pub local para almacenar suministros para el rey mientras estaba bajo el cuidado de los médicos.
Más de dos siglos después, esta historia de Queen Square sigue siendo común en las guías de Londres. Ya sea cierto o no, este lugar se ha adaptado a lo largo de los años. La estatua de metal de Charlotte se encuentra en el extremo norte de la plaza; el pub de la esquina se llama
Royal Pantry ; y una plaza tranquila en la plaza está rodeada de personas que trabajan con el cerebro y personas cuyo cerebro necesita ser trabajado. El Hospital Nacional de Neurología y Neurocirugía, donde la realeza moderna también puede recibir tratamiento, se eleva en una de las esquinas de Queen Square, y su perímetro está designado por los laboratorios de investigación en neurociencia del University College London. En julio pasado, docenas de pacientes en el departamento neurológico con sus seres queridos pasaron una semana entera de clima perfecto en un parque tranquilo en bancos de madera a lo largo del borde del césped.
En un lunes típico, Carl Freestone llega a Queen Square a las 12:25, y fuma un cigarrillo en el jardín junto a la estatua de la Reina Charlotte. Freestone, que tiene una figura ligeramente encorvada con espeso cabello gris, trabaja como director científico del legendario Laboratorio de Imágenes Funcionales en el University College de Londres, y es conocido por todos los empleados de FIL. Después de terminar con un cigarrillo, Friston camina hacia el lado oeste de la plaza, ingresa al edificio de piedra caliza y ladrillo, y se dirige al público en el cuarto piso, en el que puede haber de dos a dos docenas de personas esperando que mire la pared blanca. A Freestone le gusta venir cinco minutos después, así que todos los demás ya están reunidos.
Sus palabras de bienvenida para este grupo de personas pueden ser la primera declaración significativa del día, ya que Freestone prefiere no hablar con otras personas hasta el mediodía. (Por lo tanto, en casa, se comunica con su esposa y sus tres hijos con la ayuda de sonrisas y gruñidos condicionales). También rara vez se encuentra con personas uno a uno. Prefiere reuniones abiertas como esta, donde los estudiantes, postdoctorados y miembros del público que desean obtener la revisión por pares de Friston, y hay ridículamente muchas de estas personas en los últimos años, tienen la oportunidad de recurrir a su conocimiento. “Él cree que si una persona tiene ideas o una pregunta o un proyecto, la mejor manera de averiguarlo es reunir a todo el grupo y escucharlo para que todos tengan la oportunidad de hacer una pregunta y participar en la discusión. Entonces, lo que una persona aprende, todos lo sabrán ", dice David Benrimo, psiquiatra del residente de la Universidad McGill que ha estado con Freestone durante un año. “Esto es muy inusual. Lo que es característico de Karl ".
Al comienzo de cada reunión el lunes, todos en un círculo hacen sus preguntas. Freestone camina lentamente en círculos, escuchando a la gente: sus gafas se deslizan sobre la punta de la nariz, porque siempre inclina la cabeza para ver al orador. Luego responde a las preguntas formuladas a su vez durante varias horas. "Un caballero de la
época victoriana , con modales y gustos victorianos", como describió un amigo de Friston, responde incluso las preguntas más estúpidas con cortesía y rápida reformulación. Estas sesiones de preguntas y respuestas, que comencé a llamar reuniones "Pregúntele a Carl", son ejemplos notables de resistencia, memoria, horizontes más amplios y pensamiento creativo. A menudo terminan cuando Friston se va a su pequeño balcón de metal, que sobresale de su oficina, para otro descanso para fumar.
Por primera vez, Friston se convirtió en una leyenda en la academia, desarrollando muchas de las herramientas más importantes que permitieron a la ciencia estudiar el cerebro. En 1990, inventó el marcado estadístico paramétrico, la tecnología computacional que permite, como dijo un neurocientífico, "empujar" las imágenes del cerebro en una forma estándar para que los investigadores puedan comparar la actividad que ocurre dentro de diferentes cráneos. A partir de esta tecnología, la morfometría de vóxel, una tecnología de imágenes que se utilizó en un famoso estudio, para demostrar que la parte posterior del hipocampo de los taxistas de Londres creció a medida que adquirieron conocimiento (para obtener una licencia de conductor de taxi en Londres, los conductores deben aprender 320 rutas y muchas atracciones dentro 6 millas de Charing Cross. Este proceso incluye un examen escrito y algunos orales).
Un estudio publicado en la revista Science en 2011 utilizó otra tecnología para analizar imágenes cerebrales creadas por Friston, el modelado causal dinámico, para determinar si las personas con daño cerebral grave tienen una actividad de conciencia mínima o solo vegetativa.
Cuando Freestone fue admitido en la Royal Science Society en 2006, el mundo científico describió su influencia en la investigación del cerebro como "revolucionaria", mencionando que más del 90% del trabajo publicado relacionado con imágenes del cerebro utilizaba sus métodos inventados. Hace dos años, el Instituto Allen para el Estudio de la Inteligencia Artificial, dirigido por el pionero de la IA, Oren Etzioni, calculó que Freestone es el neurocientífico más citado del mundo. Su
índice de Hirsch , una medida utilizada para medir el impacto de las publicaciones de un investigador, es casi el doble que el de Albert Einstein. El año pasado, Clarivate Analytics, que durante dos décadas predijo con éxito a los futuros ganadores del Premio Nobel en ciencias, colocó a Freestone entre los tres ganadores más probables en las categorías de fisiología o medicina.
Es de destacar que una pequeña parte de los investigadores que hacen una peregrinación para reunirse con Friston quieren hablar con él sobre las imágenes del cerebro. Durante los diez días de este verano, Friston dio consejos a los astrofísicos, varios filósofos, programadores que trabajan para crear un competidor más personalizado Amazon Echo, el jefe del departamento de IA de la compañía de seguros más grande, un neurocientífico que desarrolla audífonos mejorados y un psiquiatra, cuyo inicio utiliza el aprendizaje automático para ayudar a tratar la depresión. . Y la mayoría de ellos llegó a comprender algo completamente diferente.
En los últimos diez años, Friston ha dedicado la mayor parte de su tiempo y energía al desarrollo de la idea, que él llama el "principio de la energía libre". (Friston describe su trabajo relacionado con las imágenes del cerebro, tal como un músico de jazz describiría su trabajo como bibliotecario). Friston cree que esta idea suya describe ni más ni menos como el principio de organización de toda la vida, incluida la inteligencia. "Si estás vivo, ¿qué comportamiento debes exhibir?" - Está tratando de responder esa pregunta.
La mala noticia: el principio de la energía libre es increíblemente difícil de entender. Es tan difícil que habitaciones enteras de personas muy, muy inteligentes intentaron hacer esto, pero no pudieron. Incluso hay una
cuenta de Twitter con 5,000 suscriptores que solo se burla de su vaguedad, y casi todas las personas con las que lo discutí, incluidos los investigadores cuyo trabajo depende de ello, me dijeron que no lo entendían completamente.
Sin embargo, a menudo las mismas personas agregan apresuradamente que el principio de energía libre, en esencia, cuenta una historia simple y resuelve un acertijo simple. La segunda ley de la termodinámica dice que el Universo tiende a aumentar la entropía, a decaer, sin embargo, los seres vivos la resisten violentamente. Cada mañana nos levantamos, casi la misma persona que éramos el día anterior, con una clara separación de células y órganos entre nosotros y el resto del mundo. ¿Cómo va esto? El principio de energía libre de Friston dice que toda la vida en todas las escalas de organización, desde las células individuales hasta el cerebro humano con miles de millones de neuronas, está impulsada por un imperativo universal, que puede reducirse a una función matemática. Él dice que estar vivo significa actuar de tal manera que reduzca la brecha entre sus expectativas y la información proveniente de los sentidos. O, en palabras de Friston, para minimizar la energía libre.
Para imaginar las posibles consecuencias de esta teoría, solo necesita mirar a las personas que aparecen en el umbral de FIL el lunes por la mañana. Algunos de ellos quieren usar el principio de energía libre para combinar teorías de la mente, proporcionar una nueva base para la biología y explicar la vida. Otros esperan que este principio finalmente proporcione a la psiquiatría una comprensión funcional del cerebro. Otros vienen con el deseo de usar las ideas de Friston para romper los puntos muertos en la investigación de IA. Pero todos tienen una razón común para estar aquí, que la única persona que realmente entiende el principio de la energía libre de Karl Friston es Karl Friston.
En la oficina de freestoneFreestone no es solo uno de los científicos más influyentes en su campo; También es el más prolífico. A los 59 años, trabaja todas las tardes y todos los días libres, y ha publicado más de 1,000 artículos científicos desde 2000. Solo en 2017, fue el autor principal o coautor de 85 publicaciones, es decir, aproximadamente una cada cuatro días.
Pero desde su punto de vista, tal escape no es solo el resultado de una ambiciosa ética de trabajo, sino también una señal del deseo de un duro escapismo.
Freestone dibuja una línea cuidadosamente protegida entre el mundo exterior y el interior, protegiendo a este último de intrusiones, muchas de las cuales, aparentemente, están asociadas con la "preocupación por otras personas". Prefiere que las conversaciones privadas estén en el escenario, manteniendo a otras personas a una distancia cómoda. No tiene celular. Siempre usa camisas azules, que compra en dos en la tienda de ventas. Considera que las violaciones de su rutina semanal en Queen Square son "desconcertantes", por lo que trata de evitar encontrarse con otras personas en, por ejemplo, conferencias internacionales. No le gusta defender sus ideas.
Al mismo tiempo, Friston habla clara y francamente sobre por qué se dedica a la ciencia. Le resulta increíblemente tranquilizador, algo similar a una pausa para fumar, si logra sumergirse en una tarea difícil que lleva semanas resolver. Escribe expresamente sobre su obsesión por encontrar formas de integrar, unir y simplificar el ruido del mundo, algo que le gustaba de niño.
Friston cree que su camino para descubrir el principio de la energía libre comenzó en un caluroso día de verano cuando tenía 8 años. Él y su familia vivían en la ciudad amurallada inglesa de Chester, cerca de Liverpool, y de alguna manera su madre lo envió a jugar en el jardín. Dio la vuelta al viejo tronco y encontró varios piojos de madera debajo de él, pequeños insectos con un esqueleto externo parecido a un armadillo, que se movían al azar, como le pareció al principio, en busca de refugio y oscuridad. Después de mirarlos durante media hora, concluyó que en realidad no estaban buscando una sombra. "Fue una ilusión", dice Friston. "Una fantasía que decidí considerar".
Se dio cuenta de que los movimientos de los piojos de la madera no tenían ningún propósito específico, al menos no en el sentido en que una persona tiene un objetivo, por lo que se sienta en el automóvil y se dedica a los negocios. Los movimientos de las criaturas fueron al azar; simplemente se movían más rápido, calentados por el sol.
Freeston llama a esto su primera conjetura científica, el momento en que "todas estas explicaciones antropomórficas no naturales, de propósito, supervivencia y todo eso, simplemente se desvanecieron en el fondo", dice. "Y solo tenía que mirar lo que estaba sucediendo". En cierto modo, no podría haber sucedido de otra manera ".
El padre de Friston era un ingeniero civil que trabajaba en la construcción de puentes en toda Inglaterra, y su familia se mudó después de él. Solo en los primeros diez años, Freestone asistió a seis escuelas diferentes. Sus maestros a menudo no sabían qué hacer con él, y ganó la mayor parte de su frágil autoestima resolviendo problemas por su cuenta. A los 10 años, desarrolló un robot de autocorrección que, en teoría, podía moverse sobre una superficie irregular, moviendo un vaso de agua y utilizando unidades de potencia autoajustables con retroalimentación y niveles de mercurio. La escuela incluso invitó a un psicólogo a preguntarle al niño cómo se le ocurrió esta idea. "Eres muy inteligente, Karl", le aseguró su madre a Freestone, y no la última vez. "No dejes que nadie más diga lo contrario". Dijo que no le creía.
Cuando era adolescente, Friston experimentó otro momento, similar a mirar piojos de la madera. Regresó a su habitación, después de haber terminado de ver la televisión, y notó una flor de cerezo afuera de la ventana. De repente fue golpeado por un pensamiento que no lo ha dejado ir desde entonces. Debe haber una manera de entenderlo todo, a partir de la nada, pensó. "Si puedo comenzar desde un punto en todo el Universo, ¿puedo obtener todo lo que necesito?" Se tumbó en la cama durante horas, haciendo sus primeros intentos en esta dirección. "Obviamente, les fallé por completo", dice.
Hacia el final de la escuela secundaria, Friston y sus compañeros de clase se convirtieron en sujetos en un experimento temprano que involucraba el estudio psicológico de la personalidad usando computadoras. Se les hicieron preguntas, cuyas respuestas fueron perforadas en tarjetas perforadas, y las pasaron a través de las computadoras para elegir la carrera ideal para los escolares. Freeston describió cómo le gustaba la electrónica y la soledad en la naturaleza, por lo que la computadora le ofreció el trabajo de instalar antenas de televisión. Esta opción no le parecía correcta, por lo que fue a un consejero de carrera escolar y dijo que le gustaría estudiar el cerebro en el contexto de las matemáticas y la física. El consultor le dijo a Friston que debería convertirse en psiquiatra, lo que, para frustración de Friston, significaba que tendría que estudiar medicina.
Friston y el consultor confundieron psiquiatría con psicología, lo que probablemente debería haber hecho en realidad. Pero el error resultó ser útil, ya que dirigió a Friston en el camino hacia el estudio de la mente y el cuerpo, hacia una de las experiencias que más moldearon su vida.
Después de completar sus estudios de medicina, Friston se mudó a Oxford y pasó dos años como interno en el Hospital Victoriano de Littlemore. El hospital fue fundado en el marco de la "Ley de sonambulismo" en 1845 [después de lo cual las personas que padecían enfermedades mentales fueron tratadas más como pacientes en hospitales y menos como criminales y marginados acurrucados en "refugios" / aprox. transl.], y originalmente tenía la intención de ayudar a transferir a todos los "sonámbulos pobres" de las casas de trabajo a los hospitales. A mediados de la década de 1980, cuando Freeston se estableció allí, era uno de los últimos refugios que quedaban en los patios traseros de las ciudades inglesas.
A Friston se le asignó un grupo de 32 esquizofrénicos crónicos, los pacientes más desagradables en Littlemore, cuyo tratamiento en su mayor parte simplemente significó una conclusión. Para Friston, recordando a sus pacientes con evidente nostalgia, esto fue una clara ayuda para la facilidad con que se rompen las conexiones del cerebro. "Fue un gran lugar para trabajar", dice. "Una pequeña comunidad de psicopatología intensa y colorida".
Dos veces a la semana, dirigió sesiones de terapia grupal de 90 minutos en las que los pacientes resolvieron sus enfermedades juntos, algo que recuerda las reuniones de hoy "pregúntale a Carl". El grupo incluía personajes coloridos que, incluso 30 años después, todavía inspiran los procesos mentales de Friston. Hilary estaba allí (se cambiaron los nombres de los pacientes), lo que parecía que podía interpretar al chef principal de la serie "
Downton Abbey "
, pero antes de llegar a Littlemore, decapitando a su vecina con un cuchillo de cocina, porque estaba impresionada por lo que él convirtió un cuervo malvado del tamaño de un hombre.
Estaba Ernest, que tenía debilidad por los cardigans de color pastel de Marks & Spencer y las zapatillas de deporte a juego, y era "el pedófilo más incorregible y desenfrenado de todos los que puedas imaginar", dice Friston.
También estaba Robert, un joven ágil que podía estudiar en el instituto si no padecía esquizofrenia grave. Estaba obsesionado con el razonamiento sobre la mierda de los ángeles; habló sobre si esta sustancia era una maldición o una bendición, si era visible para el ojo humano, y que otras personas no tenían preguntas similares. Freestone creía que el concepto mismo de basura angelical era un milagro. Mostró la capacidad de las personas con esquizofrenia para elaborar conceptos que no son tan fácilmente accesibles para las personas con un cerebro que funciona en un modo más familiar.
"Es extremadamente difícil encontrar algo así como una mierda de ángel", dice Freestone con algo que parece admiración. "No tendría éxito".Después de Littlemore, Friston pasó la mayor parte de la década de 1990 utilizando tecnología relativamente nueva, la tomografía por emisión de positrones, para tratar de comprender lo que sucedía en el cerebro de las personas con esquizofrenia. En el camino, inventó el marcado estadístico paramétrico. Friston estaba firmemente convencido de que la tecnología debería compartirse libremente, no patentarse ni monetizarse (lo cual era inusual en ese momento), lo que explica por qué esta técnica se ha extendido tanto. Friston podría volar al otro extremo del mundo, por ejemplo, a los Institutos Nacionales de Salud de Bethesda, para compartir tecnología con otros investigadores. "Yo, literalmente, con un trozo de película biométrica, me subí a un avión, lo conduje allí, lo descargué, pasé todo el día tratando de hacerlo funcionar, le enseñé a alguien a trabajar con él,y luego se fue a casa a descansar ", dice Friston. "Así funcionaba el software de código abierto en ese momento".Friston llegó a Queen Square en 1994, y durante varios años seguidos su oficina en FIL estuvo ubicada a pocos metros del Departamento de Neurobiología de Gatsby Computing. Este departamento, en el que los investigadores estudian las teorías de la percepción y el aprendizaje de los seres vivos y las máquinas, fue dirigido por su fundador, el psicólogo cognitivo y el informático Joffrey Hinton. FIL se ganó la reputación de ser un importante laboratorio de imágenes cerebrales, y Gatsby se convirtió en un campo de entrenamiento para neurocientíficos interesados en aplicar modelos matemáticos al estudio del sistema nervioso.Freestone, como muchos otros, se infectó con el "entusiasmo infantil" de Hinton por los modelos estadísticos completamente no infantiles, y se hizo amigo de él.Con el tiempo, Hinton convenció a Froiston de que la mejor manera de imaginar el cerebro era considerarlo una máquina probabilística bayesiana. Esta idea proviene del siglo XIX y de los trabajos de Hermann von Helmholtz , y de que el cerebro organiza cálculos y sensaciones por el método probabilístico, haciendo predicciones constantemente y ajustando el punto de vista en función de los aportes de los sentidos. Según la visión actual más popular, el cerebro es una "máquina de conclusión" que busca minimizar los "errores de predicción".En 2001, Hinton dejó Londres y se instaló en la Universidad de Toronto, donde se convirtió en una de las figuras más importantes en el campo de la inteligencia artificial, sentando las bases para la investigación más moderna en el campo del aprendizaje profundo.Pero antes de irse, Friston vino a Gatsby por última vez en una visita a un amigo. Hinton describió una nueva tecnología que inventó que permite que los programas de computadora emulen más eficazmente la toma de decisiones humanas: fue el proceso de integrar los datos de entrada de muchos modelos probabilísticos, conocidos hoy en el aprendizaje automático como el "resultado experto".La reunión golpeó a Freestone. Se inspiró en las ideas de Hinton y, como parte de la cooperación intelectual, le envió un conjunto de sus notas sobre su idea de combinar las aparentemente "propiedades anatómicas, fisiológicas y psicológicas desconectadas del cerebro". Friston publicó estas notas en 2005: esta fue la primera de docenas de trabajos en los que desarrollará su principio de energía libre.
Manta con retratoAndrei Markov en la oficina de Karl Friston: "ha mantenido sus condiciones internas calientes desde 1856"