Un interesante paralelismo digital: las telecomunicaciones y el cerebro digital

Recojo en este post una pequeña iluminación, un pequeño destello de conocimiento que relaciona, de manera sorprendente, las telecomunicaciones con la neurociencia, un descubrimiento surgido casi de la más pura casualidad, pero que parece revelador.

Casualidades

Y es casualidad, una afortunada casualidad, porque ha tocado la coincidencia de que, justo el mismo día, estuviese preparando el material didáctico para una asignatura sobre Redes IP, y que leyese el capítulo preciso del libro 'El cerebro, el teatro del mundo' publicado recientemente por Rafael Yuste.

Una casualidad que nos habla y enlaza el papel que tiene lo digital, por mejor decir la codificación digital de la información, en aspectos tan diferentes como son las redes de telecomunicaciones y el cerebro humano.

Paso a explicarlo.

Comunicaciones digitales

Con el objetivo de explicar a los alumnos de una asignatura sobre redes IP las características diferenciales y ventajas de las comunicaciones digitales frente a las analógicas, había preparado, en el día de autos, la siguiente figura: 

Probablemente, los lectores avezados en comunicaciones entienden lo que quiere decir, sin más explicaciones, pero de todas formas cuento brevemente el mensaje que hay detrás.

Cuando trabajas en modo analógico, la información se representa, digamos, por un nivel de señal, que representa una intensidad, una frecuencia, etc. Así, por ejemplo, sui queremos enviar música por la red, primero la codificamos de forma analógica y luego ponemos en 'los cables' una señal que, en cierto sentido, es similar a la señal origen (aunque, por ejemplo, el sonido sea una onda de presión y lo representemos luego como tensiones en una red eléctrica o electrónica). Podríamos transmitirlo así y ya está. ¿Qué ocurre? Que cuando transmitimos esa señal por un cable, o por el aire, sufre una cierta degradación y lo que llega al receptor no es exactamente lo mismo que lo que envió el emisor. Dado que usamos una señal analógica (y recuerdo que analógico, no casualmente, tiene la misma raíz que 'análogo') el receptor interpreta, digamos, literalmente, esa señal y reproduce un sonido que saldrá también algo deformado respecto al original. La cosa es aún peor si ese receptor es intermedio y retransmite la señal, que ya está deformada y se irá deformando cada vez más en el camino.

En las comunicaciones digitales, codificamos esos sonidos como unos y ceros, y lo que importa no es realmente el nivel de señal, sólo si estamos representando un uno o un cero. Y eso lo hacemos, por ejemplo, con el uno siendo un valor alto de la tensión, y el cero un valor bajo, lo que da lugar a señales, digamos, 'cuadradas'. Pero, insisto, lo que importa no es la tensión concreta, sino si está representando un uno o un cero. Cuando recibe la señal el receptor también llega degradada, claro, pero dado que lo del nivel alto o bajo incluye una cierta tolerancia, se siguen identificando perfectamente los unos y los ceros, es decir, la información que recibe, como tal información, es exactamente igual la original, sin degradación. Es más, si el receptor es un elemento intermedio, como por ejemplo un router, cuando retransmita la señal, lo hará enviando una señal cuadrada perfecta, con lo que de alguna forma la ha regenerado y eliminado la degradación.

A esto se unen capacidades adicionales de detección y corrección de errores en las que no voy a entrar, para no complicar y, sobre todo, porque ya no enlazan con lo que a continuación comentaré sobre el cerebro humano.

En cualquier caso, la situación comentada explica en buena medida por qué las comunicaciones digitales son mucho más robustas en cuanto a la calidad de la información enviada y recibida.

Un cerebro digital

Eso, no sé para el lector, pero para mí es conocido desde hace muchos, muchísimos años. El descubrimiento, la novedad para mí, viene del campo de la neurociencia y de la mano de Rafael Yuste y del libro mencionado más arriba.

En el tercer capítulo, titulado de manera significativa: 'El teatro del mundo por dentro: las neuronas digitales', Yuste explica el más o menos conocido mecanismo de funcionamiento de las neuronas: cómo se unen dendritas con axones en las sinapsis, cómo se producen los flujos de iones que provocan los cambios de potencial y, en definitiva, la activación y disparo, o no, de una neurona.

Un funcionamiento que, en su versión más simplificada, podemos asimilar a un interruptor. Sin embargo, Yuste prefiere comparar el funcionamiento, más que a un interruptor, a un transistor. Si, si, un transistor, el componente electrónico que da vida a los microprocesadores y tantos dispositivos electrónicos.

Y ahora viene lo bueno cuando, literalmente, dice:

Que los transistores sean digitales es fundamental, porque las señales digitales no se degradan al transmitirse en distancias largas y se pueden almacenar con facilidad.

Aunque leyendo la frase, incluso en el contexto del libro, pueden quedar reservas sobre si esa afirmación se refiere a los transistores electrónicos o a las neuronas (pues en ese momento las está casi asimilando), a mí no me queda duda de que el profesor Yuste nos está queriendo decir que también nuestro cerebro y nuestro sistema nervioso utilizan esa codificación digital y, especialmente, que se aprovecha, no sólo de la facilidad de almacenamiento sino también de la robustez en su transmisión... igual que hacemos en comunicaciones digitales.

Y me queda menos duda cuando, muy poco más abajo, el autor, remata:

Como sabemos, gran parte de la tecnología de la humanidad está basada en la electrónica digital de los transistores. Pero la naturaleza nos lleva la delantera, pues hace ya más de seiscientos millones de años utilizó los principios de la electrónica digital para aprender a fabricar algo parecido.

¿No es fascinante?

Patrones

Es muy interesante descubrir patrones de comportamiento que afectan ya no solo a disciplinas diferentes sino a realidades de ámbitos diferentes. 

Pero no es sólo interesante en el sentido de que sea curioso, o incluso divertido. Es mucho más importante que eso.

Al menos en mi opinión, cuando encontramos patrones es que, de alguna forma, estamos descubriendo principios profundos, arraigados, definitorios. Es que, de alguna manera, nos estamos acercando a la verdad. 

Conclusiones

 

El uso de información digital, en lugar de analógica, facilita el almacenamiento y el procesamiento pero, además, proporciona robustez a las comunicaciones. Es un descubrimiento que hicimos los humanos ya hace unas décadas, pero resulta que, al parecer, la naturaleza lleva aplicándolo desde hace millones de años en los cerebros de los seres vivos, incluyendo, claro, los humanos.