Premio Nobel de Fisiología o Medicina 1904 — Iván Pávlov
Lo que aprenderá al leer este texto
Descubrirá que el "perro de Pávlov" no fue simplemente un experimento animal, sino el inicio de una revolución que permitió medir científicamente la actividad mental humana. Asimismo, comprenderá que esto constituye el origen de la neurociencia moderna, la psicología conductual y el aprendizaje automático.
¿Es imposible medir la "mente"?
A finales del siglo XIX, los científicos se enfrentaban a un dilema. El ritmo cardíaco se podía medir, la presión arterial también, al igual que la temperatura corporal. Pero, ¿qué hay de los pensamientos? ¿De las emociones? ¿Del aprendizaje? La mayoría de los científicos creían que estos "fenómenos mentales" pertenecían al ámbito de la filosofía, no al de la ciencia.
Pávlov fue quien rompió esta frontera. En lugar de interpretar los fenómenos mentales de forma subjetiva, inventó un método para convertirlos en una magnitud física medible: el volumen de secreción salival. Esto fue una revolución. Y, curiosamente, esta revolución comenzó mientras estudiaba los jugos gástricos.
El panorama de la época — El choque de imperios
En febrero de 1904, la marina japonesa lanzó un ataque sorpresa contra la flota rusa en el puerto de Lúshun. Era el inicio de la guerra ruso-japonesa (1904–1905). Que una potencia europea como Rusia fuera derrotada por una nación emergente de Asia como Japón causó una enorme conmoción en el mundo de la época.
Pávlov recibió el Premio Nobel precisamente en el año en que esta guerra estaba en pleno desarrollo. Mientras medía la secreción salival de perros en su laboratorio de San Petersburgo, en las calles de la misma ciudad se producían manifestaciones contra la guerra. Al año siguiente (1905), la masacre del "Domingo Sangriento" desencadenó la Primera Revolución Rusa. Trece años después, se iniciaba el gran movimiento tectónico que conduciría a la Revolución Bolchevique de 1917.
Esto también tuvo un impacto directo en Corea. Como resultado de la guerra ruso-japonesa, Japón aseguró su dominio sobre la península coreana, lo que derivó en el Tratado de Eulsa de 1905 y la pérdida de la soberanía nacional en 1910. En el mismo año en que un científico europeo estudiaba la saliva de los perros, el panorama de Asia Oriental estaba cambiando de forma decisiva.
Es interesante observar la posición de Pávlov. A pesar de recibir el máximo reconocimiento como científico bajo el Imperio Ruso, fue uno de los pocos individuos que logró garantizar la continuidad de sus investigaciones incluso bajo el régimen soviético. Tanto Lenin como Stalin consideraban la investigación de Pávlov como un activo del Estado. Si lo comparamos con la informática, sería un módulo del kernel que sobrevive al cambio de sistema operativo: un proceso central tan importante que no podía ser eliminado, sin importar el cambio de régimen.
De estudiante de teología a fisiólogo
Iván Petróvich Pávlov (1849–1936) nació en una aldea rural de Riazán, Rusia, como hijo de un sacerdote ortodoxo. Inicialmente, seguía los deseos de su padre y asistía al seminario. Sin embargo, en la década de 1860, las teorías de la evolución de Charles Darwin y la teoría de los reflejos cerebrales de Iván Sechenov llegaron a Rusia. En particular, la obra Reflejos del cerebro (1863) de Sechenov cambió la vida de Pávlov. La premisa de que la actividad mental no es más que un reflejo físico del cerebro llevó al seminarista a abandonar el seminario e ingresar a la Facultad de Ciencias Naturales de la Universidad de San Petersburgo.
Tras graduarse, Pávlov investigó la fisiología digestiva. Desarrolló un método para observar y medir directamente la secreción de jugos digestivos mediante la creación quirúrgica de pequeñas aberturas (fístulas) en el tracto digestivo de los perros. Esto ya era innovador, pues fue el primer experimento en observar en tiempo real el proceso digestivo normal de un animal vivo.
Salivación inusual: el momento en que se registra un event listener
Aquí ocurre un "accidente". Al realizar los experimentos de secreción de jugos digestivos, notó que los perros comenzaban a salivar con solo ver la comida; incluso al escuchar los pasos del asistente que traía el alimento. Pávlov llamó a esto inicialmente "secreción psíquica", pero pronto se dio cuenta de que aquello era un verdadero tesoro.
Así comenzaron los experimentos sistemáticos. Cada vez que se entregaba la comida, se hacía sonar una campana. Tras repetir esto varias veces, el sonido de la campana por sí solo provocaba la salivación del perro, sin necesidad de comida. Pávlov denominó a esto reflejo condicionado.
Sin embargo, esta analogía se rompe aquí. Mientras que un event listener de software es permanente una vez registrado, el reflejo condicionado sufre de extinción si se deja sin refuerzo. Si la campana sigue sonando pero no se entrega la comida, el perro eventualmente dejará de reaccionar al sonido. Es como si los event listeners biológicos tuvieran incorporada una función de auto-desuscripción (auto-unsubscribe).
Entonces, ¿por qué es importante? Las raíces de la ciencia moderna
Si el reflejo condicionado de Pávlov se recuerda solo como "el experimento del perro que saliva", sería un gran error. Este descubrimiento es el origen directo de múltiples campos de la ciencia moderna.
El nacimiento del conductismo. John Watson, B.F. Skinner, entre otros, extendieron el condicionamiento clásico de Pavlov a los seres humanos. El conductismo (behaviorism), que sostiene que el comportamiento humano puede explicarse como una cadena de estímulos y respuestas, dominó la psicología del siglo XX. Es un contenido imprescindible en el primer capítulo de cualquier introducción a la psicología universitaria.
Los fundamentos de la neurociencia. Gracias al principio establecido por Pavlov de "medir físicamente los fenómenos mentales", la neurociencia posterior pudo tratar el cerebro no como el "lugar misterioso del alma", sino como un "órgano físico investigable". Es el punto de partida de la investigación moderna con fMRI y de los estudios sobre neurotransmisores.
Similitud estructural con el aprendizaje automático. El núcleo del condicionamiento clásico —aparear repetidamente entradas y salidas para aprender un nuevo mapeo— es estructuralmente idéntico al aprendizaje supervisado (supervised learning) del aprendizaje automático moderno. Consiste en presentar repetidamente datos de entrenamiento (pares estímulo-respuesta) para ajustar los pesos del modelo (circuitos neuronales). Lo que Pavlov demostró con perros, nosotros lo estamos haciendo ahora con GPUs.
Investigación sobre la dependencia farmacológica y la adicción. Cuando un entorno específico (lugar, persona, olor) se aparea repetidamente con el consumo de drogas, ese entorno por sí solo puede desencadenar el deseo y los síntomas de abstinencia. La medicina de la adicción moderna se asienta sobre el modelo del condicionamiento clásico.
El hombre que no abandonó su laboratorio hasta los 87 años
Pavlov continuó investigando en su laboratorio hasta su muerte en 1936, a la edad de 87 años. A pesar de atravesar cuatro grandes periodos de agitación —el Imperio Ruso, la Primera Guerra Mundial, la Revolución Bolchevique y el régimen soviético—, su laboratorio no se detuvo.
Es interesante notar que Pavlov era, en realidad, una persona con sensibilidad religiosa. Como exseminarista, continuó asistiendo a la iglesia y no renunció a sus creencias religiosas bajo el régimen soviético, que adoptaba el ateísmo como doctrina oficial. La contradicción de un científico que reducía la mente a reflejos físicos siendo, al mismo tiempo, un hombre de fe. Sin embargo, para Pavlov esto no era una contradicción; él investigaba el funcionamiento del cerebro, pero nunca negó la existencia del espíritu.
El sonido de la campana y la secreción de saliva. Esta conexión, aparentemente simple, se convirtió en la base de la psicología, la neurociencia, la medicina conductual y el aprendizaje automático. Los descubrimientos más grandes de la ciencia a menudo comienzan con las observaciones más simples.
El principio del condicionamiento clásico de Pavlov: Al aparear repetidamente la comida (estímulo incondicionado) con el sonido de una campana (estímulo neutro), se registra una nueva conexión neuronal (event listener) que provoca la secreción de saliva (respuesta incondicionada) solo con el sonido de la campana.