XVII. ACERCA DE LOS CICLOS BIOLÓGICOS. EL CASO DEL CORAZÓN. EL CAOS SALUDABLE
EN LOS sistemas biológicos existe un variado número de ritmos.
Uno de los más conocidos es el latido del corazón; otro es el ritmo de sueño,
que se presenta en los animales y en el hombre. Ambos, en general, están asociados
a los llamados relojes biológicos.
La forma acostumbrada de estudiar este tipo de fenómenos ha sido investigar el órgano biológico que lo produce y estudiar con todo detalle su comportamiento biológico, químico y físico. Así se han obtenido los conocimientos que han permitido el gran avance de la medicina. Sin embargo, esta forma de proceder no ha sido suficiente. A partir de los años ochenta se ha dado un nuevo enfoque en la investigación de los fenómenos biológicos, a saber, dirigir el estudio a las propiedades globales de los sistemas considerándolos no lineales. El lector se dará cuenta de que ésta es precisamente la manera corno se ha tratado otro tipo de fenómenos, la turbulencia por ejemplo.
Entre lo primero que se investigó fue el movimiento de los ojos de las personas afectadas de esquizofrenia. Si una persona normal observa la oscilación del péndulo de un reloj de pared, por ejemplo, sus ojos siguen el péndulo continuamente, como si estuvieran ligados al movimiento. En contraste, cuando un esquizofrénico ve la oscilación del péndulo, sus ojos realizan una serie de movimientos erráticos cuyo origen es desconocido.
Se ha creído que la causa de estas fluctuaciones se debe a las variaciones de las señales que provienen del sistema nervioso central, que es el que controla los músculos de los ojos. Se ha supuesto que estas fluctuaciones se deben a perturbaciones al azar que afligen el cerebro de los esquizofrénicos. Si las señales de entrada tienen ruido, se esperaría que los resultados también mostraran ruido.
Al estudiar este fenómeno usando las novedosas ideas del caos, se encontró que este tipo de comportamiento se podría entender de otra forma.
Resulta que el movimiento del ojo puede considerarse un fenómeno no lineal. En el sistema del ojo hay varios parámetros, análogos al parámetro q del capítulo VIII, que son la masa del ojo, la viscosidad de los líquidos dentro del ojo, etcétera.
Se ha descubierto que en el movimiento del ojo hay varios regímenes, tanto de orden como de caos, dependiendo de los valores de los parámetros. Para algunos valores de los parámetros (que equivalen a valores pequeños de q en el capítulo VIII) el movimiento del ojo es regular. Al aumentar estos valores, o sea el grado de no linealidad (que equivale a aumentar el valor de q en el capítulo VIII), empieza una secuencia de doblamiento de periodo y bifurcaciones, que finalmente lleva a un régimen caótico, en el que el ojo se mueve tal como se informa que ocurre con los esquizofrénicos.
En consecuencia, el movimiento irregular de los ojos de los esquizofrénicos parece que no se debe a señales enviadas al azar por el cerebro, sino que es consecuencia inevitable de excesiva no linealidad en su sistema ocular; por supuesto que entonces la forma de evitarlo sería disminuirla. Sin embargo, todavía no se ha podido hacerlo en la práctica, y por tanto, la cuestión sigue abierta. La irregularidad en el movimiento de los ojos se presenta no sólo en los esquizofrénicos sino también en otros pacientes con enfermedades neurológicas.
La forma de proceder que hemos reseñado, en la que los detalles particulares no desempeñan el papel principal en el comportamiento del sistema, sino en la que el punto crucial es reconocer que el fenómeno está regido por el comportamiento global, ha empezado a dar frutos.
El caso del corazón merece atención especial, pues en él se dan varios tipos de ritmos, que se han investigado en forma aislada y han sido categorizados. Es posible distinguirlos en los electrocardiogramas. Sus irregularidades han sido reconocidas como signos de alguna enfermedad. Sin embargo, sólo recientemente se ha empezado a analizar su dinámica.
Muy importante es la fibrilación, que causa miles de muertes súbitas al año. En muchos casos, éstas se deben al bloqueo de las arterias, que a su vez causan la muerte del músculo que bombea la sangre. Sin embargo, no se sabe a qué se debe.
En un corazón normal los músculos se contraen y relajan de manera periódica, mientras que cuando ocurre la fibrilación los músculos del corazón se contorsionan sin coordinación alguna y no pueden bombear sangre. En un corazón normal las señales eléctricas viajan de manera coordinada a lo largo del órgano. Cuando la señal llega, cada célula se contrae; enseguida la célula se relaja durante un intervalo determinado, dentro del cual no puede volver a contraerse. En cambio, cuando hay fibrilación la onda se esparce sin coordinación con el resultado de que el corazón nunca está del todo contraído ni del todo relajado.
Una forma de ayudar a un paciente que ha sufrido un ataque de fibrilación es aplicarle una corriente eléctrica —un shock eléctrico—, con lo que a menudo su corazón vuelve a trabajar normalmente.
En un corazón afectado de fibrilación cada una de sus partes puede estar funcionando normalmente. Las autopsias de las personas que murieron por esta causa muestran que los músculos no están dañados y que, sin embargo, el conjunto del corazón no funcionó.
El corazón es un sistema complejo, que ha empezado a ser estudiado desde un ángulo distinto: el del caos. Se ha encontrado que su actividad eléctrica presenta secuencias de doblamiento de periodos hasta llegar a un régimen caótico, comportamiento similar al de otros sistemas que desarrollan caos. Resulta que cuando se presenta la fibrilación se está en un régimen caótico, y al dar un shock eléctrico los parámetros del corazón se modifican y éste regresa a un régimen que ya no es caótico, por lo que su comportamiento vuelve a ser regular.
Por lo tanto, se ve que la modificación de algún parámetro relacionado con el funcionamiento del corazón, como por ejemplo un cambio en la conductividad de los músculos o en el tiempo de llegada de alguna señal, puede alterar el régimen en que se encuentra el órgano. Esto correspondería a modificar el parámetro q del capítulo VIII. La consecuencia es que este cambio puede hacer que el órgano sano pase por una bifurcación y tenga un nuevo comportamiento cualitativo. Como sabemos, al pasar una bifurcación aparecen nuevos periodos de oscilación que no siempre pueden ser sanos, pues dan otros dos ritmos al corazón.
El comportamiento caótico de algún sistema biológico no siempre está relacionado con alguna enfermedad. Aunque pueda parecer increíble, se ha empezado a considerar el caos como fuente de salud. Los sistemas no lineales tienen la capacidad de regulación y de control. Si a un sistema que se comporta linealmente se le produce una pequeña perturbación, entonces se comportará de manera cercana a como lo haría si no se le hubiera perturbado. Sin embargo, si se da la misma perturbación a un sistema no lineal, éste tiende a volver a su condición inicial. Recuérdese que en el sistema no lineal que se vio en el capítulo VIII los valores finales que adquiría la variable x no dependían de sus valores iniciales. Entonces, si el sistema está en un instante dado en el valor final y a la siguiente iteración, o sea al siguiente instante de tiempo, se le da un valor distinto del final, después de varias iteraciones, es decir, después de cierto tiempo, regresa al valor que tenía, que es el valor final correspondiente al valor de q. Por tanto, para un valor fijo de q el sistema siempre tenderá a tener un valor final de su variable; se puede decir que, pase lo que pase, está "condenado" a terminar con ese valor.
Ahora bien, si un sistema llegara siempre a un valor final de sus variables, sin importar el valor de sus parámetros (q, en el caso que hemos tratado), entonces este sistema no podría ajustarse a cambios. Sin embargo, los seres vivientes deben poder adaptarse a los cambios. Por tanto en un sistema como el tratado, si las circunstancias externas hacen que el valor de q se altere, entonces los valores finales que adquirirá la variable x serán distintos de los que tenía antes del cambio. Si el sistema biológico es capaz de vivir con los nuevos valores finales significa que se ha podido adaptar a las nuevas circunstancias. Si no, desaparecerá.
El hecho de que muchos sistemas biológicos sean no lineales y se comporten caóticamente ha permitido la posibilidad de adaptación. Algunos investigadores han sugerido que para que estos sistemas sobrevivan bajo nuevas circunstancias tendrán que desarrollar estructuras fractales. Por ejemplo, las fibras conductoras del corazón o las redes que forman los bronquios tienen estructura fractal que permite una gran variedad de ritmos.
Por lo tanto, se puede llegar a la sorprendente conclusión de que el caos permite la salud, mientras que si un sistema fuera totalmente pronosticable, al ocurrir cualquier cambio se enfermaría y poco después desaparecería.
De estas consideraciones se obtiene una sugerencia muy interesante: cuando una enfermedad se debe a la inadaptabilidad del organismo a los posibles nuevos ritmos debidos al cambio de circunstancias, el tratamiento debería consistir en ampliar sus capacidades para que estos nuevos ritmos fueran capaces de darse. Esta idea puede abrir una nueva forma de tratar ciertas enfermedades.
