XVII. ACERCA DE LOS CICLOS BIOL�GICOS. EL CASO DEL CORAZ�N. EL CAOS SALUDABLE

EN LOS sistemas biol�gicos existe un variado n�mero de ritmos. Uno de los m�s conocidos es el latido del coraz�n; otro es el ritmo de sue�o, que se presenta en los animales y en el hombre. Ambos, en general, est�n asociados a los llamados relojes biol�gicos.

La forma acostumbrada de estudiar este tipo de fen�menos ha sido investigar el �rgano biol�gico que lo produce y estudiar con todo detalle su comportamiento biol�gico, qu�mico y f�sico. As� 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 a�os ochenta se ha dado un nuevo enfoque en la investigaci�n de los fen�menos biol�gicos, a saber, dirigir el estudio a las propiedades globales de los sistemas consider�ndolos no lineales. El lector se dar� cuenta de que �sta es precisamente la manera corno se ha tratado otro tipo de fen�menos, la turbulencia por ejemplo.

Entre lo primero que se investig� fue el movimiento de los ojos de las personas afectadas de esquizofrenia. Si una persona normal observa la oscilaci�n del p�ndulo de un reloj de pared, por ejemplo, sus ojos siguen el p�ndulo continuamente, como si estuvieran ligados al movimiento. En contraste, cuando un esquizofr�nico ve la oscilaci�n del p�ndulo, sus ojos realizan una serie de movimientos err�ticos cuyo origen es desconocido.

Se ha cre�do que la causa de estas fluctuaciones se debe a las variaciones de las se�ales que provienen del sistema nervioso central, que es el que controla los m�sculos de los ojos. Se ha supuesto que estas fluctuaciones se deben a perturbaciones al azar que afligen el cerebro de los esquizofr�nicos. Si las se�ales de entrada tienen ruido, se esperar�a que los resultados tambi�n mostraran ruido.

Al estudiar este fen�meno usando las novedosas ideas del caos, se encontr� que este tipo de comportamiento se podr�a entender de otra forma.

Resulta que el movimiento del ojo puede considerarse un fen�meno no lineal. En el sistema del ojo hay varios par�metros, an�logos al par�metro q del cap�tulo VIII, que son la masa del ojo, la viscosidad de los l�quidos dentro del ojo, etc�tera.

Se ha descubierto que en el movimiento del ojo hay varios reg�menes, tanto de orden como de caos, dependiendo de los valores de los par�metros. Para algunos valores de los par�metros (que equivalen a valores peque�os de q en el cap�tulo 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 cap�tulo VIII), empieza una secuencia de doblamiento de periodo y bifurcaciones, que finalmente lleva a un r�gimen ca�tico, en el que el ojo se mueve tal como se informa que ocurre con los esquizofr�nicos.

En consecuencia, el movimiento irregular de los ojos de los esquizofr�nicos parece que no se debe a se�ales 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 ser�a disminuirla. Sin embargo, todav�a no se ha podido hacerlo en la pr�ctica, y por tanto, la cuesti�n sigue abierta. La irregularidad en el movimiento de los ojos se presenta no s�lo en los esquizofr�nicos sino tambi�n en otros pacientes con enfermedades neurol�gicas.

La forma de proceder que hemos rese�ado, en la que los detalles particulares no desempe�an el papel principal en el comportamiento del sistema, sino en la que el punto crucial es reconocer que el fen�meno est� regido por el comportamiento global, ha empezado a dar frutos.

El caso del coraz�n merece atenci�n especial, pues en �l 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, s�lo recientemente se ha empezado a analizar su din�mica.

Muy importante es la fibrilaci�n, que causa miles de muertes s�bitas al a�o. En muchos casos, �stas se deben al bloqueo de las arterias, que a su vez causan la muerte del m�sculo que bombea la sangre. Sin embargo, no se sabe a qu� se debe.

En un coraz�n normal los m�sculos se contraen y relajan de manera peri�dica, mientras que cuando ocurre la fibrilaci�n los m�sculos del coraz�n se contorsionan sin coordinaci�n alguna y no pueden bombear sangre. En un coraz�n normal las se�ales el�ctricas viajan de manera coordinada a lo largo del �rgano. Cuando la se�al llega, cada c�lula se contrae; enseguida la c�lula se relaja durante un intervalo determinado, dentro del cual no puede volver a contraerse. En cambio, cuando hay fibrilaci�n la onda se esparce sin coordinaci�n con el resultado de que el coraz�n nunca est� del todo contra�do ni del todo relajado.

Una forma de ayudar a un paciente que ha sufrido un ataque de fibrilaci�n es aplicarle una corriente el�ctrica —un shock el�ctrico—, con lo que a menudo su coraz�n vuelve a trabajar normalmente.

En un coraz�n afectado de fibrilaci�n cada una de sus partes puede estar funcionando normalmente. Las autopsias de las personas que murieron por esta causa muestran que los m�sculos no est�n da�ados y que, sin embargo, el conjunto del coraz�n no funcion�.

El coraz�n es un sistema complejo, que ha empezado a ser estudiado desde un �ngulo distinto: el del caos. Se ha encontrado que su actividad el�ctrica presenta secuencias de doblamiento de periodos hasta llegar a un r�gimen ca�tico, comportamiento similar al de otros sistemas que desarrollan caos. Resulta que cuando se presenta la fibrilaci�n se est� en un r�gimen ca�tico, y al dar un shock el�ctrico los par�metros del coraz�n se modifican y �ste regresa a un r�gimen que ya no es ca�tico, por lo que su comportamiento vuelve a ser regular.

Por lo tanto, se ve que la modificaci�n de alg�n par�metro relacionado con el funcionamiento del coraz�n, como por ejemplo un cambio en la conductividad de los m�sculos o en el tiempo de llegada de alguna se�al, puede alterar el r�gimen en que se encuentra el �rgano. Esto corresponder�a a modificar el par�metro q del cap�tulo VIII. La consecuencia es que este cambio puede hacer que el �rgano sano pase por una bifurcaci�n y tenga un nuevo comportamiento cualitativo. Como sabemos, al pasar una bifurcaci�n aparecen nuevos periodos de oscilaci�n que no siempre pueden ser sanos, pues dan otros dos ritmos al coraz�n.

El comportamiento ca�tico de alg�n sistema biol�gico no siempre est� relacionado con alguna enfermedad. Aunque pueda parecer incre�ble, se ha empezado a considerar el caos como fuente de salud. Los sistemas no lineales tienen la capacidad de regulaci�n y de control. Si a un sistema que se comporta linealmente se le produce una peque�a perturbaci�n, entonces se comportar� de manera cercana a como lo har�a si no se le hubiera perturbado. Sin embargo, si se da la misma perturbaci�n a un sistema no lineal, �ste tiende a volver a su condici�n inicial. Recu�rdese que en el sistema no lineal que se vio en el cap�tulo VIII los valores finales que adquir�a la variable x no depend�an de sus valores iniciales. Entonces, si el sistema est� en un instante dado en el valor final y a la siguiente iteraci�n, o sea al siguiente instante de tiempo, se le da un valor distinto del final, despu�s de varias iteraciones, es decir, despu�s de cierto tiempo, regresa al valor que ten�a, que es el valor final correspondiente al valor de q. Por tanto, para un valor fijo de q el sistema siempre tender� a tener un valor final de su variable; se puede decir que, pase lo que pase, est� "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 par�metros (q, en el caso que hemos tratado), entonces este sistema no podr�a 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 adquirir� la variable x ser�n distintos de los que ten�a antes del cambio. Si el sistema biol�gico es capaz de vivir con los nuevos valores finales significa que se ha podido adaptar a las nuevas circunstancias. Si no, desaparecer�.

El hecho de que muchos sistemas biol�gicos sean no lineales y se comporten ca�ticamente ha permitido la posibilidad de adaptaci�n. Algunos investigadores han sugerido que para que estos sistemas sobrevivan bajo nuevas circunstancias tendr�n que desarrollar estructuras fractales. Por ejemplo, las fibras conductoras del coraz�n 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 conclusi�n de que el caos permite la salud, mientras que si un sistema fuera totalmente pronosticable, al ocurrir cualquier cambio se enfermar�a y poco despu�s desaparecer�a.

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 deber�a 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.