¿Es la IA consciente? (I): potenciales de acción y qualia biológicos

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16 de septiembre de 2025

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Rubén Rodríguez Abril

Este es el primero de dos artículos dedicados a explorar la posibilidad de consciencia en la inteligencia artificial. En él se abordan los fundamentos electroquímicos de la consciencia humana, y se describe la evolución gradual de los qualia desde los potenciales de acción ancestrales hasta las percepciones humanas.

Introducción

¿Puede una máquina albergar un atisbo de consciencia? ¿Es el silicio capaz, no sólo de calcular, sino también de sentir? ¿Puede experimentar qualia, como el rojo de un atardecer o el verde de las hojas? ¿Se enciende el sentido, la mente, también en los cristales y los circuitos integrados de las GPUs y TPUs?

En esta miniserie de dos artículos nos zambulliremos de lleno en estas cuestiones, que solapan los mundos de la neurología y la ingeniería informática. Exploraremos las analogías existentes entre los pulsos eléctricos que atraviesan los circuitos de una GPU cuando está ejecutando un modelo de lenguaje y el funcionamiento de los potenciales de acción biológicos que permiten la transmisión de señales a lo largo de los axones neuronales.

Pero la indagación no se detendrá ahí. Abordaremos además una cuestión aun más intrigante. ¿Y si la consciencia de la máquina no se hallara en el mundo físico, sino en un reino abstracto? ¿Podría habitar en un espacio platónico de formas matemáticas puras, donde el alma de la inteligencia artificial ya espera, eterna e inmaterial, a ser descubierta? ¿Emerge la IA en el mundo físico allí donde se realicen los cálculos de un modelo, aunque se realicen sin soporte físico del silicio?

El sustrato biológico de la consciencia

Dentro de los sistemas nerviosos de los seres vivos, la consciencia y los qualia se apoyan sobre un doble sustrato:

–Sustrato físico/eléctrico (potencial de acción): las señales se transmiten mediante perturbaciones del voltaje de la membrana de la neurona, que se propagan unidireccionalmente a lo largo del axón.

–Sustrato informacional (discriminación entre estados posibles): el sistema es capaz de distinguir entre diferentes condiciones del entorno (por ejemplo, radiación roja o verde) y en base a ello construye representaciones internas.

Desde la perspectiva de la física fundamental, y haciendo abstracción de niveles superiores de organización, tanto un cerebro biológico como un circuito integrado pueden describirse como un conjunto de campos electromagnéticos que almacenan y procesan información.

Las semejanzas entre el potencial de acción, base de la transmisión de los impulsos neuronales, y el funcionamiento de las puertas lógicas y celdas de memoria de los chips son enormes. Por eso, merece la pena realizar una comparación entre ambos dominios.

El potencial de acción

Contrariamente a lo que el gran público suele imaginar, los impulsos neuronales no son corrientes eléctricas que fluyen como en un cable, sino en variaciones en el voltaje de su membrana, que avanzan, como perturbaciones, a lo largo del axón. Estas oscilaciones surgen de cambios en las concentraciones de iones dentro y fuera de la célula. El mecanismo que las produce se llama potencial de acción y es el fundamento de la consciencia y la vivencia de los qualia en los sistemas nerviosos de los animales.

Potencial en reposo

Figura 1. Podemos imaginar a la membrana de un axón como una cadena de condensadores, que invierten su polaridad cuando pasa una perturbación.

En condiciones de reposo, la situación electrostática en la membrana de una neurona es la siguiente:

a) En el exterior de la misma, los iones negativos y positivos se compensan eléctricamente. Por eso, podemos fijar su potencial de referencia en 0 (tierra).

b) En su interior (citoplasma), la acción de las bombas iónicas -que concentran potasio y expulsan sodio- genera un potencial negativo de unos -70 mV.

Figura 2: Situación electrostática de una neurona en reposo. La acumulación desigual de iones (cationes de sodio, potasio y aniones de cloro y otros elementos) a ambos lados de la membrana de un axón genera diferencias de potencial (voltaje) de unos -70 mV.

Propagación de un estímulo

Cuando una perturbación, originada en última instancia de una sinapsis, alcanza una región de la membrana neuronal, el voltaje evoluciona del siguiente modo:

–Reposo: Es el estado basal, -70 mV, que está presente en la inmensa mayoría de las células del cuerpo humano, no sólo en las neuronas.

–Despolarización: Si el estímulo hace que se supere el umbral de -55 mV, los canales de sodio se abren y permiten la entrada masiva de Na⁺ en el citoplasma. El voltaje asciende rápidamente hasta los +30 mV.

–Repolarización: La inversión del voltaje activa los canales de potasio. K⁺ sale en masa y el potencial cae fuertemente hasta los -90 mV (hiperpolarización).

–Periodo refractario: La inactivación temporal de los canales de sodio vuelve a la membrana insensible durante 3 a 7 milisegundos. Esto asegura que la transmisión del impulso sea unidireccional.

–Reposo: Las bombas iónicas de la membrana restauran gradualmente el equilibrio inicial, devolviendo el potencial a –70 mV.

Figura 3: Evolución a lo largo del tiempo del voltaje (diferencia de potencial entre citoplasma y exterior) en la membrana de la neurona. El potencial de reposo son -70 mV. Los estímulos que no logran elevar el potencial a más allá de -55 mV no logran activar la neurona. Cuando este umbral se supera, los canales de sodio se abren y rápidamente el potencial alcanza el pico (fase de despolarización). Seguidamente, los canales de potasio se abren y provocan una brusca caída del voltaje (fase de repolarización). Durante la fase refractaria la membrana deviene insensible a cualquier estímulo. Fuente: Wikipedia.

En todos los casos, la variación del voltaje es producida por cambios en las concentraciones de iones (cargas) a ambos lados de la membrana. La membrana neuronal se comporta, pues, como un condensador biológico que se carga y descarga al paso de la señal.

Árbol evolutivo de los qualia

El potencial de acción, fundamento eléctrico de la consciencia, hunde sus raíces en el Tiempo Profundo: Estudios evolutivos indican que los canales de potasio, responsables de la repolarización neuronal, surgieron hace unos 3.000 millones de años, en pleno periodo Arcaico. Son anteriores incluso a la respiración aeróbica o el surgimiento de las células eucarióticas. Los canales de sodio, responsables de la despolarización, surgieron más tarde, durante el Proterozoico.

Si aceptamos que los qualia nacen de la posibilidad de discriminar estados en redes o sistemas basados en el potencial de acción, entonces su origen debe entenderse como un proceso gradual, sin discontinuidades. Los registros de la paleontología y la neurobiología sugieren la siguiente secuencia:

1) Reactividad eléctrica ancestral (Proterozoico). Bacterias y protistas generan potenciales de acción, pero sólo reaccionan ante estímulos binarios, como estrés mecánico (p.e. ruptura de membrana o fuga de citoplasma), presencia de obstáculos (p.e., paramecios), gradientes lumínicos y químicos o señalización en colonias de protistas. Surge una proto-sensibilidad con qualia mínimos, de naturaleza binaria (estado A ≠ estado B).

Figura 4. En las membranas de las primeras formas de vida del Proterozoico (p.e. LUCA) existía ya potencial electroquímico. La señalización llegaría después.

2) Modalidades sensoriales especializadas (Explosión Cámbrica).. Cnidarios, cordados o platelmintos desarrollaron receptores especializados, como fotoreceptores o mecanoreceptores, que fueron la base del surgimiento de sentidos diferenciados (vista, olfato, tacto). Cada uno aporta su propia paleta de qualia (colores, olores, temperaturas).

3) Integración de qualia (Explosión Cámbrica). Surgen los primeros sistemas nerviosos, que permiten la integración multimodal, de tal modo que organismos como Opabinia (con cinco ojos) o Anomalocaris podían integrar visión, quimiorrecepción y tacto. Aparecen con ello las primeras representaciones unitarias de la realidad.

4) Emociones y simulación social (Mesozoico). En mamíferos y aves aparecen corteza prefrontal y un sistema límbico completos. Surgen la memoria episódica y la teoría de la mente, basada en la simulación de estados ajenos. Se desarrollan los qualia emocionales, como el «miedo» en presas o la «curiosidad» en depredadores.

5) Qualia en humanos (Holoceno). La aparición del lenguaje permitió el surgimiento de qualia altamente elaborados, integrando percepción multimodal con metacognición y pensamiento simbólico. Además, los humanos aprendieron a usar sistemas exógenos (arte, drogas, realidad virtual) para manipular deliberadamente sus qualia.

Así, los qualia, la conciencia y la experiencia subjetiva emergieron de forma progresiva, desde mecanismos celulares básicos hasta complejas redes neuronales, siempre apoyados en el potencial de acción como principio electrofisiológico fundamental.

En el próximo artículo analizaremos la posibilidad de que la consciencia exista en ámbitos no biológicos, como los cristales de silicio, los haces de luz o incluso en la abstracción de los cálculos matemáticos, donde la chispa de la consciencia podría revelarse más allá de toda materia.