El tiempo es el gran escenario en el que se desarrolla nuestra existencia. Lo medimos con relojes, lo organizamos en calendarios y lo sentimos fluir de manera irreversible. Sin embargo, ni la física ni la neurociencia han logrado responder con certeza qué es exactamente el tiempo. ¿Es una dimensión tangible del universo, como el espacio, o es solo una ilusión creada por nuestra mente?
Desde los filósofos de la antigüedad hasta los físicos modernos, la naturaleza del tiempo ha sido un enigma persistente. San Agustín, en el siglo IV, ya planteaba la paradoja de que entendemos el tiempo mientras no intentemos explicarlo. Hoy, más de mil seiscientos años después, esa incertidumbre sigue vigente.
El cerebro: una máquina del tiempo imperfecta
Para los neurocientíficos, el tiempo no es solo un concepto abstracto, sino una experiencia subjetiva moldeada por nuestro cerebro. Si bien podemos percibir con precisión el espacio a nuestro alrededor, el tiempo es una construcción mental mucho más frágil y engañosa.
Piénsalo: cuando recuerdas un evento del pasado, tu cerebro no está accediendo a un archivo estático, sino reconstruyéndolo a partir de fragmentos almacenados. Esa misma capacidad nos permite proyectarnos en el futuro y hacer planes, una habilidad que nos diferencia de otras especies. Pero también significa que nuestra percepción del tiempo es altamente maleable: el aburrimiento lo ralentiza, la emoción lo acelera y el estrés lo distorsiona.
De hecho, estudios han demostrado que la estructura de nuestro cerebro está optimizada para la anticipación, no para la precisión temporal. Es decir, nuestra mente no está diseñada para registrar el tiempo con exactitud, sino para predecir lo que viene. Esto tiene un impacto directo en nuestra memoria, en cómo experimentamos la realidad y en cómo tomamos decisiones.
La física del tiempo: ¿fluye o es solo una ilusión?
Mientras los neurocientíficos intentan descifrar cómo el cerebro percibe el tiempo, los físicos han cuestionado su propia existencia. La teoría de la relatividad de Einstein nos enseñó que el tiempo es relativo: un reloj en un satélite en órbita marcará una hora distinta que un reloj en la Tierra. Pero algunos físicos van más allá y sugieren que el tiempo podría ser solo una ilusión emergente de la conciencia.
Según la visión del “universo bloque”, todo el tiempo –pasado, presente y futuro– ya está escrito, como si el universo fuera una película completa en la que solo percibimos un fotograma a la vez. Esto significaría que el libre albedrío es solo una ilusión y que el futuro ya está determinado, aunque aún no lo hayamos experimentado.
¿Es posible entender el tiempo?
A pesar de todos los avances en la ciencia y la filosofía, el tiempo sigue siendo un misterio. Es algo tan cotidiano y, a la vez, tan incomprensible, que ni siquiera tenemos un consenso sobre cómo definirlo. ¿Es una propiedad fundamental del universo o simplemente una percepción subjetiva de nuestra mente?
En el capítulo que compartimos a continuación del libro Tu cerebro es una máquina del tiempo, publicado recientemente por la editorial Pinolia, el neurocientífico Dean Buonomano explora esta cuestión desde una perspectiva fascinante: cómo nuestro cerebro, limitado por su propia estructura, nos hace experimentar el tiempo de una manera que podría no corresponderse con la realidad física.
Sabores del tiempo, escrito por Dean Buonomano
Las palabras de la lista anterior, ¿qué tienen en común? Ciertamente, a uno se le perdonaría no reconocerlos como los cinco sustantivos más utilizados en la lengua inglesa. Que la palabra tiempo encabece la lista, junto con otras dos que son unidades de tiempo, es consecuencia de la abrumadora importancia que el tiempo desempeña en nuestras vidas. Cuando no estamos preguntando por la hora, hablamos de ahorrar tiempo, matar el tiempo, registrar el tiempo, no tener tiempo, hacer tiempo, la hora de dormir, el tiempo muerto, comprar tiempo, los buenos tiempos, los viajes en el tiempo, las horas extras, el tiempo libre, y mi favorito personal, la hora de comer.
Por su parte, los científicos y los filósofos hablan de tiempo subjetivo, tiempo objetivo, tiempo propio, tiempo coordinado, tiempo sideral, tiempo emergente, percepción del tiempo, tiempo de codificación, tiempo relativo, células del tiempo, dilatación del tiempo, tiempo de reacción, espacio-tiempo y el más bien redundante tiempo Zeitgeber (‘dador de tiempo o sincronizador’).
Irónicamente, aunque el tiempo sea el sustantivo más común, no se ha alcanzado un consenso sobre cómo definirlo. Hace más de 1600 años, el filósofo cristiano san Agustín ya mencionó el reto que supone intentar definir el tiempo: «¿Qué es el tiempo? Si nadie me lo pregunta, sé lo que es. Si quiero explicárselo a quien me lo pregunta, no lo sé».
Pocas cuestiones son tan desconcertantes y profundas como las relacionadas con el tiempo. Los filósofos se preguntan qué es el tiempo y si se trata de un momento aislado o de una dimensión completa. Los físicos se preguntan por qué el tiempo parece fluir en una sola dirección, si es posible viajar en el tiempo e incluso si el tiempo existe. Los neurocientíficos y psicólogos, por su parte, luchan por entender qué significa «sentir» el paso del tiempo, cómo es capaz el cerebro de registrar el tiempo y por qué los humanos somos las únicas criaturas capaces de proyectarnos mentalmente en el futuro. Además, el tiempo está en el centro de la cuestión del libre albedrío: ¿es el futuro un camino abierto o está predeterminado por el pasado?
El objetivo de este libro es explorar y, en la medida de lo posible, responder a estas preguntas. Sin embargo, antes de empezar, debemos reconocer que nuestra capacidad para responder a preguntas relacionadas con el tiempo está limitada por la naturaleza del órgano que las formula. Aunque la masa gelatinosa de 100 000 millones de células cerebrales que alberga tu cráneo es el dispositivo más sofisticado del universo conocido, no fue «diseñado» para comprender la naturaleza del tiempo, como tampoco tu ordenador portátil fue diseñado para escribir su propio software. Así pues, cuando exploremos las cuestiones relacionadas con el tiempo, aprenderemos que nuestras intuiciones y teorías sobre el tiempo revelan tanto sobre la naturaleza del propio tiempo como sobre la arquitectura y las limitaciones de nuestro cerebro.
El descubrimiento del tiempo
El tiempo es bastante más complicado que el espacio.
Sí, es cierto que el espacio tiene más dimensiones que el tiempo: se necesitan tres valores para señalar una ubicación en el espacio (por ejemplo, latitud, longitud y altitud), mientras que solo se necesita un número para marcar un momento en el tiempo. Así que, en cierto sentido, el espacio es más complejo, pero lo que quiero decir es que al cerebro humano le resulta mucho más difícil comprender el tiempo que el espacio.
Pensemos en nuestros congéneres vertebrados, con los que compartimos gran parte de nuestro hardware neuronal. Los animales vertebrados son capaces de navegar por el espacio, crear un mapa interno de su entorno y, en cierto sentido, «entender» el concepto de espacio. Los animales migran grandes distancias con un objetivo claro de hacia dónde se dirigen en el espacio, recuerdan dónde han guardado la comida, e incluso un cachorro sabe que, si una golosina cae detrás del sofá, puede intentar rodearlo y acceder a ella por la izquierda, la derecha, abajo o arriba. Sabemos que los cerebros de los mamíferos tienen un mapa interno del espacio muy sofisticado porque los neurocientíficos llevan más de cuatro décadas registrando las llamadas células de lugar en el hipocampo. Las células de lugar son neuronas que se activan cuando un animal se encuentra en un lugar específico de una habitación, es decir, en un punto concreto del espacio. Estas células forman una red que crea un mapa espacial del mundo exterior parecido a un sistema GPS, pero mucho más flexible; por ejemplo, nuestros mapas espaciales internos parecen actualizarse instantáneamente cuando se modifican los límites de una habitación o se mueven objetos.
Los animales no solo pueden navegar por el espacio, sino que también pueden «verlo». Desde lo alto de una montaña, podemos ver el cielo, el bosque y un río serpenteante que desemboca en el océano, cada elemento ocupa su lugar en el espacio. También podemos «oír» el espacio, es decir, localizar el punto del espacio del que procede un sonido. Nuestro sentido del tacto (sistema somatosensorial) nos informa no solo de la posición y la forma de los objetos, sino de la ubicación en el espacio de nuestras posesiones más importantes: los miembros de nuestro cuerpo.
El tiempo es diferente. Los animales, por supuesto, no pueden navegar físicamente por el tiempo. El tiempo es una carretera sin bifurcaciones, intersecciones, salidas ni giros. Tal vez por esta razón, la presión evolutiva para que los animales trazaran, representaran y comprendieran el tiempo con la misma fluidez que el espacio fue relativamente escasa. Como veremos en este libro, los animales ciertamente pueden contar el tiempo y anticipar cuándo tendrá lugar un acontecimiento, pero parece poco probable que nuestros parientes vertebrados entiendan las diferencias entre pasado, presente y futuro del mismo modo que su cerebro capta las diferencias entre arriba, abajo, izquierda y derecha. Nuestros órganos sensoriales no detectan directamente el paso del tiempo. A diferencia de los tralfamadorianos de la novela de Kurt Vonnegut Matadero cinco, no podemos ver a través del tiempo y abarcar el pasado, el presente y el futuro de un solo vistazo.
Los cerebros de todos los animales, incluidos los humanos, están mejor equipados para navegar, percibir, representar y comprender el espacio que el tiempo. De hecho, una de las teorías sobre cómo los humanos llegaron a comprender el concepto de tiempo es que el cerebro se apropió de los circuitos ya existentes para representar y comprender el espacio. Como veremos, esta puede ser una de las razones por las que todas las culturas parecen utilizar metáforas espaciales para hablar del tiempo («ha sido un día muy largo», «se acerca el día del eclipse», «mirando hacia atrás, no debería haber dicho eso»).
El tiempo es más complicado que el espacio también para los científicos. Las disciplinas científicas, como los seres humanos, pasan por distintas etapas en su desarrollo: maduran y cambian a medida que crecen. Y en muchas disciplinas, una de las características de este proceso de maduración es la progresiva aceptación del tiempo.
Podría decirse que el primer campo verdadero de la ciencia moderna fue la geometría, formalizada por Euclides en el siglo III a. C. La geometría suele definirse como «la rama de las matemáticas que se ocupa de las propiedades y relaciones de los puntos, las líneas, los planos y las figuras». La geometría euclidiana destaca por ser una de las teorías más elegantes y transformadoras de la historia de la ciencia, a pesar de su total desprecio por el tiempo. La geometría podría haberse llamado también espaciometría: el estudio de las cosas que están congeladas en el tiempo y nunca cambian. La geometría fue uno de los primeros campos científicos por una razón: la ciencia es mucho más sencilla si se ignora el tiempo.
Las matemáticas de las que disponían los filósofos y científicos griegos no eran adecuadas para estudiar cómo cambian las cosas con el tiempo. Además, en la Antigüedad era mucho más fácil medir la distancia que el tiempo; hoy ocurre lo contrario, ya que podemos medir el tiempo con mucha más precisión que el espacio. Tuvieron que pasar cerca de dos mil años desde Euclides para que se empezara a incorporar plenamente el tiempo a las matemáticas y la física. Un paso importante en esta dirección tuvo lugar a finales del siglo XVI cuando, según una historia probablemente apócrifa, un aburrido Galileo Galilei observó que el tiempo que tardaba una lámpara oscilante de la catedral de Pisa en completar un ciclo completo era independiente de la amplitud de la oscilación, es decir, que el periodo de la oscilación era el mismo tanto si se trataba de una oscilación amplia como estrecha (más tarde se determinó que el periodo aumenta ligeramente con la amplitud).
Al estudiar el movimiento, es decir, cómo cambia la posición de los objetos a lo largo del tiempo, Galileo contribuyó al nacimiento de la dinámica. Pero, al igual que los griegos, Galileo carecía de las herramientas necesarias para definir matemáticamente las relaciones entre fuerzas, movimiento, velocidad y aceleración. Newton y Leibniz inventaron la herramienta matemática definitiva para captar cómo cambian las cosas con el tiempo: el cálculo. Gracias al cálculo, Newton pudo describir las leyes que rigen el movimiento de las manzanas que caen y de los planetas que orbitan.
Newton creía en el tiempo absoluto, aquel que «por su propia naturaleza fluye equitativamente sin tener en cuenta nada externo». Para él existía un tiempo verdadero y universal que se aplicaba inequívocamente a todos los puntos del espacio. El universo de Newton parecía determinista: todo el tiempo, pasado y futuro, podía determinarse en principio a partir del presente. Pero había muchos más avances científicos por delante. Dos son especialmente relevantes para nosotros. En primer lugar, poco a poco, los científicos llegaron a la descorazonadora (para algunos) constatación de que, incluso en un universo que obedeciera plenamente las bellas leyes de Newton, no era posible en la práctica predecir el futuro (o retrodictaminar el pasado).
El trabajo de muchos científicos, entre ellos el matemático francés Henri Poincaré y el meteorólogo estadounidense Edward Lorenz, reveló que pequeñas diferencias en el estado de un sistema pueden conducir a resultados futuros muy distintos (el ejemplo más famoso es el efecto mariposa en la predicción meteorológica). Es lo que se llama caos, y veremos que asoma la cabeza cuando estudiemos el sistema dinámico más complejo que conocemos: nuestro cerebro. El segundo avance se produjo cuando Albert Einstein barrió la noción de tiempo absoluto y universal de Newton. Contra toda intuición, Einstein estableció que el tiempo era relativo. Discutiremos este tema en detalle, pero por ahora la cuestión es que, a medida que el campo de la física maduraba, el problema del tiempo se hizo progresivamente arraigado y fundamental. Hasta cierto punto. Irónicamente, desde algunas esferas se está presionando para eliminar por completo el tiempo de la física, y devolvernos a un universo geométrico estático, al que el físico Julian Barbour se refiere como Platonia —una alusión a la noción de Platón de que las formas geométricas ideales son entidades reales que existen en un reino atemporal—.
Tiempo y neurociencia
Muchas otras disciplinas científicas también experimentaron un proceso de maduración similar. Por ejemplo, la biología moderna comenzó en el siglo XVIII como una taxonomía bastante descriptiva y estática de las formas de vida, pero creció hasta incorporar el tiempo en forma de evolución y dinámica. Darwin desempeñó el papel de Galileo: observó que las especies del planeta Tierra estaban en constante «movimiento»: mutaban, desaparecían y evolucionaban.
Los campos de la neurociencia y de la psicología evolucionaron para incorporar progresivamente el problema del tiempo. A pesar de que la frenología fue considerada una pseudociencia, al menos los frenólogos reconocieron la importancia de nuestro sentido del tiempo. Asignaron nuestro sentido del tiempo a una zona de los lóbulos frontales convenientemente situada entre la melodía y el espacio («localidad»). Según un texto de frenología, «el oficio de esta facultad es marcar el paso del tiempo, la duración, la sucesión de acontecimientos, etc. También recuerda fechas, mantiene el tiempo correcto en la música y el baile, e induce a la puntualidad en el cumplimiento de los compromisos».
William James, uno de los padres de la psicología moderna, también reconoció la importancia del tiempo para comprender la mente. De hecho, dedicó un capítulo de su obra magna, Principios de psicología (publicada en 1890), a la percepción del tiempo. Curiosamente, desde entonces pocos libros de referencia en psicología o neurociencia han hecho lo mismo. De hecho, durante la mayor parte del siglo XX, el problema del tiempo se descuidó en cierta medida y se omitió en la mayoría de los libros de texto.
No obstante, estoy simplificando demasiado las cosas. En primer lugar, el problema del tiempo en neurociencia y psicología no es un problema único, sino un conjunto de problemas interconectados relacionados con la forma en que el cerebro cuenta el tiempo, genera patrones temporales complejos, percibe conscientemente el paso del tiempo, recuerda el pasado y piensa en el futuro. En segundo lugar, se han logrado avances significativos en muchos subcampos relacionados con la psicología y la neurociencia del tiempo. Por ejemplo, la cronobiología, el estudio de los ritmos biológicos, sobre todo los ciclos de sueño-vigilia, floreció a lo largo del siglo XX. Además, durante ese mismo siglo, muchos científicos pioneros avanzaron en la comprensión de la forma en que el cerebro cuenta y percibe el tiempo. Pero, en términos relativos, los problemas relacionados con el tiempo se han pasado por alto. Por ejemplo, si buscas en el índice del que es considerado como la biblia de la neurociencia moderna, el libro de texto Principios de neurociencia, la palabra tiempo, no la encontrarás. En cambio, si buscas la palabra espacio, la encontrarás representada en múltiples entradas.
La psicología y la neurociencia son campos científicos recién nacidos, que apenas empiezan a comprender plenamente la importancia del tiempo y la dinámica. Como escribió en 2008 el psicólogo Richard Ivry, de la Universidad de California en Berkeley, «hace una generación, la investigación sobre el tiempo era limitada y se centraba en el estudio de comportamientos marcados por regularidades temporales. Más recientemente, se ha producido un renacimiento en el estudio de la percepción del tiempo, con investigadores que abordan una amplia gama de fenómenos temporales».
Como ejemplo de este cambio, consideremos una de las cuestiones sagradas de la psicología y la neurociencia: «¿cómo almacena el cerebro los recuerdos?». Como los recuerdos se refieren a experiencias pasadas, la memoria está intrínsecamente ligada al tiempo. Pero, incluso en este caso, a menudo los científicos no han situado el problema de la memoria en su contexto temporal correcto. No ha sido hasta el siglo XXI cuando los científicos han empezado a aceptar plenamente que «la información sobre el pasado solo es útil en la medida en que nos permite anticipar lo que puede ocurrir en el futuro». La memoria no evolucionó para permitirnos rememorar el pasado. La única función evolutiva de la memoria es que los animales sean capaces de predecir lo que ocurrirá y cuándo ocurrirá para que puedan responder mejor cuando efectivamente ocurra. Gracias a los continuos cambios conceptuales, junto con multitud de avances metodológicos, la neurociencia y la psicología se han centrado cada vez más en el estudio del tiempo. Y, lo que es más importante, ambas disciplinas reconocen que sin comprender los mecanismos que utiliza el cerebro para contar, percibir y representar el tiempo, no resulta posible entender la mente humana.
Cortesía de Muy Interesante
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