Un sistema adaptativo es un conjunto de entidades interactivas o interdependientes, reales o abstractas, que forman un todo integrado que juntas son capaces de responder a cambios ambientales o cambios en las partes que interactúan, de una manera análoga a la homeostasis fisiológica continua o la adaptación evolutiva en biología. . Los circuitos de retroalimentación representan una característica clave de los sistemas adaptativos, como los ecosistemas y los organismos individuales ; o en el mundo humano, comunidades , organizaciones y familias . Los sistemas adaptativos se pueden organizar en una jerarquía.
Los sistemas adaptativos artificiales incluyen robots con sistemas de control que utilizan retroalimentación negativa para mantener los estados deseados.
La ley de adaptación puede expresarse informalmente como:
Todo sistema adaptativo converge a un estado en el que cesa todo tipo de estimulación. [1]
Formalmente, la ley se puede definir de la siguiente manera:
Dado un sistema , decimos que un evento físico es un estímulo para el sistema si y sólo si la probabilidad de que el sistema sufra un cambio o sea perturbado (en sus elementos o en sus procesos) cuando ocurre el evento es estrictamente mayor que la probabilidad anterior. probabilidad de que sufra un cambio independientemente de :
Sea un sistema arbitrario sujeto a cambios en el tiempo y sea un evento arbitrario que es un estímulo para el sistema : decimos que es un sistema adaptativo si y sólo si cuando t tiende a infinito la probabilidad de que el sistema cambie su comportamiento en un El paso de tiempo dado el evento es igual a la probabilidad de que el sistema cambie su comportamiento independientemente de la ocurrencia del evento . En términos matemáticos:
Así, para cada instante existirá un intervalo temporal tal que:
En un sistema adaptativo, un parámetro cambia lentamente y no tiene un valor preferido. Sin embargo, en un sistema autoajustable, el valor del parámetro "depende de la historia de la dinámica del sistema". Una de las cualidades más importantes de los sistemas autoajustables es su “ adaptación al borde del caos ” o capacidad para evitar el caos . En la práctica, al dirigirse al borde del caos sin ir más lejos, un líder puede actuar espontáneamente pero sin causar desastres. Un artículo de Complexity de marzo/abril de 2009 explica con más detalle los sistemas autoajustables utilizados y las implicaciones realistas. [2] Los físicos han demostrado que la adaptación al borde del caos se produce en casi todos los sistemas con retroalimentación . [3]
¿Una teoría innovadora de la practopoiesis explica cómo interactúan varios tipos de adaptaciones en un sistema vivo? Practopoiesis, [4] término debido a su creador Danko Nikolić, [5] es una referencia a una jerarquía de mecanismos de adaptación que responden a esta pregunta. La jerarquía adaptativa forma una especie de sistema autoajustable en el que la autopoiesis de todo el organismo o de una célula se produce a través de una jerarquía de interacciones alopoyéticas entre los componentes . [6] Esto es posible porque los componentes están organizados en una jerarquía poiética : las acciones adaptativas de un componente dan como resultado la creación de otro componente. La teoría propone que los sistemas vivos exhiben una jerarquía de un total de cuatro operaciones poiéticas adaptativas:
evolución (i) → expresión genética (ii) → mecanismos homeostáticos que no involucran genes (anapoiesis) (iii) → función celular final (iv)
A medida que la jerarquía evoluciona hacia niveles más altos de organización, aumenta la velocidad de adaptación. La evolución es la más lenta; la expresión genética es más rápida; etcétera. La función celular final es la más rápida. En última instancia, la practopoiesis desafía la doctrina neurocientífica actual al afirmar que las operaciones mentales ocurren principalmente en el nivel homeostático y anapoyético (iii), es decir, que las mentes y el pensamiento emergen de rápidos mecanismos homeostáticos que controlan poiéticamente la función celular. Esto contrasta con la suposición generalizada de que pensar es sinónimo de cálculos ejecutados en el nivel de actividad neuronal (es decir, con la "función celular final" en el nivel iv).
Sharov propuso que sólo las células eucariotas pueden alcanzar los cuatro niveles de organización. [7]
Cada nivel más lento contiene conocimientos más generales que el nivel más rápido; por ejemplo, los genes contienen más conocimiento general que los mecanismos anapoyéticos, los cuales a su vez contienen más conocimiento general que las funciones celulares. Esta jerarquía de conocimiento permite que el nivel anapoyético implemente conceptos , que son los ingredientes más fundamentales de una mente. Se sugiere que la activación de conceptos a través de la anapoiesis subyace a la ideatesia . La practopoiesis también tiene implicaciones para comprender las limitaciones del aprendizaje profundo . [8]
Las pruebas empíricas de la practopoiesis requieren el aprendizaje en tareas de doble ciclo: es necesario evaluar cómo la capacidad de aprendizaje se adapta con el tiempo, es decir, cómo el sistema aprende a aprender (adapta sus habilidades de adaptación). [9] [10]
Se ha propuesto que la anapoyesis se implementa en el cerebro mediante receptores metabotrópicos y canales iónicos activados por proteína G. [11] Se sugiere que estas proteínas de membrana seleccionen transitoriamente subredes y, al hacerlo, impulsen la cognición.
