La era de la convergencia de las ciencias en la biología

Corre por ahí una observación, perspicaz de entrada, a fin de invocar la empatía hacia tu enemigo: está haciendo exactamente lo mismo que tú harías bajo sus mismas circunstancias. Sin embargo, esto no es del todo cierto.

Es verdad que los organismos se desarrollan y cambian al compás de los genes y el medio ambiente, pero no existe una causalidad mecánica en la conducta, sino más bien enmarañada. Algo que puede extrapolarse a todo lo que compete al ser humano. Porque, tal y como postuló Erwin Schrödinger en ¿Qué es la vida? (1944), somos «una interacción sinfónica entre genes, células, órganos, cuerpo y entorno». Una advertencia que desliza Sonia Contera, catedrática de Física en la Universidad de Oxford, en su libro Nanotecnología viva (Arpa, 2023) al invocar los llamados sistemas complejos.

Este nuevo prisma multidisciplinario apunta a alejarnos de enfoques reduccionistas que aún se encuentran presentes, por ejemplo, en la genética; del tipo «este gen provoca esto». Porque la evidencia empieza a indicarnos que procesos de naturaleza muy diversa, como la estatura humana, la esquizofrenia, la artritis reumatoide y la enfermedad de Crohn, podrían estar influidos por todos los genes del genoma. De hecho, se ha propuesto un revolucionario modelo omnigénico, que plantea que prácticamente todos los rasgos y enfermedades podrían estar modulados de manera compleja por todos los genes activos. Este planteamiento, solo en el campo de la genética, sin tener en cuenta el resto, resalta todavía más la intrincada naturaleza de nuestra biología y la necesidad de un enfoque multidisciplinario para desentrañarla.

Consciente del abrumador trabajo que aún queda por delante, pero siempre optimista y con una fresca claridad expositiva, Contera nos invita a contemplar como herramienta fundamental la biología cuantitativa, un campo de estudio en plena efervescencia. Esta disciplina se ocupa de utilizar métodos matemáticos, estadísticos y computacionales para investigar la vida y los seres vivos, y puede aplicarse a todos los niveles de la biología, desde la biología molecular y celular hasta la ecología y la evolución. Su ambicioso propósito pasa por descubrir los vínculos que existen entre los comportamientos biológicos y las complejas estructuras y procesos que les dan lugar. Y, para ello, no solo debe apostarse por la hibridación de disciplinas, sino también de técnicas. Desde microscopías avanzadas que se combinan con la bioquímica y la genética, hasta la implementación de materiales nanoestructurados y herramientas de nanotecnología que sirven para explorar diferentes escalas del comportamiento celular y tisular. A esta macedonia también se añade el uso de la física, las matemáticas y la informática para construir modelos cada vez más precisos que aborden la biología en toda su complejidad, desde la dimensión molecular hasta la celular, extendiéndose hasta comprender los organismos en su totalidad.

Estas normas que rigen a nanoescala pueden extrapolarse a otros muchos campos, aunque solo sea para hacernos reflexionar más profundamente sobre sus implicaciones y límites; campos como los de la inteligencia artificial. La idea de que todo puede ser racionalizado está perdiendo fuerza. Anteriormente, creíamos que podíamos controlar y dirigir cada etapa del proceso científico de forma lógica y racional. Sin embargo, ahora estamos empezando a comprender que, si realmente queremos desarrollar estructuras más sofisticadas, necesitamos incorporar procesos que están fuera de nuestro control directo. Esto también presenta una reflexión filosófica intrigante: tanto en la inteligencia artificial como con los sistemas de nanofabricación y nanotecnología, estamos logrando nuestros objetivos, sí, pero sin comprender completamente el proceso. Como si los vínculos causales fueran siempre inextricables.

La visión de Contera, dado que no podemos controlarlo todo, pasa por inspirarnos en la biología, que ya ha evolucionado durante millones de años y ha demostrado ser eficaz. Por ejemplo, en nuestros intentos de construir cerebros artificiales. Mediante el entrelazamiento de genes y formas, lo digital y lo analógico, el hardware y el software, la razón y la emoción, el universo dio forma a la inteligencia biológica. Por contrapartida, la inteligencia artificial evolucionó a través de un proceso muy diferente: no se desarrolló únicamente siguiendo los principios de la física y la biología, sino que fue influenciada en gran medida por las leyes de la geopolítica científica y la competencia industrial. Usar el modelo de la inteligencia biológica, sin embargo, nos evitaría muchos de estos bucles, aunque aún estemos lejos, quizá demasiado lejos, de entender bien cómo son y cómo se conectan entre sí los sistemas biológicos.

En suma: en un mundo inestable amenazado por la incertidumbre geopolítica, climática y energética, entre otras, debemos asumir que la realidad no se puede simular con algoritmos. Y, por consiguiente, debemos regresar a la realidad de la física y la biología, que siempre se escapa del control total de la lógica humana, a fin de que nos permita alzarnos, de nuevo, a hombros de gigantes. Los hombros de la naturaleza.