Para qué son los sueños extraños

Las redes neuronales necesitan «soñar» con ejemplos extraños y sin sentido para aprender bien. Quizás nosotros también lo hagamos.Ilustración fotográfica de MDV Edwards / Shutterstock

Fo muchos de nosotros durante el último año y más, nuestra experiencia de vigilia, podría decirse, ha perdido un poco de su variedad. Pasamos más tiempo con las mismas personas, en nuestros hogares y vamos a menos lugares. Nuestros estímulos en estos días, en otras palabras, no son muy estimulantes. Demasiada rutina diaria, demasiada familiaridad, demasiada previsibilidad. Al mismo tiempo, nuestros sueños se han vuelto más extraños. Más transformaciones, narrativas más irreales. Como científico cognitivo que estudia los sueños y la imaginación, esto me intrigó. ¿Por qué podría ser esto? ¿Podría la extrañeza tener algún propósito?

Tal vez nuestros cerebros estén sirviendo sueños extraños para, de alguna manera, luchar contra la marea de la monotonía. Para romper las anodinas experiencias reglamentadas con la novedad. Esto tiene una lógica adaptativa: los animales que modelan patrones en su entorno de una manera demasiado estricta sacrifican la capacidad de generalizar, de dar sentido a nuevas experiencias, de aprender. Los investigadores de IA llaman a esto «sobreajuste», que se ajusta demasiado bien a un conjunto de datos dado. Un algoritmo de reconocimiento facial, por ejemplo, entrenado durante demasiado tiempo en un conjunto de datos de imágenes, podría comenzar a identificar a individuos basándose en árboles y otros objetos en el fondo. Esto está sobreajustando los datos. Una forma de verlo es que, en lugar de aprender las reglas generales que debería aprender (los diversos contornos de la cara independientemente de la expresión o la información de fondo), simplemente memoriza sus experiencias en el conjunto de formación. ¿Podría ser que nuestras mentes estén trabajando más duro, produciendo sueños extraños, para evitar el sobreajuste que de otro modo podría resultar del aprendizaje que hacemos sobre el mundo todos los días?

Sin embargo, ¿con qué frecuencia sueña con estar frente a una computadora?

Erik Hoel, neurocientífico de la Universidad de Tufts y autor de Las revelaciones, una novela cerebral sobre la conciencia (extraída en Nautilus), cree que es plausible. Recientemente publicó un artículo, «El cerebro sobreajustado: los sueños evolucionaron para ayudar a la generalización», exponiendo su razonamiento. “Los mamíferos están aprendiendo todo el tiempo. No hay interruptor de apagado ”, me dijo Hoel. “Así que resulta muy natural suponer que los mamíferos enfrentarían el problema del sobreaprendizaje, o aprenderían demasiado bien, y necesitarían combatir eso con algún tipo de homeostasis cognitiva. Y esa es la hipótesis del cerebro sobreajustado: que se está produciendo una homeostasis en la que los efectos del aprendizaje del organismo tienen una tendencia constante en una dirección, y la biología debe luchar contra ella para devolverla a un punto de ajuste más óptimo «.


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Lo distintivo de la idea de Hoel en el campo de la investigación de los sueños es que proporciona no solo una causa de la rareza de los sueños, sino también un propósito. Otros relatos de los sueños no abordan realmente por qué los sueños se vuelven extraños, o simplemente los descartan como una especie de subproducto de otros procesos. Se salen con la suya al señalar que los sueños verdaderamente extraños son raros: es fácil sobreestimar lo extraños que son realmente nuestros sueños. Aunque tendemos a recordar mejor los sueños extraños, estudios cuidadosos muestran que alrededor del 80 por ciento de nuestros sueños reflejan una actividad normal y pueden ser francamente aburridos.

La «hipótesis de la continuidad», que enfatiza esto, sugiere que los sueños son solo repeticiones de versiones plausibles de la vida de vigilia. Hay que reconocer que la mayoría de nuestros sueños, aunque no la mayoría de los que recordamos, pertenecen a esta categoría. Pero la hipótesis de la continuidad no explica por qué soñamos más con unas cosas que con otras. Por ejemplo, muchos, si no la mayoría de nosotros, pasamos una enorme cantidad de tiempo frente a las pantallas: trabajando, jugando, viendo películas, leyendo. Sin embargo, ¿con qué frecuencia sueña con estar frente a una computadora? La hipótesis de la continuidad sugeriría que la proporción de actividades en los sueños reflejaría sus proporciones en la vida de vigilia, y esto claramente no sucede.

Otro conjunto de teorías sostiene que los sueños están ahí para ayudarte a practicar para eventos del mundo real. Estas teorías generalmente están respaldadas por los hallazgos de que el sueño, y los sueños en particular, parecen ser importantes para el aprendizaje y la memoria. Antti Revonsuo, neurocientífico cognitivo de la Universidad de Skövde, en Suecia, propuso dos teorías de esta naturaleza. La teoría de la simulación de amenazas explica por qué el 70 por ciento de nuestros sueños son angustiantes. Sostiene que la función de los sueños es practicar para situaciones peligrosas. Posteriormente amplió esto para sugerir que los sueños son para practicar situaciones sociales en general. Estas teorías del aprendizaje también brindan una explicación de por qué creemos que lo que vemos en los sueños realmente está sucediendo: si no lo hiciéramos, es posible que no los tomemos en serio y nuestra capacidad para aprender de ellos disminuirá.1

Otra teoría explica la rareza como un efecto secundario de la actividad cerebral. La «teoría de la activación aleatoria» sugiere que los sueños son nuestro cerebro anterior que intenta dar sentido a la actividad aleatoria que le envía la información caótica y sin sentido que proviene de la parte posterior del cerebro durante el sueño. Desde este punto de vista, la rareza no tiene función. Por otro lado, es posible que la actividad aleatoria del tronco encefálico no carezca de sentido. La neurocientífica de la Universidad McGill, Barbara Jones, ha señalado que esta parte del cerebro se usa para movimientos programados, como tener relaciones sexuales y correr, y estas actividades se representan con frecuencia en los sueños.

Hoel se enfrenta a la rareza de los sueños de frente. Su hipótesis no se ocupa de ello de forma indirecta, pero le da un significado a la rareza. Ayuda a evitar que el cerebro haga algo que afecta a los investigadores de aprendizaje automático: el sobreajuste. Detener el aprendizaje es una forma de lidiar con el sobreajuste: prestar demasiada atención a los detalles insignificantes de un conjunto de entrenamiento. Pero hay otros, y muchas de las formas principales de combatirlo introducen ruido, a menudo con versiones distorsionadas de la entrada. Esto, en efecto, hace que la red neuronal de “aprendizaje profundo” no esté tan segura de la importancia de las idiosincrasias del conjunto de entrenamiento y sea más probable que se enfoque en generalidades que terminarán funcionando mejor en el mundo real. Entonces, para Hoel, los sueños son extraños porque cumplen la misma función: brindan información distorsionada para evitar que el cerebro se adapte demasiado al «conjunto de entrenamiento» de sus experiencias de vigilia.

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Curiosamente, se ha demostrado que el sobreajuste ocurre en personas en experimentos de laboratorio, y el sueño elimina el sobreajuste. En resumen, los sueños son extraños porque deben serlo. Si fueran demasiado similares a la vida de vigilia, exacerbarían el sobreajuste, no lo eliminarían. Incluso los sueños que son realistas generalmente no exactamente coincidir con los episodios que nos sucedieron; son diferentes versiones de las actividades que hacemos en la vida.

Al igual que otros relatos de aprendizaje sobre los sueños, la hipótesis de Hoel sostiene que dormir es el momento perfecto para aprender «sin conexión». Experimentar entradas deformadas o distorsionadas sería una distracción y peligrosa si sucedieran mientras estábamos despiertos. Y quizás la función de olvidar muchos de nuestros sueños es para no confundirlos con cosas que realmente sucedieron. La mente quiere entrenar sus parámetros de red neuronal, no crear nuevos recuerdos episódicos para que los confundamos con la realidad.

Le pregunté a Hoel si podríamos recurrir al aprendizaje automático para obtener hipótesis sobre qué tan extraños serían los sueños de manera óptima en un ser humano. «Posiblemente, pero me gustaría mucho ir por el otro lado», dijo. “Quizás haya algo de la neurociencia a lo que el aprendizaje profundo debería prestar atención. Desea datos entrantes que sean lo suficientemente diferentes como para que estén fuera de distribución en el sentido clásico, pero no tan diferentes o salvajes como para no saber qué hacer con ellos «.

Todo esto sugiere que hay un nivel óptimo de rareza que deberían tener los sueños. Desafortunadamente, la rareza no es algo fácil de medir. “Es casi como arte o literatura”, dijo Hoel. “Un buen poema no es una tontería, pero tampoco solo Vi la flor / la flor era azul. Está ocupando un espacio crítico donde las cosas se transforman y cambian con el uso de la metáfora, pero no tanto que sea totalmente irreconocible o ajeno «. Continuó: «Tal vez esa distancia Lynchiana es precisamente lo que más ayuda a las mentes grandes y complejas cuando se trata de estos problemas seriales de sobreaprendizaje, sobrememorización y sobreajuste».

Las redes neuronales se inspiraron en la arquitectura del cerebro, pero desde el movimiento de aprendizaje profundo, estas IA se han utilizado principalmente para crear máquinas más inteligentes, no para modelar y comprender el pensamiento humano. Pero cada vez más, los hallazgos en el aprendizaje profundo están inspirando nuevas teorías sobre cómo funciona nuestro cerebro. Las redes neuronales necesitan «soñar» con ejemplos extraños y sin sentido para aprender bien.

Quizás nosotros también lo hagamos.

Jim Davies es profesor en el Departamento de Ciencias Cognitivas de la Universidad de Carleton. Es coanfitrión del galardonado podcast Minding the Brain. Su nuevo libro es Ser la persona que su perro cree que es: la ciencia de ser mejor.

Nota

1. Una explicación cerebral de por qué aceptamos la realidad de nuestros sueños es que nuestra corteza prefrontal dorsolateral (DLPFC) está (relativamente) desactivada durante el sueño. Esta parte del cerebro se utiliza, en parte, para detectar anomalías en el mundo. Esta teoría se ve reforzada por el hecho de que el DLPFC es más activo durante el sueño lúcido, que se caracteriza por la conciencia de estar en un sueño.