Teoría de la información integrada

David Chalmers ha argumentado que cualquier intento de explicar la conciencia en términos puramente físicos (es decir, partir de las leyes de la física tal como están formuladas actualmente y derivar la existencia necesaria e inevitable de la conciencia) eventualmente se topa con el llamado " problema difícil ". En lugar de intentar partir de principios físicos para llegar a la conciencia, la Teoría de la Información Integrada (TII) "comienza con la conciencia" (acepta la existencia de nuestra propia conciencia como cierta) y razona sobre las propiedades que un sustrato físico postulado necesitaría tener para explicarla. La capacidad de realizar este salto de la fenomenología al mecanismo se basa en la suposición de la TII de que si las propiedades formales de una experiencia consciente pueden explicarse completamente mediante un sistema físico subyacente, entonces las propiedades del sistema físico deben estar limitadas por las propiedades de la experiencia. Se desconocen las limitaciones del sistema físico para que exista la conciencia, y esta puede existir en un espectro, como lo sugieren estudios con pacientes con cerebro dividido ^{[ 9 ]} y pacientes conscientes con grandes cantidades de materia cerebral faltante ^{[ 10 ] .}

La Teoría de la Información Integrada (TII) busca explicar qué sistemas físicos son conscientes, en qué grado y de qué manera. La teoría parte de la certeza fenomenológica de que la experiencia existe e infiere los postulados físicos necesarios que todo sustrato consciente debe satisfacer. Específicamente, la TII pasa de la fenomenología al mecanicismo al intentar identificar las propiedades esenciales de la experiencia consciente (denominadas " axiomas ") y, a partir de ahí, las propiedades esenciales de los sistemas físicos conscientes (denominadas "postulados").

El IIT se fundamenta en: ^{[ 1 ]}

• Realismo : algo existe y persiste independientemente de la propia experiencia (una hipótesis mejor que el solipsismo).
• Fisicalismo operacional : lo que existe se evalúa operacionalmente, observando y manipulando las unidades de un sustrato para establecer que pueden "tomar y hacer la diferencia" de manera confiable; este poder de causa y efecto es la firma de la existencia física.
• Reduccionismo operacional (" atomismo "): lo que existe físicamente debería idealmente explicarse en términos de las unidades más pequeñas que se pueden observar y manipular, de modo que la relación causa-efecto se mantenga "hasta el nivel atómico".

Partiendo del axioma cero ( la experiencia existe ), la IIT identifica cinco propiedades esenciales de la experiencia: ^{[ 1 ] [ 11 ]}

• Intrínsecidad : la experiencia es intrínseca; existe por sí misma.
• La información – la experiencia es específica: es esta
• Integración : la experiencia es unitaria: es un todo, irreductible a experiencias separadas.
• Exclusión : la experiencia es definitiva: es todo esto
• Composición : la experiencia está estructurada: se compone de distinciones y las relaciones que las unen, dando como resultado una estructura fenoménica que se siente como se siente.

Cada axioma se formula como un postulado físico correspondiente que el sustrato de la conciencia debe satisfacer, expresado en términos de poder de causa-efecto:

• Intrínsecidad : su poder de causa y efecto debe ser intrínseco; debe tomar y hacer una diferencia en sí mismo.
• Información : su poder de causa-efecto debe ser específico: debe estar en este estado y seleccionar este estado de causa-efecto, el que tenga la máxima información intrínseca (ii)
• Integración : su poder causa-efecto debe ser unitario; debe especificar su estado causa-efecto como un conjunto completo de unidades, irreductible a subconjuntos separados de unidades; la irreductibilidad se mide por la información integrada (φ _s ) sobre la partición mínima del sustrato.
• Exclusión : su poder de causa-efecto debe ser definido: debe especificar su estado de causa-efecto como todo este conjunto de unidades, es decir, el conjunto que es máximamente irreducible (máximo φ _s , φ*), llamado sustrato o complejo máximo.
• Composición : su poder de causa-efecto debe estar estructurado: subconjuntos de sus unidades deben especificar estados de causa-efecto sobre subconjuntos de unidades (distinciones) que pueden superponerse entre sí (relaciones), dando como resultado una estructura de causa-efecto o estructura Φ.

Un sistema se describe mediante su matriz de probabilidad de transición (TPM), denotada${\displaystyle T_{U}=p(\mathbf {u} '\mid \mathbf {u} )}$, sobre todos sus posibles estados. ^{[ 1 ]} El formalismo procede en dos etapas: primero identificando el conjunto máximamente irreducible de unidades (el complejo ), luego desplegando su estructura causa-efecto. A partir de esto, IIT define: ^{[ 1 ]}

La información intrínseca (ii) mide cuánto un estado${\displaystyle s}$restringe un estado de causa/efecto${\displaystyle {\tilde {s}}}$, capturando tanto la selectividad como la capacidad informativa . Se evalúa en relación con la probabilidad no restringida .${\displaystyle p_{uc}({\tilde {s}})}$utilizando la medida de diferencia intrínseca, el estado relevante es aquel que maximiza esta cantidad:

${\displaystyle {\text{ii}}(s,{\tilde {s}}^{*})=\max _{\tilde {s}}\;p({\tilde {s}}\mid s)\log _{2}\left({\frac {p({\tilde {s}}\mid s)}{p_{uc}({\tilde {s}})}}\right)}$

La información intrínseca se calcula utilizando la diferencia intrínseca (DI), que IIT  4.0 identifica como la medida única de la diferencia entre dos distribuciones de probabilidad que satisface las propiedades de causalidad, intrínsecaidad y especificidad requeridas por los postulados. ^{[ 1 ]} Se evalúa por separado en el lado de la causa (${\displaystyle {\text{ii}}_{c}}$) y el lado del efecto (${\displaystyle {\text{ii}}_{e}}$).

Sistema de información integrada (${\displaystyle \phi _{s}}$) como la irreductibilidad del poder causa-efecto del sistema sobre sí mismo. Se mide sobre la partición mínima direccional (MIP) —la partición, cortando las entradas y/o salidas de cada parte, que hace la menor diferencia— y , por el principio de existencia mínima, se toma como el mínimo de la irreductibilidad en el lado de la causa (${\displaystyle \phi _{c}}$) y el lado del efecto (${\displaystyle \phi _{e}}$):

${\displaystyle \phi _{s}=\min \left(\phi _{c},\phi _{e}\right),\qquad \phi _{c/e}=\min _{\theta }\left[{\text{ii}}_{c/e}(s,{\tilde {s}})-{\text{ii}}_{c/e,\theta }(s,{\tilde {s}})\right]}$

Los complejos (sustratos máximos) son los conjuntos de unidades cuyo sistema integra información${\displaystyle \phi _{s}}$es máximo en relación con todos los sistemas candidatos superpuestos —ya sean subconjuntos, superconjuntos o conjuntos parcialmente superpuestos— de acuerdo con el postulado de exclusión. Las distinciones de un complejo son sus subconjuntos de unidades ( mecanismos ) que especifican un estado de causa y efecto máximamente irreducible sobre subconjuntos de unidades ( ámbitos ), cada uno con una irreducibilidad asociada.${\displaystyle \phi _{d}}$Las relaciones son las superposiciones congruentes entre los estados de causa y/o efecto de estas distinciones, cada una con una irreductibilidad asociada .${\displaystyle \phi _{r}}$. En conjunto, las distinciones y las relaciones componen la estructura de causa-efecto, o${\displaystyle \Phi }$-estructura del complejo:

${\displaystyle \Phi =\sum _{\text{distinciones}}\phi _{d}+\sum _{\text{relaciones}}\phi _{r}}$

La estructura integra información${\displaystyle \Phi }$("phi mayúscula") corresponde a la cantidad de conciencia, mientras que la estructura particular de distinciones y relaciones define su calidad .

La IIT propone una identidad explicativa: una experiencia es idéntica a la estructura causa-efecto (estructura Φ) desplegada a partir de un complejo (sustrato máximo) en su estado actual, de modo que cada propiedad de la experiencia se explica por una propiedad correspondiente de la estructura Φ, sin ingredientes adicionales. ^{[ 1 ] [ 12 ]} La identidad pretende ser explicativa en lugar de ontológicamente reductiva: la IIT no afirma que la experiencia "surge de" o sea "nada más que" una estructura Φ, sino que las propiedades de una experiencia pueden explicarse, en términos objetivos y físicos, por las de un sustrato que puede observarse y manipularse. ^{[ 13 ]}

Más allá de explicar la cantidad de conciencia (Φ), la IIT busca explicar su calidad : contenidos específicos de la experiencia, como colores y formas, sonidos, la extensión espacial del campo visual y la sensación del paso del tiempo. Según la afirmación central de la teoría de que la identidad explicativa se extiende a la calidad fenoménica, cada propiedad de una experiencia debe explicarse mediante una propiedad correspondiente de la estructura causa-efecto (estructura Φ) desplegada por el sustrato, junto con sus subestructuras. En resumen, la IIT sostiene que "toda calidad es estructura". ^{[ 14 ] [ 12 ]}

Hasta ahora, la investigación dentro del programa se ha concentrado en dos modos de experiencia particularmente omnipresentes y relativamente accesibles a la introspección: la extensión del espacio y el flujo del tiempo. La explicación de la experiencia espacial sostiene que, para que el "lienzo" del espacio se sienta extenso, debe estar compuesto por muchas distinciones fenomenológicas ("puntos"), cada una de las cuales se superpone a sí misma (reflexividad), relacionadas entre sí mediante inclusión, conexión y fusión. La IIT muestra que un sustrato de unidades con conectividad tipo cuadrícula especifica una estructura de causa-efecto cuyas distinciones y relaciones reproducen estas propiedades; es esa estructura, más que la conectividad en sí, la que explica cómo se siente el espacio, y predice que la experiencia espacial está sustentada por regiones cerebrales con conectividad tipo cuadrícula. ^{[ 2 ]} La explicación de la experiencia temporal aplica los mismos principios a las cuadrículas dirigidas: el presente consciente se siente fluido porque está compuesto de distinciones fenomenales ("momentos") que están dirigidas —apuntando lejos de sí mismas, donde los puntos apuntan hacia sí mismos— y relacionadas a través de la inclusión, conexión y fusión dirigidas, de modo que el tiempo se entiende no como un proceso en el tiempo del reloj sino como una estructura especificada por el estado actual del sustrato, que se extiende entre el ahora y el entonces. ^{[ 15 ]} La IIT propone que las explicaciones de otros contenidos pueden seguirse de la misma manera: objetos, entendidos como la vinculación de un concepto general con una configuración particular de características dentro de una jerarquía, y qualia específicos como los matices. ^{[ 14 ]}

El neurocientífico Christof Koch , quien ha ayudado a desarrollar versiones posteriores de la teoría, ha calificado a la IIT como "la única teoría fundamental de la conciencia realmente prometedora". ^{[ 28 ]}

El neurocientífico e investigador de la conciencia Anil Seth apoya la teoría, con algunas salvedades, afirmando que "las experiencias conscientes son altamente informativas y siempre están integradas"; y que "una consecuencia inmediata de [la IIT] es que se obtiene una buena explicación a posteriori para ciertas cosas que sabemos sobre la conciencia". Pero también afirma que "las partes de la IIT que me parecen menos prometedoras son aquellas en las que afirma que la información integrada es en realidad conciencia, que existe una identidad entre ambas" ^{[ 29 ]} , y ha criticado las extrapolaciones panpsiquistas de la teoría ^{[ 30 ] .}

El filósofo David Chalmers , famoso por la idea del problema difícil de la conciencia , ha expresado cierto entusiasmo por la IIT. Según Chalmers, la IIT es un avance en la dirección correcta, sea correcta o no. ^{[ 31 ]}

Max Tegmark ha intentado abordar el problema de la complejidad computacional de los cálculos. Según Max Tegmark, "la medida de integración propuesta por IIT es computacionalmente inviable para evaluar en sistemas grandes, ya que crece de forma superexponencial con el contenido de información del sistema". ^{[ 32 ]} Como resultado, Φ solo puede aproximarse en general. Sin embargo, diferentes formas de aproximar Φ proporcionan resultados radicalmente distintos. ^{[ 33 ]} Otros trabajos han demostrado que Φ puede calcularse en algunos modelos de redes neuronales de campo medio de gran tamaño, aunque es necesario revisar algunos supuestos de la teoría para capturar las transiciones de fase en estos sistemas grandes. ^{[ 34 ] [ 35 ]}

En 2019, la Fundación Templeton anunció una financiación superior a 6.000.000 de dólares para poner a prueba predicciones empíricas opuestas de la IIT y una teoría rival ( Teoría del Espacio de Trabajo Neuronal Global , GNWT). ^{[ 36 ] [ 37 ]} Los creadores de ambas teorías aprobaron los protocolos experimentales y los análisis de datos, así como las condiciones exactas que se cumplen si su teoría predijera correctamente el resultado o no. ^{[ 38 ] [ 39 ]} Los resultados iniciales se revelaron en junio de 2023. ^{[ 40 ]} Ninguna de las predicciones de GNWT superó lo acordado en el preregistro, mientras que dos de las tres predicciones de IIT superaron ese umbral. ^{[ 41 ]} Los resultados finales, revisados ​​por pares, se publicaron en el número del 30 de abril de 2025 de Nature . ^{[ 42 ]} En un editorial adjunto, los editores de Nature señalaron que "después de la publicación inicial de los resultados, circuló una carta abierta en la que se describía a la IIT como una pseudociencia", y añadieron que "ese lenguaje no tiene cabida en un proceso diseñado para establecer relaciones de trabajo entre grupos que compiten". ^{[ 43 ]}

En un comentario de Nature Neuroscience de marzo de 2025 titulado "¿Conciencia o pseudoconciencia? Un choque de dos paradigmas", los defensores de la IIT enumeraron 16 estudios revisados ​​por pares como pruebas empíricas de las afirmaciones centrales de la teoría. ^{[ 44 ]} Un comentario en el mismo número de Alex Gomez-Marin y Anil Seth , titulado "Una ciencia de la conciencia más allá de la pseudociencia y la pseudoconciencia", argumentó que, a pesar de las limitaciones empíricas actuales, la IIT sigue siendo científicamente legítima. ^{[ 45 ]}

El influyente filósofo John Searle criticó la teoría afirmando: «La teoría implica panpsiquismo » y «El problema del panpsiquismo no es que sea falso; no llega a serlo. Estrictamente hablando, carece de sentido porque no se ha dado una noción clara a la afirmación». ^{[ 46 ]} La postura de Searle ha sido criticada por otros filósofos por malinterpretar y tergiversar una teoría que, de hecho, podría ser afín a sus propias ideas. ^{[ 47 ]}

El científico informático teórico Scott Aaronson ha criticado la IIT demostrando, mediante su propia formulación, que una serie inactiva de puertas lógicas , dispuestas de la manera correcta, no solo sería consciente, sino que sería "infinitamente más consciente que los humanos". ^{[ 48 ]} El propio Tononi coincide con esta valoración y argumenta que, según la IIT, una disposición aún más simple de puertas lógicas inactivas, si fuera lo suficientemente grande, también sería consciente. Sin embargo, argumenta además que esto es una fortaleza de la IIT en lugar de una debilidad, porque ese es precisamente el tipo de citoarquitectura que siguen grandes porciones de la corteza cerebral , ^{[ 49 ] [ 50 ]} especialmente en la parte posterior del cerebro, ^{[ 2 ]} que es el correlato neuroanatómico más probable de la conciencia según algunas revisiones. ^{[ 51 ]}

El filósofo Tim Bayne ha criticado los fundamentos axiomáticos de la teoría. ^{[ 52 ]} Concluye que "los llamados 'axiomas' a los que apelan Tononi et al. no califican como axiomas genuinos".

La IIT, como teoría científica de la conciencia, ha sido criticada en la literatura científica por ser, según sus propias definiciones, «falsa o acientífica». ^{[ 53 ]} Otros miembros del campo de la conciencia también la han denunciado por requerir «un salto de fe acientífico». ^{[ 54 ]} La teoría también ha sido ridiculizada por no responder a las preguntas básicas que se requieren de una teoría de la conciencia. El filósofo Adam Pautz afirma: «Mientras los defensores de la IIT no aborden estas preguntas, no han presentado una teoría clara que pueda evaluarse como verdadera o falsa». ^{[ 55 ]} El neurocientífico Michael Graziano , defensor de la teoría del esquema de atención competitiva , rechaza la IIT por considerarla pseudociencia . Afirma que la IIT es una «teoría mágica» que «no tiene ninguna posibilidad de éxito o comprensión científica». ^{[ 56 ]} De manera similar, se criticó a la IIT porque sus afirmaciones «no están científicamente establecidas ni son comprobables en este momento». ^{[ 57 ]}

Los neurocientíficos Björn Merker , David Rudrauf y el filósofo Kenneth Williford fueron coautores de un artículo que critica la IIT por varios motivos. En primer lugar, al no demostrar que todos los miembros de los sistemas que combinan integración y diferenciación en el sentido formal de la IIT sean conscientes, los sistemas que demuestran altos niveles de integración y diferenciación de la información podrían proporcionar las condiciones necesarias para la consciencia, pero esas combinaciones de atributos no equivalen a las condiciones para la consciencia. En segundo lugar, que la medida Φ refleja la eficiencia de la transferencia global de información en lugar del nivel de consciencia, y que la correlación de Φ con el nivel de consciencia a través de diferentes estados de vigilia (por ejemplo, vigilia, sueño con sueños y sueño profundo, anestesia, convulsiones y coma) refleja en realidad el nivel de interacciones eficientes de la red realizadas para la activación cortical. Por lo tanto, Φ refleja la eficiencia de la red en lugar de la consciencia, que sería una de las funciones que cumple la eficiencia de la red cortical. ^{[ 58 ]}

El científico informático Robert J. Marks II ha argumentado además los problemas computacionales con Φ como medida de complejidad de IIT, afirmando que "existen barreras computacionales significativas para calcular Φ, la medida de alta complejidad utilizada en IIT. IIT requiere examinar la divergencia KL de todas las bifurcaciones de un sistema para calcular Φ. Este número crece tan rápidamente con respecto al número de estados que el cálculo de Φ se vuelve computacionalmente prohibitivo". ^{[ 59 ]}

Una carta publicada el 15 de septiembre de 2023 en el repositorio de preimpresiones PsyArXiv y firmada por 124 académicos afirmaba que, hasta que la IIT sea empíricamente comprobable, debería ser catalogada como pseudociencia. ^{[ 60 ]} Varios investigadores defendieron la teoría en respuesta. ^{[ 8 ]} Una encuesta pública anónima invitó a todos los autores de artículos revisados ​​por pares publicados entre 2013 y 2023 encontrados mediante una consulta en Web of Science usando "conciencia Y teoría*". De los 60 encuestados, el 8% estuvo "totalmente" de acuerdo y el 20% "no estuvo en absoluto" de acuerdo con la carta, y el resto se situó entre estos dos extremos. ^{[ 7 ]}

El comentario de Nature Neuroscience del 10 de marzo de 2025 , titulado "¿Qué hace que una teoría de la conciencia sea acientífica?", fue firmado por muchos de los mismos autores que la carta. Afirma que "las ideas centrales de la IIT carecen de respaldo empírico y son metafísicas, no científicas", y se refiere a "las afirmaciones centrales de la IIT, que sostenemos que son acientíficas". ^{[ 61 ]} En un comentario de Nature Neuroscience de marzo de 2025 , Giulio Tononi y sus colegas respondieron a estas críticas, argumentando que la IIT es una teoría científica que realiza predicciones falsables y enumerando estudios revisados ​​por pares presentados como pruebas empíricas de sus afirmaciones centrales. ^{[ 62 ]}

• Albantakis, L; Barbosa, L; Findlay, G; Grasso, M; Haun, AM; Marshall, W; Mayner, WGP; Zaeemzadeh, A; Boly, M; Juel, BE; Sasai, S; Fujii, K; David, I; Hendren, J; Lang, JP; Tononi, G (octubre de 2023). "Teoría de la información integrada (IIT) 4.0: Formulando las propiedades de la existencia fenoménica en términos físicos" . PLOS Computational Biology . 19 (10) e1011465. arXiv : 2212.14787 . Bibcode : 2023PLSCB..19E1465A . doi : 10.1371/journal.pcbi.1011465 . PMC 10581496 . PMID 37847724 .  
• Tononi, Giulio; Boly, Melanie; Massimini, Marcello; Koch, Christof (2016). "Teoría de la información integrada: De la conciencia a su sustrato físico". Nature Reviews Neuroscience . 17 (7): 450– 461. doi : 10.1038/nrn.2016.44 . PMID 27225071. S2CID 21347087 .  
• Tononi, Giulio (2015). "Teoría de la información integrada" . Scholarpedia . 10 (1): 4164. Bibcode : 2015SchpJ..10.4164T . doi : 10.4249/scholarpedia.4164 .
• Oizumi, Masafumi; Albantakis, Larissa; Tononi, Giulio (2014). "De la fenomenología a los mecanismos de la conciencia: teoría de la información integrada 3.0" . PLOS Computational Biology . 10 (5) e1003588. Bibcode : 2014PLSCB..10E3588O . doi : 10.1371/journal.pcbi.1003588 . PMC 4014402. PMID 24811198. S2CID 2578087 .   
• Teoría de la Información Integrada: Una versión actualizada (2012) (Primera presentación de IIT 3.0) Archivado el 16 de diciembre de 2014 en Wayback Machine.
• Tononi, Giulio (2008). "La conciencia como información integrada: un manifiesto provisional". The Biological Bulletin . 215 (3): 216– 242. doi : 10.2307/25470707 . JSTOR 25470707. PMID 19098144 .  
• Tononi, Giulio (2004). "Una teoría de la integración de la información de la conciencia" . BMC Neuroscience . 5 42. doi : 10.1186/1471-2202-5-42 . PMC 543470. PMID 15522121 .  

• IIT-wiki : Un recurso de aprendizaje en línea destinado a enseñar los fundamentos de las Tecnologías de la Información; incluye textos, presentaciones de diapositivas, ejercicios de codificación interactivos y secciones para debates y preguntas.
• Fieser, James; Dowden, Bradley (eds.). "Teoría de la información integrada de la conciencia" . Internet Encyclopedia of Philosophy . ISSN 2161-0002 . OCLC 37741658 .  

• PyPhi : un paquete de Python de código abierto para calcular información integrada.
  • Interfaz gráfica de usuario
  • Documentación

• La sensación de la vida misma: por qué la consciencia está tan extendida pero no se puede calcular, de Christof Koch (2019)
• Phi: Un viaje del cerebro al alma, de Giulio Tononi (2012)

• New York Times (2025): Dos teorías de la conciencia se enfrentaron. El árbitro recibió una paliza.
• New Scientist (2019): ¿Cómo funciona la conciencia? Una teoría radical ofrece respuestas asombrosas.
• Nautilus (2017): ¿Es consciente la materia?
• Aeon (2016): La infiltración de la conciencia
• MIT Technology Review (2014): Lo que se necesita para que las computadoras sean conscientes. Archivado el 27 de noviembre de 2015 en Wayback Machine.
• Wired (2013): La teoría radical de un neurocientífico sobre cómo las redes se vuelven conscientes.
• The New Yorker (2013): ¿Cuánta consciencia tiene un iPhone?
• New York Times (2010): Analizando la consciencia en sus fragmentos
• Scientific American (2009): Una teoría "compleja" de la conciencia
• IEEE Spectrum (2008): Un poco de teoría: La conciencia como teoría de la información integrada.

• Christof Koch (2014): La teoría integrada de la información de la conciencia
• David Chalmers (2014): ¿Cómo se explica la conciencia?