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¿Qué es un sistema complejo?

El comportamiento de una persona o sus emociones forman parte de un modelo complejo, producto de un conjunto de neuronas y células interconectadas

Neurociencia
Un grupo de amigos cantando y tocando música con la guitarra sentados en el campo.Westend61 (Getty Images/Westend61)

Un sistema complejo es un sistema que está formado por numerosas partes o elementos interconectados entre sí, de forma que se genera un comportamiento emergente impredecible a partir del comportamiento individual de cada parte. Existe un aforismo que proviene de la antigua China y de la Grecia clásica que afirma que el todo es más que la suma de las partes, y justamente eso es un sistema complejo.

Con un ejemplo vas a entenderlo de forma más fácil. Tomemos el cerebro que está formado por neuronas y otras células interconectadas. El funcionamiento del cerebro da lugar a pensamientos, emociones, comportamientos, etc. Por mucho que estudiáramos cada neurona en particular y conociéramos su ciencia a la perfección, nunca podríamos predecir cómo se va a comportar una persona o cuáles van a ser sus emociones.

Esta es la idea de emergencia que conforma la esencia de lo que son los sistemas complejos. Hay un aspecto muy interesante en ellos, y es que, aunque pertenezcan a diferentes ámbitos, tienen características comunes. Por ejemplo, yo me dedico al estudio de redes complejas. Las redes complejas son representaciones de sistemas complejos formados por unidades discretas, es decir, en los que las partes son unidades individuales como neuronas, países, ordenadores, etc. Lo que hemos aprendido estudiando estas redes complejas es que aunque pertenezcan a ámbitos muy distintos, como economía, biología, tecnología, infraestructuras, etc., todas comparten una serie de propiedades y comportamientos.

Una propiedad clave que se encuentra con mucha frecuencia en estos sistemas es que hay elementos que están conectados a muchos otros elementos del sistema, mientras que la mayoría de los elementos están conectados a muy pocos. Esta es una propiedad que encontramos independientemente del tipo de red compleja que estudiemos. Otra propiedad fundamental es la que conocemos como propiedad de mundo pequeño. Consiste en que se puede navegar de un elemento a otro del sistema en un número muy pequeño de pasos siguiendo las conexiones de la red. Por ejemplo, si tomamos un avión para ir desde un pequeño pueblo cercano a aquí hasta la ciudad más remota del centro de Japón, a lo mejor es suficiente con tomar tres aviones, es decir, el trayecto necesita solo tres pasos ya que aprovecha la propiedad de mundo pequeño de la red de aeropuertos. En los sistemas sociales, este fenómeno también se conoce como los seis grados de separación. Es la misma idea, una persona está conectada a cualquier otra a través de una cadena de conocidos con muy pocos intermediarios. Otra de las propiedades típicas es la transitividad en las interacciones o, siguiendo el ejemplo de los sistemas sociales, podemos decir que las amigas de mis amigas son mis amigas. Y hay muchas más, como la existencia de comunidades, etc.

Estudiar sistemas complejos sirve para tomar decisiones correctas. Te pongo un caso concreto. En la década de los años noventa, Canadá enfrentó una crisis debido al agotamiento de los bancos de pesca del bacalao, al borde de la extinción en la costa Atlántica canadiense. Las autoridades dictaminaron que las focas eran culpables del colapso, ya que habían proliferado mucho y depredaban amenazadoramente las poblaciones de bacalao, por lo que decidieron exterminarlas. Acabaron con cerca de medio millón de focas y, sin embargo, el resultado fue sorprendente: la población de bacalao disminuyó todavía más. El error radicó en asumir una relación lineal inversa entre las focas y el bacalao, menos focas significaba más bacalao, pero no es así. Un ecosistema como el que cohabitan las focas y el bacalao en Canadá es un sistema complejo donde muchas especies interactúan entre sí, con millones de cadenas tróficas conectando las dos especies. Lo que había ocurrido por no tener en cuenta esta complejidad del ecosistema es que, al eliminar a las focas, proliferaron otras especies, como cierto tipo de tiburones, que depredaban el bacalao con mayor voracidad. Si no conoces todas las cadenas que están interconectando los elementos de un sistema, es muy difícil tomar decisiones acertadas.

María de los Ángeles Serrano Moral profesora ICREA en la Universitat de Barcelona, investiga en redes complejas.

Pregunta enviada vía email por Julia Mayor.

Coordinación y redacción: Victoria Toro.

Nosotras respondemos es un consultorio científico semanal, patrocinado por el programa L’Oréal-Unesco ‘For Women in Science’ y por Bristol Myers Squibb, que contesta a las dudas de los lectores sobre ciencia y tecnología. Son científicas y tecnólogas, socias de AMIT (Asociación de Mujeres Investigadoras y Tecnólogas), las que responden a esas dudas. Envía tus preguntas a nosotrasrespondemos@gmail.com o por X #nosotrasrespondemos.

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