Abstract

FOSSION, Ruben; SAENZ-BURROLA, Ariel  and  ZAPATA-FONSECA, Leonardo. Sobre la estabilidad y adaptabilidad de la fisiología humana: la gaussiana se encuentra con distribuciones de cola pesada. Inter disciplina [online]. 2020, vol.8, n.20, pp.55-81.  Epub Aug 14, 2020. ISSN 2448-5705.  https://doi.org/10.22201/ceiich.24485705e.2020.20.71195.

Los avances tecnológicos recientes permiten monitorizar de forma continua y no invasiva una amplia variedad de variables fisiológicas. Una sorpresa de las últimas décadas es que la mayoría si no todas de estas variables siempre fluctúan, incluso cuando el sujeto monitoreado se encuentra en condiciones de reposo, y la interpretación general es que las estadísticas de estas fluctuaciones reflejan la dinámica de los mecanismos subyacentes. El objetivo de la presente contribución es ofrecer una explicación de por qué una gran variabilidad puede ser una firma de buena salud para algunas variables, por ejemplo, la variabilidad de la frecuencia cardíaca, mientras que se interpreta como un factor de riesgo para otras variables, por caso, la variabilidad de la presión arterial. La teoría de control sugiere que las variables se pueden clasificar en 2 categorías, dependiendo de los roles que desempeñan en el mecanismo regulatorio, y argumentamos que las estadísticas de las series de tiempo correspondientes pueden reflejar estas funciones diferentes. Ilustramos con series temporales experimentales que las variables reguladas, como la presión arterial y la temperatura central, que deben mantenerse dentro de un rango restringido alrededor de un punto de ajuste predefinido, corresponden a series temporales que obedecen a una distribución normal (gaussiana) con una pequeña variabilidad alrededor de un representante valor promedio. Por otro lado, las variables efectoras, como la frecuencia cardíaca y la temperatura de la piel, se oponen o se adaptan a una multitud de perturbaciones del entorno, y mostramos que las series de tiempo correspondientes muestran una gran variabilidad y obedecen a las distribuciones de cola pesada que pueden abarcar varias escamas. Con el envejecimiento y/o la enfermedad degenerativa crónica, las variables efectoras pierden variabilidad y capacidad de adaptación y, por consiguiente, las variables reguladas pierden estabilidad y se vuelven más variables. Aunque los resultados anteriores sobre la variabilidad de las series de tiempo se han obtenido para el caso específico de la fisiología humana, pueden ser aplicables también a otros sistemas dinámicos complejos donde los mecanismos de control regulatorio están activos.

Keywords : teoría de control; homeostasis; monitoreo continuo; series temporales; fractales; complejidad; resiliencia; robustez; estabilidad; adaptabilidad; señales de alerta temprana; hipótesis de pérdida de complejidad.

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