Un universo di coscienza. Come la materia diventa immaginazione

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9 aprile, 2013 - 10:25
Autore: G. M. Edelman, G. Tononi
Editore: Einaudi
Anno: 2000
Pagine: 301
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Il medico Edelman, premio Nobel 1972 per il suo lavoro sulla struttura degli anticorpi - basato sull’ipotesi della loro origine selettiva e non istruttiva - ha esteso tale ipotesi allo studio della funzione neurale. In questo importante libro, scritto assieme al suo principale collaboratore, Giulio Tononi, egli mette a fuoco la sua attuale posizione nei riguardi del problema della coscienza e del pensiero.

Non è un libro facile e lo stile espositivo, spesso pesante e tortuoso, non agevola il compito del lettore. Le principali discipline coinvolte nella trattazione — neuroanatomia, neurofisiologia, neurochimica, informatica e termodinamica — concorrono alla formazione di un quadro teorico complesso, capace di generare una sperimentazione appropriata con tecniche diverse di "neuroimaging", con simulazioni al computer e con indagini cliniche.

Scopo dell’intero lavoro è l’identificazione dei processi neurali che sottendono l’esperienza cosciente, a partire da una premessa relativa all’emergenza evolutiva delle funzioni cerebrali superiori a seguito della selezione naturale e dei principi selettivi caratteristici del paradigma darwiniano. Per gli autori "la selezione precede la logica". Lo sviluppo del cervello dipende in prima istanza dai principi selettivi e solo con il completamento dello sviluppo è stato possibile produrre una logica.

Gli antecedenti riconosciuti della concezione esposta da Edelman e Tononi sono Charles Sherrington, Bertrand Russell e soprattutto William James, che per primo propose di identificare la coscienza come processo. In questo libro si cerca di definire quali siano i processi neurali che spiegano le proprietà della coscienza con un tentativo, forse non del tutto riuscito, di superare i possibili modelli correlazionistici.

Gli attributi della coscienza presi in esame sono l’integrazione o unità e la differenziazione o informatività, che esprimono la capacità dell’io di affrontare la molteplicità dell’esperienza sensoriale senza perdere la propria unità e coerenza.

Il cervello, in quanto capace di effettuare, senza alcun codice preordinato, una categorizzazione percettiva di segnali diversi (visivi, sonori, ecc.) suddividendoli in classi coerenti, è un apparato del tutto speciale, ben diverso da un computer. Tra le sue caratteristiche più rilevanti vi è la dinamica neurale - cioè il modo con cui le configurazioni delle attività neuronali variano nel tempo - e il cosiddetto rientro, che comporta cicli di segnalazione in reti diverse ma segnatamente in quelle del sistema talamo-corticale. Il rientro è uno scambio in atto di tipo ricorsivo: uno scambio di segnali che procedono in parallelo tra aree interconnesse in cui vengono coordinate continuamente, nello spazio e nel tempo, le attività di mappe diverse. Tale scambio è cioè un processo che modifica in modo selettivo e non istruttivo gli eventi che nelle aree assicurano la sincronizzazione e il coordinamento dei segnali trasmessi in parallelo. Scariche sincrone tra gruppi diversi di neuroni assicurano inoltre l’integrazione tra processi percettivi e risposte motorie coscienti. Il fenomeno del rientro, che per Edelman e Tononi è la caratteristica unica del cervello umano richiama quanto, negli anni ’50, si definiva attività di circuiti riverberanti, anche se gli autori non sembrano riconoscere tale "parentela".

Nessuna area cerebrale viene comunque identificata come localizzazione esclusiva del fenomeno della coscienza. Viene invece ritenuta importante la relazione tra attività coscienti volontarie e attività automatiche, mentre il numero delle regioni cerebrali coinvolte è più alto nelle prime che nelle seconde. L’antilocalizzazionismo di questa concezione si precisa poi attraverso la tesi di fondo sostenuta a più riprese dagli autori, secondo la quale i processi neurali - più che le strutture neurali — sono ricollegabili al fenomeno della coscienza.

Le tecniche usate dagli autori e da altri ricercatori per studiare l’attività cerebrale "in vivo" sono l’elettroencefalografia (EEG) e la magnetoencefalografia (MEG), che sfruttano i potenziali elettrici e le correnti generate dall’attività sincrona di milioni di neuroni. Altri mezzi impiegati sono la tomografia ad emissione di positroni (PET) e la risonanza magnetica funzionale (fMRI), capaci di determinare le variazioni locali del metabolismo cerebrale e del flusso ematico dovute ad attività coscienti. Con questi metodi sono stati studiati soggetti in situazioni di rivalità binoculare: si è visto che le risposte neuromagnetiche evocate da uno stimolo erano molto più intense quando i soggetti erano coscienti.

La condizione riconosciuta come necessaria perché emerga la coscienza è che gruppi di neuroni distribuiti in aree diverse del cervello vengano coinvolti in interazioni rientranti forti e veloci. Il modello di base per descrivere l’esperienza cosciente si rifà, come già ricordato, ai principi darwiniani dell’evoluzione e della selezione, nella convinzione che "toccherà alle neuroscienze portare a compimento il programma di Darwin". La teoria della selezione dei gruppi neuronali (TSGN) o darwinismo neurale, già propugnata da Edelman in scritti precedenti, sta alla base del modello, poiché è la selezione che nel corso dello sviluppo cerebrale genera un insieme molto variato di circuiti e successivamente l’esperienza determina, sempre per selezione, variazioni della connettività sinaptica, favorendo certe vie rispetto ad altre. Il momento finale è il messaggio rientrante, che permette il coordinamento di mappe neurali diverse. Le strutture cerebrali in cui avvengono questi processi hanno la proprietà della degenerazione (grazie alla quale componenti strutturali differenti possono produrre funzioni simili) e della plasticità (grazie alla quale tali strutture possono modificarsi per effetto dell’esperienza).

Al Neurosciences Institute di La Jolla il gruppo di Edelman ha progettato e costruito dei robot (es. Darwin IV, NOMAD ecc.) che possiedono un sistema di memoria simile a quello cerebrale, basato sulla proprietà di ristrutturazione dei circuiti provocata dall’esperienza. La proprietà di ricircuitizzazione (rewiring), come quella del rientro, risulta cruciale per la funzione del cervello cosciente, in cui la memoria è non-rappresentativa: non funziona cioè come un archivio, in cui i messaggi codificati vengono conservati per essere tirati fuori al momento opportuno. Secondo un’analogia geologica, la memoria si può rappresentare come una fusione-ricongelamento di un ghiacciaio più che come un’iscrizione permanente scolpita nella roccia. La percezione modifica la reminiscenza (e viceversa) e quindi la memoria biologica, più che rigidamente replicativa, è creativa. Il cosiddetto "presente ricordato" di Edelman si contrappone così al ricordo del passato concepito secondo il modo statico e tradizionale di considerare il fenomeno della memoria.

Il fatto che occorra considerare variazioni per un numero elevato di componenti di un sistema, in cui gruppi di tali componenti si aggregano nel tempo, ha suggerito l’uso di algoritmi descrittivi termodinamico-statistici per valutare la capacità degli aggregati stessi di generare informazione, cioè di diminuire l’entropia statistica. Il contenuto d’informazione di un insieme di neuroni può infatti essere espresso dalla nozione statistica di complessità neurale, che esprime il grado di differenziazione di un processo neurale unitario. I gruppi di neuroni che giocano un ruolo cruciale nel fenomeno della coscienza sono parte di un aggregato funzionale caratterizzato da forti interazioni reciproche sviluppate in un arco di tempo molto breve (millisecondi). Quest’aggregato viene definito nucleo dinamico per il suo continuo mutare di composizione e si origina in buona parte, anche se non esclusivamente, nel sistema talamo-corticale. Come si è già detto, il superamento di un’ottica meramente correlazionista viene dunque affidato, nelle intenzioni degli autori, alla natura dinamica dei processi neurali, individuati come substrato biologico della coscienza.

L’attività cosciente è costantemente condizionata da un’attività dell’inconscio ad essa collegata che, per Edelman e Tononi, si identifica, qui, con gli "automatismi", dipendenti da processi neurali esterni al nucleo dinamico ma ad esso collegati. In questo libro — a differenza di altri lavori precedenti [voglio soprattutto citare Sulla materia della mente (Adelphi, 1993)] - non si considera quindi la natura dell’inconscio come prodotto di una storia individuale, ma, riduttivamente, si sceglie in prevalenza di appiattirla sulla mera funzione neurale non volontaria, dipendente da automatismi funzionali.

Nel loro saggio, forse troppo ricco di definizioni "ad hoc", Edelman e Tononi considerano infine i rapporti tra pensiero e linguaggio, nel quadro dell’ipotesi neurale sviluppata, come base per le conclusioni filosofiche affidate al capitolo finale, dove gli autori definiscono la propria posizione come un realismo condizionato. In questo capitolo si dichiara esplicitamente che la coscienza è un processo fisico radicato nel corpo di ogni individuo e fonte di ogni sua descrizione conoscitiva del mondo. Conseguentemente, la parte finale del saggio contrappone all’idea di un’epistemologia naturalistica fondata sulla psicologia quella di un’epistemologia fondata sulla biologia in generale e sulle neuroscienze in particolare. Da queste premesse emergono le seguenti conclusioni:"1. l’essere precede il descrivere; 2. la selezione precede la logica; 3. nello sviluppo del pensiero il fare viene prima del comprendere."

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