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William H. Calvin, "Competere per la coscienza: un meccanismo darwiniano a un livello appropriato di spiegazione," Italian translation of "Competing for Consciousness: A Darwinian Mechanism at an Appropriate Level of Explanation." Journal of Consciousness Studies 5(4)389-404 (1998). See also http://WilliamCalvin.com/1990s/1998JConscStudies-Italian.htm.

Translation 2001 thanks to Sonia Bussu.

Webbed Reprint Collection
This 'tree' is really a pyramidal neuron of cerebral cortex.  The axon exiting at bottom goes long distances, eventually splitting up into 10,000 small branchlets to make synapses with other brain cells.
William H. Calvin

University of Washington
Seattle WA 98195-1800 USA


                                                                                          

Competere per la coscienza:
      un meccanismo darwiniano a un
      livello appropriato di spiegazione

William H. Calvin

Università di Washington
Facoltà di  Psichiatria e Scienze Comportamentali
Seattle WA 98195-1800 USA

Abstract. Trattare la coscienza in quanto consapevolezza o attenzione significa sottovalutarla enormemente, ignorando i livelli temporanei di organizzazione associati alle funzioni intellettive superiori, quali sintassi, invenzione, logica e musica. I compiti che richiedono l’intervento della coscienza tendono a essere quelli che implicano molte risorse; le attività di routine possono essere svolte automaticamente, ma gestire l’ambiguità, cercare soluzioni “offline”, produrre scelte creative ed eseguire movimenti di precisione possono richiedere l’impiego di settori di neocorteccia sostanziali. Su cercherà qui di chiarire i livelli di spiegazione appropriati, dagli aspetti quantici alla dinamica della corteccia associativa, per proporre un meccanismo specifico (la coscienza come vincitore attuale dei meccanismi di competizione darwiniana nei processi di copiatura all’interno della corteccia cerebrale) che sia in grado di includere sia le funzioni superiori della coscienza che alcuni aspetti attenzionali. Tale meccanismo comprende anche aspetti quali lo spazio di codificazione appropriato ad analogie e un processo darwiniano di supervisione che influenzi l’azione di altri processi  darwiniani.

 

 Francis Crick nota che, se una volta ci si preoccupava del confine tra materia vivente e non, tale confine sembra ormai aver perso significato, mentre si parla dei diversi aspetti della biologia molecolare. Oggi i neurologi e i neurofisiologi credono che l’attuale interesse del mondo scientifico e filosofico per la coscienza sarà presto altrettanto obsoleto, e che si parlerà semplicemente dei vari processi fisiologici deputati all’attenzione e alla soluzione creativa di problemi. Ciò non significa che il termine coscienza scomparirà dal nostro vocabolario, allo stesso modo in cui la prudenza dei filosofi nei confronti degli errori dei classici continuerà a dimostrarsi utile. Come la parola “vivente”, anche “conscio” e “mente” resteranno utili scorciatoie; anche quanti di noi comprendano pienamente tutti i processi fisiologici coinvolti avranno ancora bisogno della parola “coscienza”1, non solo per comunicare con i profani del campo ma anche per riuscire a concepire la materia stessa.   
            

Mi si consenta allora un’introduzione all’argomento da un punto di vista neurofisiologico, che spero possa essere utile nell’acquisizione di una maggiore consapevolezza riguardo a quello che Dan Dennet ha definito “l’ultimo mistero”. Secondo Dennet un mistero è un “fenomeno che non si è ancora in grado di pensare”. Cercherò qui di chiarire i livelli di spiegazione appropriati, per proporre successivamente un meccanismo candidato, una “macchina darwininana” (Calvin 1987, 1996) che sia in grado di includere sia le funzioni superiori della coscienza che alcuni aspetti attenzionali; parte di questo articolo è un adattamento da due miei libri, pubblicati nel 1996: How Brains Think (Basic Books, New York) e The Cerebral Code (MIT Press, Cambridge MA).

  La coscienza è la punta dell’iceberg, nel senso che molti altri processi si determinano nel cervello contemporaneamente, senza che ne siamo consapevoli. In effetti non siamo in grado di dar conto della maggior parte delle funzioni svolte dal nostro cervello. Non siamo in grado di riportare la pressione arteriosa senza una strumentazione esterna, nonostante sia il cervello a misurare e regolare la pressione sistolica e diastolica; semplicemente tale misurazione non è esprimibile verbalmente.          
        Nello studio del cervello si devono misurare livelli multipli di meccanismi, dalle sinapsi alle cellule, ai circuiti nervosi, ai moduli, e ancora oltre. Devono essere misurati anche i livelli multipli di spiegazione fenomenologia, quali attributi, oggetti, categorie, analogie e metafore. Come gli intermediari sono una realtà comune al mondo economico, così ci si aspetta di osservare strati multipli di rappresentazione tra la nostra coscienza e la realtà. Derek Bickerton ha osservato:

Più la coscienza è profonda, più strati di elaborazione ci separano dal mondo… L’allontanamento progressivo dal mondo esterno è semplicemente il prezzo da pagare per la conoscenza del mondo stesso. Più la coscienza del mondo è profonda e vasta, più complessi divengono gli strati di elaborazione necessari per raggiungere tale coscienza.

       

Esistono comunque treni di pensiero subconsci, ed essi competono per ottenere “attenzione”; lo strato immediatamente sottostante la coscienza può implicare un meccanismo di             competizione.
      Sebbene sia spontanea l’analogia con lo spettatore televisivo che fa “zapping”, e i sogni notturni sembrano spesso uno zapping continuo da una soap opera all’altra, non è necessario avere un canale in particolare da cui visionare le scelte. Il canale “migliore” necessita di vincere solo temporaneamente sugli altri, nella lotta per l’accesso ai mezzi espressivi, quali il linguaggio e i movimenti del corpo. Presto un altro canale diventa dominante e si parla di “spostamento dell’attenzione”, ma un agente che decida o agisca non è indispensabile, non più di quanto ne abbia bisogno il ghiaccio per sciogliersi.      
        L’espressione non implica movimenti evidenti: il silenzio è uno stato importante, in cui ragioniamo, creiamo alternative e scegliamo tra esse. La rotazione mentale di oggetti complessi illustra una possibilità di non linguaggio del pensiero cosciente, ma da un punto di vista neurofisiologico non c’è niente, in tale visione d’insieme, che richieda un posto centrale. Il “centro della coscienza” potrebbe invece sportarsi continuamente dalle aree del cervello deputate al linguaggio a quelle del non linguaggio, dal lobo frontale a quello parietale, dall’emisfero sinistro a quello destro, e forse anche dalle strutture corticali a quelle subcorticali: dovunque sia possibile creare movimenti originali. Sembrerebbe quindi possibile svolgere diverse funzioni contemporaneamente, proprio come si riesce a cucire o ascoltare la radio, mentre si guarda la televisione. Non tutte le nostre attività sono controllate dal centro di coscienza attivo in quel momento. Karl Popper ha osservato che ponderare alternative è un’attività particolarmente “cosciente”:

Gran parte del nostro comportamento intenzionale (e presumibilmente anche degli animali) si determina senza l’intervento della coscienza… I problemi che possono essere risolti con comportamenti di routine non richiedono l’intervento della coscienza; i successi biologici che ne implicano l’intervento sono soluzioni a problemi non ordinari. Il ruolo della coscienza risulta più chiaramente laddove un obiettivo… sia ottenuto per vie alternative, e quando si sperimentino due o più possibilità, in seguito ad attenta valutazione.

      

Sebbene pensi che Popper abbia avuto una buona intuizione, io generalizzerei dicendo che le funzioni che richiedono l’intervento della coscienza tendono a essere quelle più impegnative. I compiti di routine possono essere svolti automaticamente, ma gestire l’ambiguità, cercare soluzioni, produrre scelte creative ed eseguire movimenti di precisione possono richiedere temporaneamente l’impiego di settori sostanziali di neocorteccia.

 

Coscienza e livelli di spiegazione

  Ci si domanda allora che cosa costituisca una spiegazione. Per illustare seriamente il significato di coscienza bisogna evitare concetti matematici che ottengono il risultato di confondere più che chiarire, evitando “prove per mancanza di immaginazione”, come quando si stabilisce, per presunzione e impazienza, che non esistono alternative alle risposte ottenute. Quando si parla di cervello è essenziale assicurarsi che le nostre teorie siano impostate al giusto livello di spiegazione meccanica.  
          L’attività cerebrale implica almeno una dozzina di livelli, e trovare livelli appropriati agli aspetti della coscienza non è stato semplice. Si cerca sempre di estrapolare la propria materia di studio e dichiararne la pertinenza alla coscienza. Poiché mi accingo a fare lo stesso, mi si consenta qualche parola sui livelli, in particolare perché essi sono in relazione con le proprietà emergenti e quei “cambiamenti di stato”,  per cui è bene sottolineare due punti fondamentali in questo articolo, che è un breve sunto di due mie pubblicazioni maggiori, How Brains Think e Cerebral Code, qui spesso citate. Il primo è una proposta di un meccanismo di coscienza specifico (come vincitore attuale dei meccanismi di competizione darwiniana nei processi di copiatura, all’interno della corteccia associativa), mentre il secondo rappresenta una spiegazione su cosa sia un livello corretto, a cui cercare un meccanismo della coscienza. Spero che risulteranno entrambi appropriati, ma il livello di analisi si propone un’utilità più ampia: è infatti inteso come critica su molto di quanto sia stato scritto sull’argomento.

     Ciò che manca in gran parte dei dibattiti sulla coscienza è, sorprendentemente, l’idea stessa che esistano livelli di spiegazione. Douglas Hofstadter (1985) offre un buon esempio di livelli nell’osservare che la causa di un ingorgo stradale non dipende da una sola auto o dai suoi componenti; gli ingorghi stradali sono un esempio di auto organizzazione, più facilmente riconoscibile quando il meccanismo di partenza e di stop raggiunge un livello estremo di  semi-stabilità, quella cristallizzazione nota come ingorgo. Un ingorgo stradale occasionale può essere dovuto al malfunzionamento dei componenti, ma le candele di accensione non sono un illuminante livello di analisi, non se paragonato all’amalgamarsi del traffico, ad ampi parcheggi, ai tempi di reazione dell’automobilista, alla posizione della segnaletica e alla mancata accelerazione da parte dell’automobilista a causa di una collina o un ponte rialzato. I livelli di spiegazione più elementari sono in gran parte irrilevanti nella formazione di un ingorgo stradale. Tale disaccoppiamento (decoupling) fu enfatizzato dal fisico Heinz Pagels (1988), il quale osservò:

“Il disaccoppiamento causale” tra i livelli del mondo implica che per capire le basi materiali di certe regole si deve procedere al livello immediatamente inferiore; ma tali regole possono essere applicate tranquillamente senza alcuna referenza ai livelli più elementari. E’ interessante notare come la divisione delle scienze naturali rifletta tale disaccoppiamento causale. La fisica nucleare, la fisica atomica, la chimica, la biologia molecolare, la biochimica e la genetica sono ciascuna discipline indipendenti, valide per se stesse, conseguenza del disaccoppiamento causale tra di esse… Tale serie di “disaccoppiamenti causali” può risultare straordinariamente complessa e intricata, oltre quanto si possa attualmente immaginare. Eppure alla fine sarà possibile formulare una teoria della mente e della coscienza, in cui la mente è talmente disaccoppiata dai propri sistemi di supporto materiale che sembra esserne indipendente, per poi “dimenticare”  come ci si è arrivati… Il fenomeno biologico della coscienza autoriflessiva è semplicemente l’ultimo di una lunga e complessa serie di “disaccoppiamenti causali” dal mondo della materia.

 

 Stabilità stratificata ed emergenti

Strettamente correlata è la nozione di proprietà emergenti: ingorghi stradali e cristalli emergono da combinazioni e ci si aspetta che l’emergenza abbia un ruolo importante nei livelli di organizzazione transitori coinvolti nelle funzioni intellettive superiori (linguaggio, inventiva, giochi, ecc.). Nella ricerca di un livello corrispondente alla coscienza, è bene ricordare che i livelli derivano da quella che Jacob Bronowski (1973) ha definito stabilità stratificata:

La natura procede per gradi: gli atomi formano molecole, le molecole creano basi, le basi dirigono la formazione di aminoacidi, gli aminoacidi formano proteine e le proteine lavorano in cellule. Le cellule presiedono alla formazione prima degli organismi più semplici e poi di quelli più complessi, salendo un gradino alla volta. Le unità stabili che compongono un livello o uno strato sono la materia prima per incontri casuali che producono configurazioni superiori, alcune delle quali potrebbero essere stabili… L’evoluzione consiste proprio nel salire questa scala dai gradini più semplici a quelli più complessi, ciascuno dei quali ha una propria stabilità.

 

Il tumulto di combinazioni casuali produce occasionalmente un nuovo tipo di organizzazione: alcune forme, ad esempio le cellette esagonali che si formano nella polenta se si dimentica di amalgamarla, sono effimere, come i contenuti della coscienza. Altre forme possono avere una sorta di “dente d’arresto” che impedisce una regressione una volta raggiunto il nuovo ordine. Se i cristalli sono le forme semi-stabili meglio conosciute, le strutture molecolari ne rappresentano un’altra varietà, ed è anche possibile che ci siano forme semi-stabili ai livelli intermedi, come gli stati quantici di formazioni microtubulari, dove i fisici della coscienza vorrebbero si svolgesse l’azione della coscienza.

“Di conseguenza, il livello neuronale di descrizione che fornisce l’attuale immagine del cervello e della mente è solo un’ombra del più profondo livello di azione citoscheletrica, ed è a tale livello che va cercata la base fisica della mente!”

Roger Penrose, Shadows of the Mind, 1994

       Seppure io speri che gli effetti quantici sulla coscienza siano reali (come si noterà quando passerò alle possibilità tecnologiche), tale ipotesi implica però una serie di problemi, tra cui di non minore importanza è la scarsa evidenza che esista una connessione tra i campi quantici e il sincronismo corticale, tra il sincronismo e i vincoli di percezione, tra i vincoli e l’attenzione, o tra l’attenzione e la molto più vasta serie di fenomeni collegati alla coscienza; tale parola ha molte connotazioni e sicuramente non tutte sono coinvolte nello stesso meccanismo. 
              

Per quanto riguarda il primo passaggio dai Qm (la mia abbreviazione per tutti i “quanti” esaminati da  Jibu e Yasue, 1995) al sincronismo, si dovrebbe sempre essere prudenti verso ogni meccanismo che vanti di attraversare una dozzina di livelli di organizzazione per produrre un effetto straordinario. Come ho spiegato in How Brains Think:

[Un] livello di indagine sulla coscienza più appropriato è probabilmente a un livello di organizzazione immediatamente sottostante a quello della percezione e dell’inventiva: secondo la mia ipotesi è probabile che i circuiti nervosi della corteccia cerebrale e un’auto organizzazione dinamica implichino modelli di accensione in una serie di regioni corticali delle dimensioni di un francobollo e in costante cambiamento. La coscienza non si trova certo nelle “cantine” della chimica o della fisica, in nessuna accezione. Il tentativo di passare, in un unico salto, dal seminterrato della meccanica dei quanti all’attico della coscienza è ciò che io chiamo “il sogno del Portinaio”.

 

La meccanica dei quanti è probabilmente essenziale alla coscienza nello stesso modo in cui i cristalli una volta erano essenziali alle radio, o le candele di accensione sono tuttora essenziali agli ingorghi stradali. Necessari ma non sufficienti. L’argomento è interessante in sé, ma è soltanto lontanamente legato alla vita mentale, e non va confuso con i livelli temporanei di organizzazione associati alle funzioni superiori.

 

Bootstrapping darwiniano della qualità

Una prova di esistenza per una buona alternativa è potenzialmente molto più persuasiva della migliore critica sull’essenza della meccanica dei quanti o della vocina interiore, quindi mi si lasci cambiare marcia a questo punto. Se decidiamo che la coscienza è importante per ciò che Popper ha definito “la soluzione ai problemi che non siano di routine”, allora creare un corso di azioni “dal buono all’eccellente” (“qualità”) a livello di pensiero rappresenta un’aspetto chiave della coscienza, che va ben oltre la mera consapevolezza o gli spostamenti di attenzione.    
     È ormai sicuro che esistano meccanismi capaci di effettuare un bootstrapping ricorsivo di novità casuali verso qualcosa di qualità. Negli ultimi 160 anni, si è avuta una prova di esistenza, il processo darwiniano (Calvin 1996, 1997). Il modo in cui si raggiunga la qualità è stato a lungo un problema per le menti migliori della biologia evolutiva (Maynard Smith e Szathmáry 1995), e la lenta evoluzione della specie, su una scala temporale di millenni, non ne è più l’unico esempio: la risposta immunitaria è un altro processo darwiniano, che opera su una scala di giorni e settimane, mentre anticorpi progressivamente migliori si formano in risposta alla sfida di un nuovo antigene. Per decenni le scienze informatiche hanno usato un procedimento di ricerca di soluzione chiamata algoritmo genetico (Holland 1992), che imita una versiona allargata del processo darwiniano su una scala temporale limitata solo dalle dimensioni e dalla velocità dei computer.     

Sarebbe sorprendente se il cervello non facesse uso di tale fondamentale principio di bootstrapping della qualità. Ci si domanda allora se questo ben noto processo possa operare nel cervello su una scala temporale pari a quella del pensiero e dell’azione e se possa spiegare gran parte di ciò che chiamiamo “coscienza”. Mi sono impegnato a rispondere a tali quesiti in uno dei libri che ho pubblicato nel 1996, The Cerebral Code, che analizza i circuiti di neuroni eccitatori ricorrenti della neocorteccia dei mammiferi. Ho dimostrato che il diffuso principio del sistema di comunicazione elettrico era capace di passare attraverso i sei elementi  essenziali del processo darwiniano classico:

un modello (in questo caso il modello di accensione spazio-temporale di un assemblaggio cellulare Hebbiano) che copia con una variazione occasionale, dove le popolazioni delle varianti competono per un ristretto spazio di elaborazione, e il cui relativo successo è influenzato da un ambiente ricco di sfaccettature, sia memorizzato che in tempo reale, in questo caso, e con ulteriori variazioni che convergono sull’esemplare di maggiore successo della generazione attuale (il principio di ereditarietà di Darwin).

 

Tale processo darwiniano ormai collaudato è ciò che si associa allo sviluppo ricorsivo della qualità, che non andrebbe confuso con la mera selezione di un singolo modello e altri “insiemi sparsi”, che utilizzano solo alcuni dei sei “elementi essenziali” (Calvin 1997).   
      Il modo migliore per dimostrare ciò che io considero un livello di spiegazione appropriato, ossia quello dei circuiti nervosi che coinvolgono settori di corteccia cerebrale delle dimensioni di un francobollo (abbiamo abbastanza corteccia da riempire quattro fogli A4), sta nel portare al lettore un esempio concreto. Non si tratta dell’unico esempio possibile, semplicemente è quello che si deve a Darwin, ma mi aspetto che anche altre teorie candidate arriveranno a utilizzare lo stesso livello di spiegazione, quello delle proprietà emergenti nella dinamica dello spostamento di settori corticali sostanziali. Dopo aver spiegato i circuiti nervosi in misura tale che il lettore possa immaginare il funzionamento di un processo darwiniano nella neocorteccia, tornerò a parlare brevemente della Coscienza Quantica, dei treni di pensiero e di una copertura esplicativa indispensabile a una teoria della mente.

 

Circuiti nervosi darwiniani

I circuiti nervosi corticali che rendono un collaudato processo Darwiniano possibile non sono un elemento oscuro, noto solo a pochi neuroanatomisti: possono essere considerati facilmente il più importante principio di comunicazione elettrica osservabile nella corteccia cerebrale, quello delle connessioni eccitatorie ricorrenti tra neuroni piramidali limitrofi, negli strati superiori della neocorteccia. È occorso un po’ di tempo per capire una delle implicazioni che ne derivano, ossia una proprietà emergente del sistema di circuiti nervosi che nessuno dei singoli elementi possiede: occasionalmente, ci si aspetta di osservare una serie di insiemi triangolari sincronizzati di neuroni piramidali, con nodi a distanza di 0,5 mm.

Ciascun neurone piramidale ha un assone che si dirama 10.000 volte; alcune di tali diramazioni viaggiano nella sostanza bianca, ma la maggior parte non lascia mai gli strati corticali, terminando in una sinapsi di un millimetro circa.  L’assone viaggia lateralmente, eccitando gli altri neuroni corticali, per lo più altri neuroni piramidali. I neuroni piramidali degli strati profondi (V e VI) hanno assoni laterali che rimangono negli strati corticali, alcuni terminano nelle vicinanze  e altri più lontano.  
     Sono comunque i contatti elettrici ossevabili (cfr. Lund e altri autori, 1993) nei prolungamenti assonici dei neuroni piramidali dello strato superficiale (strati II e III) a essere sorprendenti: i terminali sono modellati, gli assoni sono paragonabili a treni espresso che non si fermano a una lunga serie di fermate intermedie, concentrando la propria azione sinaptica in zone distanti circa 0,5 mm, e rendendo così possibile la formazione occasionale di insiemi triangolari sncronizzati.          
      Nonostante lo spazio di 0,5 mm sia simile a quello delle macrocolonne (ad esempio, le colonne di orientamento della corteccia visiva) e nonostante questo possa contribuire all’organizzazione di tali macrocolonne durante lo sviluppo (Calvin, 1995), le analogie con le macrocolonne, così come le conosciamo oggi, sono limitate. L’aspetto intrigante è la loro relazione con le minicolonne (le colonne di orientamento sono l’esempio meglio conosciuto), le quali sono colonne verticali composte da circa un centinaio di neuroni, organizzate attorno a un fascio dendritico, come gambi di sedano; la distanza tra fasci limitrofi è di circa 0,023-0,031mm nella scimmia, il doppio nel gatto (Peters and Yilmaz, 1993). Le azioni assoniche più vicine di un neurone piramidale superficiale sono a distanza di 0,5 mm, ma solo rispetto ai neuroni adiacenti. Le cellule di una minicolonna tendono ad avere “interessi” simili, come negli stimoli visivi prolungati di un particolare orientamento, e una delle ragioni sta in questa eccitazione locale ricorrente.

 

“ANELLO” DI ECCITAZIONE PREVISTO

 

SOSTANZA BIANCA

 

La figura rappresenta parte del neurone piramidale della scimmia, ricostruito da McGuire e altri (J.Comp. Neurol. 1991), e mostra i terminali massonici rispetto ai neuroni limitrofi (assoni sottili nell’albero dendritico) e le ramificazioni verso cellule distanti una macrocolonna.

 

La tendenza degli assoni a “saltare le fermate” come un treno espresso dovrebbe risultare in un centro di luce intermittente circondato da un anello di eccitazione.

 

Poiché gli altri neuroni piramidali superficiali si comportano allo stesso modo, grupi di neuroni in un insieme triangolare tenderanno a eccitarsi a vicenda. Il sincronismo ne dovrebbe essere una conseguenza occasionale.

 

 
PTN's ring of excitation

 I prolungamenti assonici  più lunghi tendono a saltare sinapsi per 0,4-0,6 mm, ma l’analogia col treno espresso è troppo “monodimensionale” per dare un’idea della realtà: i prolungamenti assonici vanno in molte direzioni radiali. Dall’alto, si dovrebbe osservare una sorta di anello; mentre i prolungamenti assonici di una cellula non andranno a riempire l’anello, in una data minicolonna ci sono 39 neuroni piramidali superficiali che svolgono le stesse funzioni. Si paragoni l’azione svolta a un fascio di luce mal orientata e intermittente: un puntino centrale e un anello luminoso nella periferia. Poiché molti assoni proseguono la corsa per altri 0,5 mm, si devono immaginare anelli aggiuntivi a intervalli di 0,5 mm, simili a un barilotto, con gradazioni di grigio che sbiadiscono progressivamente.

 

Sincronismo su piccola scala

Conseguenza dell’assone/treno-espresso è che le cellule a distanza di 0,5 mm tenderanno a comunicare tra loro: si ecciteranno in maniera ricorrente. In caso di forze sinaptiche elevate, è possibile che vi sia una sorta di “cappio” che imprigioni i terminali45, ma anche le forze sinaptiche deboli determinano un importante conseguenza: le forze di trascinamento. Da quando il fisico olandese Christiaan Huygens notò nel 1665 che orologi pendolo posti sullo stesso ripiano sincronizzavano il proprio ticchettio nell’arco di una mezz’ora, si sono compiuti enormi passi avanti riguardo al trascinamento. In un numero di Science del 1935, Hugh Smith ne riportava un esempio sensazionale dalle Filippine:

Si immagini un albero alto 10, 12 metri, che abbia una lucciola su ogni foglia, che tutte le lucciole lampeggino all’unisono circa tre volte ogni due secondi, e che l’albero si trovi nel buio più completo, tra un lampeggiamento e l’altro. Si immagini una quindicina di metri della riva di un fiume con una fila ininterrotta di mangrovie con lucciole su ogni foglia che lampeggino in sincronia, gli insetti sugli alberi ai due estremi della fila all’unisono con quelli centrali. A quel punto, se si ha un’immaginazione abbastanza vivida, si può avere un’idea di questo sorprendente spettacolo.

 

Anche piccoli tendenze di anticipare il lampeggiamento successivo con stimolazioni luminose possono essere sufficienti a creare un ingorgo. Inoltre in genere non si osserva una propagazione di onde in tale popolazione, tranne forse quando il lampeggiamento sia appena cominciato o alla fine.     2 PTN's ring of excitation

 

 

punto caldo

 

creando insiemi triangolari equidistanti

 

Una coppia di cellule trascinatetende a reclutare altre cellule equidistanti,

 

trascinato

 

eccitazioni ricorrenti tra gruppi di cellule producono spesso modelli di accensione trascinati.

 

Dati assoni di lunghezza standard,

 
Oscillatori a rilassamento  come i neuroni e le lucciole entreranno in sincronia molto più rapidamente degli oscillatori armonici, e saranno sufficienti anche interconnessioni deboli (Somers e Koppell, 1992), cosicché, se parecchi neuroni a distanza di 0,5 mm sono accesi per qualche ragione (magari perché rispondono al colore giallo), c’è un’alta probabilità che saranno occasionalmente in sincronia.

tri array extendingTale fenomeno determina una conseguenza interessante: il trascinamento di ulteriori neuroni che rispondono al colore giallo posti a 0,5 mm da ciascuno degli originari gruppi di due, a formare un triangolo equilatero di neuroni piramidali superficiali sincronizzati, come si può notare se si osserva la corteccia dall’alto. Naturalmente gli stessi neuroni del giallo 2 e del giallo 3 potrebbero trascinare un quarto. Ne deriva un meccanismo per la formazione di un insieme triangolare di cellule sincronizzate, che estenda il proprio raggio d’azione ovunque ci siano cellule già accese, o prossime all’accensione.   Supponiamo ora di avere altre cellule che rispondano a un'altra caratteristica di una banana gialla, ad esempio la sua curvatura: anche esse potrebbero formare il proprio insieme triangolare. Per capire quale possa essere il più alto numero di insiemi triangolari, si cerchi di definire una zona che contenga solo un membro di ogni insieme triangolare: avrà una forma esagonale (i punti corrispondenti in esagoni adiacenti sono connessi da triangoli equilateri), sarà larga 0,5 mm e conterrà alcune centinaia di minicolonne. La maggior parte degli insiemi potenziali sarà naturalmente silente; probabilmente meno di una dozzina è effettivamente accesa, ma anche gli insiemi silenti potrebbero essere importanti, se infatti si attivano, potrebbero “annebbiare” il caratteristico modello di accensione spazio-temporale.

 

 

Nella melodia , composta da 5 note, qui rappresentata, accensioni simultanee corrispondono  ad accordi.

 
Abbiamo quindi un mosaico esagonale, formato dagli insiemi eccitati e da quelli non attivati da alcuno stimolo; gli esagoni adiacenti hanno modelli di accensione quasi identici. Gli insiemi della curvatura  e quelli del giallo non devono essere necessariamente sincronizzati tra loro, come dice una ben nota formula della teoria di legame; essi verranno probabilmente sostituiti nel tempo. L’accensione spazio-temporale nell’esagono è a questo punto minima: contiene un membro di ogni insieme ma mai un doppione. I microcircuiti nervosi dell’esagono di 0,5 mm possono entrare in risonanza con il modello spazio-temporale. Un modello imposto potrebbe essere memorizzato mediante potenziamento e depressione a lungo termine; infatti si può immaginare di ricostituire il modello spazio-temporale, se si è interrotto, grazie all’alterazione prolungata delle forze sinaptiche, rispetto ai ritmi imposti, creando un nuovo bacino di attrazione e conformando ogni modello spazio-temporale che sia più o meno idoneo a quello memorizzato come standard. unroll to musical scale 

Si tratta di un assemblaggio cellulare Hebbiano minimo, potenzialmente capace di registrare le diverse caratteristiche di un oggetto o i dettagli di una serie di movimenti, e il modello di accensione spazio-temporale di un esagono è potenzialmente un codice cerebrale, ciò che rappresenta un oggetto o un idea. Se si fa corrispondere a ognuna delle varie centinaia di minicolonne una nota musicale, tale modello è come un motivetto; si avranno motivi musicali diversi per caratterizzare una Mela o una Banana.

La similitudine con la musica spiega inoltre che un mosaico esagonale è come un coro piano nelle ultime fila di un coro gregoriano. Quando gli insiemi triangolari reclutano membri ai margini, esagoni addizionali si aggiungono al mosaico: forse scegliere tra una mela e una banana per merenda dipende da quanto grandi siano i rispettivi cori, e solo quelli maggiori hanno accesso ai mezzi espressivi associati al linguaggio del silenzio. tri-to-hex

 

 

Cori in competizione per il concetto

Si immaginino cori in competizione adiacenti a mosaici esagonali che cantino motivi musicali diversi, nel tentativo di reclutare membri a discapito dell’altro. Al confine tra i due campi di battaglia ci sono esagoni con entrambi i motivi sovrapposti, come in un’opera sinfonica. Se tale combinazione risuona bene con la rete neuronale locale, si parla di armonia, esattamente come per le scale musicali maggiori e minori. Sovrapposizioni di confine, così come quelle più estese che possono essere create da fasci corticocorticali, illustrano un potente principio di ricombinazione, un modo di creare ricordi associativi che rappresentano relazioni, impiegando lo stesso codice esagonale di distanza a 0,5 mm usato per gli oggetti.

cartoon 2d story      Un altro esempio di livelli consiste nel fatto che meccanismi sufficienti a un livello possano avere fondamenta poco stabili, e che alternative per lo stesso risultato siano maggiormente estendibili. I codici esagonali rappresentano fondamenta molto più solide per superstrutture come la codificazione di analogie, che sono gli esempi meglio conosciuti di meccanismi di memoria associativa a livello di meccanismi sinaptici per condizionamento classico. Hebbian duality of memory

 

 

 

EMOZIONI

IMPULSI

SENSI

 

 

 

 

Anche quando le risonanze per Mela, Banana e Ciliegia sono tutte omnipresenti, un modello può riuscire a clonare con maggiore successo, a causa di influenze estrinseche, che arrivano da altre regioni del cervello. Nella figura si può osservare le risonanze per Mela  inglobare quelle per Banana e Ciliegia.

 

 

 

La connessione che genera modelli spazio-temporali deve poter produrre, per condizioni inziali diverse, dozzine di “melodie” attive, proprio come il midollo spinale genera modelli spazio-temporali per i movimenti.

 

 

CONNESSIONE

PASSIVA

 

 

 

 

 

MODELLO ATTIVO

 
Non è questo il luogo per mostrare le varie implicazioni di uno schema di codificazione cerebrale basato sull’accensione spazio-temporale in uno dei cosiddetti esagoni a eccitazione ricorrente, un progetto la cui trattazione richiederebbe un libro intero e di cui mi sono occupato in The Cerebral Code. Grazie alla nozione di mosaici esagonali in competizione transitoria per lo spazio nella corteccia associativa, si può comprendere il funzionamento del processo darwiniano nella corteccia associativa, attraverso modelli spazio-temporali che si copiano a vicenda lateralmente.

Come negli esempi classici di un collaudato processo darwiniano, un modello viene copiato (infatti ciò che è copiato fedelmente definisce il modello spazio-temporale di forma esagonale), si verificano variazioni (diseccitazioni, nodi sfocati, sovrapposizioni), le popolazioni dei modelli varianti competono per uno spazio di elaborazione, il loro successo relativo è influenzato da un ambiente (sensore attuale o risonanze con modelli memorizzati), il modello attuale che ha maggiore successo tende a produrre un numero maggiore del ciclo successivo di varianti; il principio dell’ereditarietà di Darwin è implementato poiché mosaici più grandi hanno un perimetro maggiore, e il perimetro è laddove le diseccitazioni e i nodi sfocati possono sfuggire alla standardizzazione imposta dai sei nodi attorno, tutti accesi contemporaneamente.

 

Diversamente dai tempi generazionali dei normali esempi darwiniani che si misurano dai giorni  ai decenni, la corteccia opera su una scala temporale che va dai millesimi di secondo ai secondi, anche se le sue funzioni sono influenzate dai ricordi, che si misurano secondo scale temporali molto più lunghe. In un arco di tempo compreso tra secondi e minuti, la neocorteccia deve essere in grado di implementare tutti i mezzi classici di accelerazione del ritmo evolutivo (ricombinazione sistematica, parcellizzazione, rapido “cambiamento climatico” e riempimento delle nicchie vuote).

 

Una rete di competizioni darwiniane

A causa della propria struttura suddivisa e delle connessioni corticocorticali tra le regioni, la corteccia non si limita alle produzioni darwiniane standard; può infatti usare alcuni elementi addizionali, come un processo darwiniano di supervisione, che influenzi l’attività di altri processi darwiniani.

Eppure non deve essere un supervisore eccezionale e particolarmente intelligente; finché non sarà identificato chiaramente qualcosa di più complesso, l’ipotesi più ovvia sarà che qualsiasi processo regolatorio sia essenzialmente stupido, forse si tratta solo di fenomeni caotici su scala maggiore o minore.
            Infatti ci sono situazioni che potrebbero abilitare tale evoluzione interattiva a due livelli, come il ruolo della corteccia frontale orbitale nel monitoraggio di progressi rispetto a una serie fi funzioni da svolgere, una meta-sequenza che sembra procedere su una scala diversa da quella di singoli pensieri e frasi. Non c’è ragione perché le variazioni darwiniane debbano essere davvero casuali; un lento processo darwiniano potrebbe influenzare o deviare la direzione generale delle varianti di un processo darwiniano più veloce che gestica problemi di livello inferiore, come la percezione e il movimento su una scala temporale di secondi. Ci potrebbe essere una cascata o una rete di tali processi darwiniani che operano su livelli diversi nella gamma di attributi/metafore, o su diverse scale temporali dai millesimi di secondo alle ore. 

La teoria della “macchina darwiniana” neocorticale sembrerebbe essere al corretto livello di spiegazione della coscienza; non si trova nelle sinapsi o nel citoscheletro, ma a livello della dinamica che coinvolge decine di migliaia di neuroni, i quali generano modelli spazio-temporali, che rappresentano i precursori di schemi comportamentali nel mondo esterno al cervello.     
       Codici cerebrali compositi, formati da sovrapposizioni e sviluppati da meccanismi di competizione darwiniana nei processi di copiatura, potrebbero spiegare molto della vita mentale subconscia. I codici stessi sono adeguatamente arbitrari, come enfatizzato da un secolo di dibattiti sui simboli. I meccanismi di competizioni nei processi di copiatura suggeriscono perché gli esseri umani hanno molti più comportamenti originali degli altri animali (vantiamo un’evoluzione “offline” di movimenti non standard, giudicati per sicurezza), indicando che siamo in grado di impegnarci in ragionamenti analogici (le stesse relazioni sentimentali possono avere codici che competono). Poiché i codici cerebrali si formano da singole parti, si può immaginare un unicorno e crearne un ricordo (le risonanze che riattivano il codice spazio-temporale di unicorno). Un processo darwiniano fornisce soprattutto una macchina per la metafora, così da poter codificare le relazioni tra altre relazioni, e poi modellarle in qualcosa di qualità.   
         Niente di tutto questo emerge naturalmente dalla “coscienza quantica”, ma non si faccia di un’erba un fascio: alcune proposte di campi quantici presentano aspetti interessanti.

 

Quanti rivisitati

A proposito della nozione di sincronizzazione per porre in relazione i diversi aspetti dell’analisi di un oggetto nel cervello, c’è chi ha parlato di un’influenza in sincronia di campi quantici, suggerendo una connessione tra i Qm e il riconscimento dell’oggetto, e combinando contemporaneamente percezione e coscienza. Credo che i miei insiemi triangolari sincronizzati per la clonazione di un modello dimostrino un’altra possibile applicazione dello stesso ragionamento, estendendo il campo potenziale dei Qm oltre gli aspetti della coscienza relativi al legame oggetto-caratteristica, fino al campo delle funzioni superiori.      
         Se è possibile che i fenomeni a livello quantico influenzino alcuni aspetti della coscienza incoraggiando la sincronia, è vero però che ipotesi straordinarie (Qm che facciano da mediatori per un aspetto chiave della coscienza) richiedono prove straordinarie. Se i fisici della coscienza fossero seri riguardo alle proprie proposte, esaminerebbero le tantissime soluzioni alternative per ottenere un sincronismo cerebrale e illustrerebbero perché la propria spiegazione d sincronizzazione fosse migliore di spiegazioni più semplici che sono più vicine alle funzioni superiori di almeno una dozzina di livelli.      
       Un avvertimento però: se annunciassi un’altra soluzione per ottenere una sincronizzazione corticale attraverso qualche nuovo meccanismo sinaptico, susciterei noia generale; considerando quanti modi di incoraggiare il trascinamento esistano, dato che anche l’inibizione ricorrente può creare trascinamento (si veda più in generale Winfree, 1967), il nome di questo “gioco” dovrebbe essere “meccanismi probabili”, più  che “meccanismi possibili”. È importante allora chiedersi quanto sia forte l’influenza di sincronizzazione del proprio candidato, se altri meccanismi noti sembrino interagire con esso, e infine se tale candidato sia utile; sono convinto della necessità di un processo darwiniano di bootstrapping della qualità, ma alcuni di noi non credono che gli attributi dell’oggetto abbiano tipicamente bisogno di sincronismo per legarsi insieme, in seguito a divergenze su dove e cosa. L’esistenza di altri meccanismi di sincronizzazione indica che ogni effetto dei Qm potrebbe facilmente passare inosservato, quindi chi proponga questa tesi deve dimostrare non solo l’effetto dei Qm sul trascinamento, ma anche le condizioni in cui tale effetto può prevalere sugli altri, e mettere così in luce la “coscienza quantica”.
         Questo fatto mi ha portato a chiedermi se le proposte che si basano sulla meccanica dei quanti non siano soluzioni in cerca di un problema. Non sono convinto che la neurologia abbia bisogno di meccanismi basati sulla meccanica dei quanti quando abbiamo già così tanti candidati a livello di proprietà emergenti di circuiti nervosi per ottenere lo stesso scopo, cioè indurre il trascinamento tra i neuroni corticali, lasciando perdere il passaggio dal sincronismo ai legami, dai legami all’attenzione, dall’attenzione ad altri aspetti della coscienza.        
         Ma questa è scienza, e la tecnologia è un’altra questione, dato l’altro mio intento riguardo al trascinamento, quello cioè di fornire le basi per un mosaico esagonale che possa impegnarsi in una competizione darwiniana. Incoraggiare il trascinamento, o spezzarlo, attraverso campi applicati dall’esterno, potrebbe offrire un punto d’incontro con i processi cerebrali darwiniani che spostano i contenuti della coscienza. Se gli effetti quantici postulati si dimostrano abbastanza forti, e i campi esterni possono essere focalizzati abbastanza chiaramente da essere portati a prevalere su altre influenze di trascinamento, il “faretto” rappresentato dai Qm potrebbe essere alla base di un’interessante       tecnologia. In psichiatria, si potrebbero
Sashimiinterrompere i pensieri ossessivi o

 

Treni di pensiero

come strati di sashimi che sbiadiscono

 
eliminare le allucinazioni; in neurologia si potrebbero riabilitare le zone corticali allo svolgimento di una funzione, persa in un’altra regione in seguito a un tumore o a un ictus; in anestesiologia, si potrebbero spezzare quei cori che determinano la memorizzazione di eventi spiacevoli. Studiare per gli esami con un “aiuto quantico” potrebbe contribuire all’apprendimento di nuovo materiale; focalizzare tale aiuto in altre aree potrebbe migliorare la capacità di ricordare.

 

Flusso di coscienza

   Le risonanze sono oggi meglio conosciute come parte della serie di attrattori caotici. Si potrebbe trattare di una rete neurale di esagoni che supportano un numero di modelli spazio-temporali caratteristici, proprio come i circuiti nervosi del  midollo spinale supportano andature diverse, il particolare modello spazio-temporale che si ottiene a seconda di come si precondizionino le connessioni nervose attraverso agevolazioni da parte di altri modelli imposti. Tale ipotesi potrebbe spiegare qualcosa a proposito del “flusso di “coscienza”. 
           La manipolazione della zona di un bacino di attrazione richiama alla mente i treni di pensiero di William James, quella serie di stati mentali che precedono quello attuale, ciascuno dei quali sbiadisce nel sottofondo, pur giacendo sui precedenti, e tutti in grado di contribuire a quelle connessioni che si potrebbero fare anche in questo      momento.
          Si paragonino i numerosi attrattori che sbiadiscono a quella tecnica giapponese che consiste nel tagliare a fette sottili alcune qualità di pesce crudo, per  poi ribaltare il blocco di lato (un altra analogia, se non si ha familiarità con il sashimi, è quella con i pezzi del domino). Lo strato inferiore è forse il più difficile da raggiungere, ma è anche il più profondo. Uno scenario caratterizzato da strati multipli di schemi che sbiadiscono può contribuire a promuovere la creatività, mettendo gli strati di attrattori appropriati in un ordine approssimativamente corretto e adeguando quindi le loro forze relative; la Teoria Sashimi della Creatività sarebbe certo un successore adeguatamente “fresco” a tutti quegli schemi “mal cucinati” sull’emisfero destro del cevello.   
          Tali digressioni possono risultare però fuorvianti, e spesso si cerca di lasciarle svanire, evitando di provocarle con ulteriori ragionamenti. Ci sono ovviamente diverse tecniche per liberare la mente: Donald Michael (dichiarazione personale, 1995) suggerisce che la meditazione che impiega un mantra potrebbe proprio consistere nel creare regioni formate da grandi esagoni semi-statici, eliminando le preoccupazioni quotidiane che altrimenti smembrerebbero lo spazio di elaborazione e creerebbero nuovi attrattori a breve termine. Chi medita, sostituendo tutti i propri pensieri con la formula priva di senso del mantra, continuando a recitarla abbastanza a lungo da consentire ad alterazioni di forza sinaptica temporanee di ritornare gradualmente alla normalità, ottiene un nuovo punto di partenza, per attività diverse dal mantra stesso.   
           Un normale mantra certamente non “svuoterà” la mente del tutto: per cancellare prematuramente quegli attrattori che sbiadiscono, si avrà bisogno di un mantra più complesso che interrompa le connessioni. A parte l’annebbiamento con crisi convulsive delle terapie di elettroshock, personalmente non conosco nessuno schema di eliminazione, sebbene si possano immaginare virus cerebrali (Dawkins, 1993), che svuotano l’ingresso in quei bacini di attrazione che sbiadiscono, più simili a uno strato di vernice coprente che a una cimosa vera e propria.

 

Aspetti superiori della coscienza

   Una volta concluso con gli aspetti elementari quali trasformazioni percettive e ricordi, le teorie sulle funzioni cerebrali devono spiegare astrazioni e associazioni diverse, quali categorie, idee astratte, schemi, testi scritti, sintassi e metafore. Se si procede oltre la nozione elementare di coscienza in quanto mera consapevolezza o spostamento di attenzione, si devono tenere in considerazione i seguenti punti:

o                    come vengono rappresentati i segni linguistici;

o                    come vengono conservati e riportati alla memoria i ricordi;

o                    come si determina il processo di sviluppo darwiniano;

o                    come nascono “nuove idee”, magari come varianti o sovrapposizioni;

I suddetti quattro punti fanno  parte a grandi linee della ricerca per gli elementi essenziali darwiniani. I successivi sono più complessi.

o                    L’esistenza di allucinazioni e sogni.

o                    Le esperienze di déjà vu. La clonazione, molto comune, di un input (talvolta a causa di assenza di competizione) può creare l’esperienza cosciente, spesso associata a forti risonanze mnemoniche, che consentono la clonazione diffusa.

o                    Falsi ricordi. Tale fenomeno può essere molto comune, poiché le connessioni sinaptiche possono essere modificate da un nuovo modello attivo. Allo stesso modo, si vorrebbe una spiegazione appropriata per il ragionamento concreto e l’idea fissa.

o                    Come sono connesse le varie accezioni della parola “pesca”, per esempio, dato che sono probabilmente conservate in zone corticali diverse.

o                     La presenza di regioni corticali specializzate che possano anche partecipare ad attività non specialistiche.

o                    La capacità di mantenere un particolare comportamento, dopo aver scelto fra diverse alternative. Come si presenta un programma di compiti da svolgere?

o                    Funzioni specializzate di ordine seriale deputate al linguaggio e ai programmi speculativi, per non parlare di tutte le sequenze di piccoli movimenti muscolari di cui un bambino ha bisogno per allacciarsi le scarpe.

o                    Connessioni alla velocità del pensiero, meccanismi che potrebbero variare di volta in volta. Durante le transizioni caratteristiche della sindrome maniaco-depressiva, un individuo può alternare fluidità nel creare connessioni e prendere decisioni a un lento ed elaborato treno di pensiero che esita troppo a lungo e non riesce a creare connessioni ovvie.

o                    L’impressione di un narratore, che manipola decisioni e specula sul futuro. Ogni spiegazione deve essere coerente con l’evidenza neurologica che nessuna lesione corticale parziale elimina l’ “io”.

Tale è il genere di copertura necessaria a un’utile teoria della mente, e questa “macchina darwininana” neocorticale permette di effettuare previsioni su tutto lo spettro (Calvin, 1996). Non è strettamente necessario che essa spieghi due secoli di neurologia, uno di psicologia e mezzo di neurobiologia e neuroscienze cognitive, ma non può essere completamente incoerente con essi. Una teoria della mente deve avere un grande potere esplicativo ed essere al contempo abbastanza specifica da effettuare previsioni sperimentali.    
          Finora si è avuto bisogno di due metafore: una dall’alto verso il basso (top-down), che mappa i pensieri su insiemi di neuroni, e una dal basso verso l’alto (bottom up) che si occupa di come le idee emergano da quegli insiemi neuronali apparentementi caotici. La “macchina darwininana” neocorticale può sostituire entrambe le metafore: in realtà è più un meccanismo che una metafora, grazie a quei treni espresso nella corteccia. 
          Passerò ora a trattare l’auto organizzazione di modelli complessi, utilizzando tali competizioni darwiniane per imprimere risonanze adeguate nel “feltro” neurale con l’acquisizione di esperienza.

 

La ricerca di modelli nascosti

   La passione per la ricerca di modelli sembra dipendere fortemente dalla nozione di coscienza. Se si vogliono avere esperienze significative e correlate, quelle che siamo in grado di comprendere e su cui possiamo ragionare, si devono saper discernere i modelli di azioni, percezioni e concezioni. Dietro la vasta rete di significati letterali interconnessi (tutte quelle parole su oggetti e azioni) ci sono quelle immaginarie strutture di comprensione, come lo schema e la metafora, e come l’immaginazione, che ci permette di estrapolare un percorso, o zumare in avanti su una parte del tutto, o ancora zumare all’indietro finché gli alberi si fondono, a formare una foresta.           
          La prima infanzia implica numerose sfide nella scoperta di modelli, e i bambini sembrano imparare facilmente modelli sempre più complessi, nascosti nei suoni e negli eventi che si determinano attorno a loro. Nel primo anno di vita, si scoprono69 i fonemi contenuti nelle parole; dopo un altro anno di apprendimento verbale, si è impegnati a scoprire schemi e sintassi, i quali costituiscono i legami tra le parole, successivamente si scoprono catene di subordinate e principi narrativi, nell’ambito di discorsi più ampi. Le sovrapposizioni esagonali, così come le diverse voci di un’opera sinfonica, dimostrano come nuove associazioni possano essere rappresentate nel cervello e l’aspetto darwiniano suggerisce come la qualità potrebbe procedere attraverso le normali fasi di variazione, competizione e ereditarietà.
            Da adulti, quando pensiamo seriamente, lo facciamo in maniera ancora più astratta. Evochiamo immagini semplificate della realtà che chiamiamo concetti o modelli; possiamo anche scoprire modelli in situazioni speculative, come quando creiamo un ragionamento deduttivo, utile soprattuto quando si parla di coscienza! Come scrisse Paul Valéry, il pensiero è tutto ciò che concerne “quel che non esite, quel che non mi si mostra, quel che fu e quel che sarà, il possibile e l’impossibile”.     
          La consapevolezza passiva, così come i suoi correlati neurali, può essere molto più semplice dei costrutti creativi implicati dai livelli di coscienza di James, Piaget e Popper; una rapida identificazione di un oggetto consueto può non aver bisogno di un meccanismo di competizione per il processo di clonazione con alternative, come invece una percezione ambigua o un movimento originale. Certo nel cervello non ci sono soltanto mosaici esagonali ; infatti essi rappresentano probabilmente solo un modo di operare di alcune aree neocorticali, e sono regolati da altre regioni cerebrali, quali l’ippocampo e il talamo. Tali mosaici temporanei sembrano comunque essere in grado di spiegare molti aspetti della mente, aspetti di cui è difficile immaginare lo sviluppo a partire dalla meccanica dei quanti, dalla chimica, dai neurotrasmettitori, da singoli neuroni, semplici circuiti nervosi, o persino da moduli neocorticali più piccoli, come le minicolonne. In alcune regioni, le competizioni esagonali potrebbero essere occasionalmente l’evento principale.

Ecco quindi emergere da questa visione del cervello umano, con il suo inflessibile riassetto che varia da un momento all’altro, alcune idee sulle basi neurali su cui costruiamo il nostro modo di esprimerci e sviluppiamo i pensieri, alcune possibilità per implementare il linguaggio e il pensiero razionale. I cori in competizione sono a un livello di spiegazione che sembrerebbe appropriato al processo creativo e a quello decisionale. Sarà interessante osservare in che misura lo stesso processo di bootstrapping della qualità, scoperto da Darwin nel 1838, sarà in grado di fornire una spiegazione sulla coscienza interiore.  

 


    REFERENCES

     Derek Bickerton (1990), Language and Species (University of Chicago Press).
     
Jacob Bronowski (1973), The Ascent of Man (Little, Brown), pp. 348-349.

     Richard Dawkins (1993), “Viruses of the mind,” in Dennett and His Critics:  Demystifying   Mind, edited by Bo Dahlbom (Blackwell). 
     
Daniel C. Dennett (1991), Consciousness Explained (Little, Brown).               
Douglas R. Hofstadter (1985), Metamagical Themas (Basic Books), p. 787.
     
John H. Holland (1992), “Genetic algorithms,” Scientific American 267(1):66-72.
     
Mari Jibu and Kunio Yasue (1995), Quantum Brain Dynamics and Consciousness: An Introduction. John Benjamins, Amsterdam.          
     
 Jennifer S. Lund, Takashi Yoshioka, Jonathan B. Levitt (1993), “Comparison of intrinsic connectivity in different areas of macaque monkey cerebral cortex,” Cerebral Cortex 3:148-172.  
     
 John Maynard Smith and Eörs Szathmáry (1995), The Major Transitions of Evolution     (Freeman).
     
Barbara A. McGuire, Charles D. Gilbert, Patricia K. Rivlin, Torsten N. Wiesel (1991), “Targets of horizontal connections in macaque primary visual cortex,” Journal of Comparative Neurology  305:370-392          
     
Heinz Pagels, The Dreams of Reason (Simon & Schuster 1988).
     
Roger Penrose (1994), Shadows of the Mind: A Search for the Missing Science of Consciousness (Oxford University Press).   
     
Alan Peters, E. Yilmaz (1993), Neuronal organization in area 17 of cat visual cortex. Cerebral Cortex 3:49-68      
     
 Karl Popper (1979), quoted by Raphael Sassower in Cultural Collisions: Postmodern Technoscience (Routledge).           
     
 Hugh Smith (1935),“Synchronous flashing of fireflies,” Science 82:51.
     
David Somers and Nancy Kopell (1993), “Rapid synchronization through fast threshold modulation,” Biological Cybernetics       68:393-407.
     
 Paul Valéry (1962). Quoted at p. 3 W. H. Auden and L. Kronenberger, The Viking Book of Aphorisms  (Viking).          
     
Arthur T. Winfree (1967). “Biological rhythms and the behavior of populations of coupled oscillators,” Journal of Theoretical Biology 16:15-42 (1967)
     


 

 


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