La voce del Fiani

ANDREA LAVAZZA

La coscienza? Si misura così

Il neurologo Giulio Tononi: "Sappiamo dove risiede nell’uomo: ma la scienza non potrà mai spiegare come si realizza in un verso di Leopardi"

 

Galileo e il fotodiodo. Professor Tononi, un titolo che sembra enigmatico come il tema della coscienza...

"L'obiettivo è invece quello di diradare il mistero. L'assunto di base è che siamo in possesso, e non da oggi ma da secoli, di tutti gli elementi per costruire una teoria della coscienza, ovvero per tentare di definire quali siano le proprietà fondamentali e quali le condizioni necessarie e sufficienti (compresi i requisiti fisici)".

Quali sono tali elementi?

"Possiamo cominciare con due fatti ormai accertati. Nel nostro sistema nervoso centrale, la parte detta cervelletto conta 50 miliardi di neuroni, contro i 30 del sistema talamo-corticale, con il quale condivide tutte le principali caratteristiche biologiche. Se un tumore costringe alla sua asportazione, perdiamo ben metà delle cellule nervose, con effetti sull'equilibrio e la coordinazione, ma la vita cosciente resta impregiudicata. Quando invece si distrugge la corteccia, come nel ca so di gravi traumi, siamo ridotti allo stato vegetativo. È quest'ultima, quindi, a essere legata alla coscienza, e ciò si sa da 150 anni. Consideriamo poi la veglia e il sonno, durante il quale si pensava che il cervello si spegnesse. In realtà, il cervello resta attivo, vi sono alcune modificazioni, ma dobbiamo chiederci perché la stesse cellule ci danno la coscienza e ce la spengono di notte. A partire da constatazioni e interrogativi "banali", ho preso sul serio il principio di ragion sufficiente: se le cose stanno così deve esserci un motivo perché stiano così e non diversamente. La coscienza si può affrontare in termini scientifici, ma non seguendo la via analitica e riduzionistica dei correlati neuronali. Ed eccoci alla proprietà fondamentali della coscienza: differenziazione e integrazione".

Vediamo la prima, la differenziazione, attraverso l'esperimento mentale che propone nelle conferenze e nel libro: "Galileo e il fotodiodo".

"Immaginiamo un soggett o in stanza is olata e vuota in cui a intervalli regolari viene accesa e spenta una lampada. Il nostro Galileo (cioè colui che aveva escluso dalla scienza l'elemento soggettivo, ndr) avrà esperienze coscienti di luce e buio che dovrà riferire verbalmente. Nella stessa stanza un fotodiodo (semplice circuito elettrico percorso da una corrente che è funzione dell'intensità luminosa dell'ambiente) potrà discriminare in modo analogo tra luce e oscurità. Il congegno fisico e il soggetto umano svolgono ugualmente bene il compito. Ma noi siano coscienti (vediamo la luce), cosa preclusa al fotodiodo. Qui di solito i filosofi si arrendono".

Lo scienziato invece...

"... spiega che se la luce diventa rossa, Galileo la percepisce rossa, mentre il fotodiodo continua a rispondere solo "luce". E se la luce disegna i più disparati oggetti, per l'uomo saranno tutti stati di coscienza diversi, in numero immenso; il repertorio del fotodiodo rimane limitato all'alternativa spento-acc eso. Ecco la differenza eclatante: per noi il mondo è diviso in miliardi di stati di cose possibili, che siamo in grado di discriminare in un secondo. E la vastità del campo delle possibilità è una misura di informazione. Questa è la differenziazione - o informatività - della coscienza".

C'è poi l'integrazione.

"Prendiamo un milione di fotodiodi, discrimineranno più di un uomo. Si tratta del secondo esperimento immaginario: Galileo e la telecamera. Il sensore collegato con uno schermo riproduce un pixel per ogni fotodiodo: si ha l'immagine, qualunque immagine possibile. Ma nemmeno la telecamera è cosciente, perché manca proprio dell'integrazione. Tagliate in due il sensore con una lama sottilissima, sullo schermo nulla cambierà: ogni diodo continua a dare il suo pixel indipendente. Tagliate in due il cervello, come si è fatto per curare casi gravissimi di epilessia, recidendo commessura e corpo calloso: non muta sostanzialmente il comportamento, ma c'è una cl amorosa nov ità. È la coscienza a venire divisa in due: si hanno due esseri coscienti, ognuno dei quali, per esempio, vede metà del campo visivo. La telecamera è un insieme di sistemi singoli (i fotodiodi) che discriminano due stati, mentre l'uomo è integrato, la coscienza è sempre unificata, l'attenzione si fissa sempre su una singola cosa alla volta. In sintesi, possediamo un repertorio di sistema integrato. Sappiano discriminare un enorme numero di stati di coscienza diversi, uno dei quali si verifica in ogni istante, eliminando miliardi e miliardi di altri che avrebbero potuto accadere".

Sembra quasi semplice...

"Ma avere insieme queste due proprietà è estremamente difficile. Tanto che gli esperimenti ci suggeriscono come il sistema talamo-corticale - in termini di integrazione dell'informazione - sia l'entità più complessa dell'universo conosciuto. Ciò fa sì che una coscienza artificiale sia molto lontana".

E come si misura la coscienza?

Considerando quanta informazione effettiva un insieme di elementi può integrare, ovvero quanti stati siano a disposizione di un singolo sistema integrato, in termini di bit.

E come si svolge la misurazione?

"Soprattutto con simulazioni al calcolatore. Si riproduce un modello del sistema talamo-corticale, incorporando gli aspetti fondamentali dell'anatomia e della fisiologia del cervello, per avere stima degli stati possibili. Una volta che si sa come identificare le entità integrate, si va a misurare la complessità, cioè a vedere quanta informazione integrata c'è all'interno. Alla fine del processo si ottiene un numero associato a un particolare set di elementi".

Con misure e quantificazioni si può dunque mettere alla prova la teoria dal punto di vista "empirico"?

"Sì, la scienza deve esprimere ipotesi falsificabili con esperimenti. La mia ipotesi che la complessità si distribuisca su un continuum, che ha il suo minimo nel sonno senza sogni e il suo massimo nella veglia vigile. E una previsione che si mette alla prova sia con i modelli al computer sia con esperimenti sull'uomo, grazie alla stimolazione magnetica transcranica abbinata alla tomografia ad emissione di positroni. Ovvero, si sollecitano dall'esterno certe aree del cervello e si osservano le risposte con speciali tecniche diagnostiche. La misurazione darebbe senso anche a domande filosofiche sulla coscienza negli animali, nei neonati, negli embrioni..."

Ma, a tale proposito, questa stretta visione scientifica non comporta qualche rischio?

"Una volta formulata la teoria (la coscienza è una proprietà fondamentale definita in termini di integrazione dell'informazione) si deve il massimo rispetto per la coscienza stessa. Abbiamo imparato che è difficile ottenerla, che ogni complesso è straordinariamente unico. Ognuno di noi custodisce un repertorio diverso, come specie rara . La coscienza è complessità, ma il particolare modo di essere coscienti esula e trascende la scienza. Condividiamo molte caratteristiche, tuttavia non sappiamo perché leggere quel particolare canto di Leopardi risuoni in quel particolare modo per quella particolare persona: qui la scienza deve arrendersi".

Avvenire-22 GENNAIO 2003 - da SWIF

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