Mente, cervello e gruppo: un sistema complesso
Nel secolo scorso l’evoluzionismo darwiniano si e del tutto affermato nella biologia, ma anche, nella seconda meta del secolo, nell’antropologia per quanto riguarda la filogenesi delle culture e dei gruppi umani. Anche nella neurologia le ricerche di Gerald Edelman hanno avanzato un modello evoluzionista relativo all’ontogenesi del cervello e al suo sviluppo morfologico e funzionale.
Indubbiamente la mente si basa sul cervello quanto alla sua possibilita di esistenza e di sviluppo, e d’altra parte l’individuo umano nasce e cresce nell’interazione con gruppi umani. La mente vive e si sviluppa sulla base del cervello e nelle relazioni, situandosi fra cervello e gruppo. Le conoscenze del cervello e del gruppo non possono dunque non essere rilevanti per comprendere le funzioni della mente, che e intermediaria fra biologico e sociale. Nel genere umano il cervello, la mente e il gruppo costituiscono un sistema complesso neuropsicosociale coeso e interdipendente.
L’evoluzionismo del cervello
Gli umani della specie sapiens sapiens che si dispersero migliaia di anni fa nelle varie zone del pianeta, dando origine ai diversi gruppi etnici e alle loro culture, avevano un cervello geneticamente predisposto come quello degli uomini di oggi, giacche anche i geni del genoma umano che predispongono lo sviluppo del cervello non sono stati soggetti a mutazioni genetiche.
Sul finire del secolo scorso Gerald Edelman, medico americano gia premio Nobel per l’immunologia e poi direttore dell’Istituto di Neuroscienze di San Diego, inaugura una complessa teorizzazione, fondata empiricamente, sull’evoluzionismo cerebrale a livello ontogenetico. Scrive Edelman nella Prefazione al suo libro “Darwinismo Neuronale”: “La teoria che intendo proporre e stata formulata nell’ambito di una concezione rigorosamente selezionista, dove si incontrano sviluppo ed evoluzione del cervello da un lato, e struttura e funzione dall’altro. Ritengo che il principio all’origine del comportamento sia la selezione di nuove popolazioni neuronali diverse per funzionalita, originate proprio da questa variazione durante lo sviluppo dell’individuo”.
Edelman applica al cervello i principi selettivi su cui si basa l’evoluzione: la variabilita presente nella popolazione, il rapporto non preprogrammato con l’ambiente in cui la popolazione vive, la possibilita di amplificazione differenziale delle forme di risposta all’ambiente. Vengono decisamente confutate le tesi istruzionistiche, secondo le quali il cervello possiederebbe aprioristicamente dei codici per categorizzare il mondo, e vengono invece studiati i meccanismi specifici con cui il cervello si adatta selettivamente all’ambiente.
La teoria dei gruppi neuronali
Questi meccanismi specifici sono individuati in tre grandi capitoli: la selezione durante lo sviluppo embrionale, la selezione durante l’esperienza e la segnalazione rientrante. Nell’insieme si compone la “teoria dei gruppi neuronali”, che si basa sui meccanismi morfologici e funzionali con cui il cervello passa dai geni alla forma e alle funzioni, mantenendo l’adattamento selettivo.
I repertori primari
Durante lo sviluppo epigenetico, mediante processi di divisione, adesione, migrazione, crescita assonica e morte cellulare, si creano repertori primari, costituiti da gruppi neuronali e da circuiti variabili. I gruppi neuronali sono composti da decine, centinaia o migliaia di neuroni molto interconnessi, tendenti a ricevere ed emettere segnali correlati, rispondendo con modalita cooperative. Gruppi neuronali diversi hanno connessioni morfologiche e funzionali diverse, cosicche diversi gruppi si selezionano con la propensione a svolgere funzioni diverse in relazione a diversi segnali.
Il genoma controlla a grandi linee le strutture neuroanatomiche e l’organizzazione funzionale, simili anche fra individui, ma non controlla specificamente la morfogenesi e l’organizzazione dei circuiti nervosi, che si sviluppano attraverso regolazioni morfologiche e molecolari con possibilita di variabilita in rapporto alle condizioni contestuali. Cosi persino nei gemelli omozigoti il sistema nervoso risulta alla nascita non identico.
I repertori secondari e la plasticita sinaptica
Formatisi i repertori primari, alla nascita inizia la fase esperienziale del mondo. La selezione dei gruppi neuronali gia avvenuta implica che gli stimoli provenienti dal mondo esperienziale interessino piu alcuni gruppi neuronali che non altri, i piu predisposti a rispondere a determinati stimoli. La selezione avviene attraverso il processo di plasticita sinaptica a livello della popolazione delle sinapsi, delle quali alcune si rinforzano mentre altre si indeboliscono. Attraverso questo adattarsi della morfologia e delle funzioni sinaptiche si costituiscono i repertori secondari dei gruppi neuronali in epoca post-natale.
In questo processo si creano mappe di gruppi neuronali che si selezionano per rispondere a particolari input esterni; mappe neuronali diverse rispondono a percezioni sensoriali diverse. Per esempio la percezione visiva interessa molte mappe neuronali, ciascuna delle quali tende a rispondere a specifiche sottomodalita di percezione visiva.
La segnalazione rientrante e la memoria
La coordinazione fra gruppi neuronali e mappe neuronali avviene attraverso la funzione della segnalazione rientrante o rientro, che Edelman definisce come “la segnalazione parallela, bidirezionale e ricorsiva tra gruppi neuronali tramite connessioni anatomiche organizzate”. Edelman ritiene che la funzione di rientro sia alla base della proprieta fondamentale del cervello di coordinare e integrare le operazioni di aree cerebrali funzionalmente segregate.
Si fa l’esempio della visione, che si attua nella corteccia visiva: questa e suddivisa in molte aree e sottoaree funzionalmente segregate, ciascuna specializzata a ricevere input diversi (forma, profondita, colore, movimento), ma anche interconnessa con altre aree. La funzione di rientro comprende la trasmissione di input fra aree diverse in tempo reale. In questo modo la categorizzazione percettiva di ogni input e correlata a categorizzazioni percettive di altri input in una sequenza temporale continua, cosicche si possa formare la rappresentazione spazio-temporale degli oggetti.
In questo contesto la memoria e definita non come un deposito di dati categorizzati, ma come una ricategorizzazione originata dal processo di rientro fra rappresentazioni in tempi successivi di percezione. Nella memoria, come processo dinamico di raffronto fra immagini delle cose recepite in tempi diversi, risiede anche, secondo Edelman, la funzione immaginativa, capace di far emergere associazioni costruttive di nuove immagini.
Una teoria neurologica della coscienza
Nel libro “Il presente ricordato”, Edelman si propone di formulare una teoria neurologica della coscienza basata sulla teoria dei gruppi neuronali. A livello delle parti piu antiche del cervello sono individuati i sistemi di valore, gruppi neuronali capaci di emettere segnali enterocettivi sulla base di stimoli appetitivi, edonici e di difesa specie-specifici, selezionatisi filogeneticamente. Tali segnali si propagano al sistema nervoso e diventano segnali globali, rilevanti per tutto l’organismo. I sistemi di valore interagiscono con i segnali esterocettivi e contribuiscono a rinforzare gli eventi selettivi locali di plasticita sinaptica, creando sistemi di valore acquisiti.
Edelman avanza un modello neurologicamente fondato delle condizioni sufficienti all’apparire della coscienza “primaria”. Le precondizioni sono: l’evoluzione di interazioni rientranti fra sistemi di formazione dei concetti e sistemi di valori; una particolare evoluzione della memoria di ricategorizzazione; e un sistema di speciali circuiti di segnalazione rientrante fra la memoria che media valori e categorizzazioni e le mappature esterocettive che continuamente categorizzano gli input.
Come afferma Edelman: “Quest’interazione rientrante fra una forma speciale di memoria con forti componenti concettuali e un flusso di categorizzazioni percettuali genererebbe una coscienza primaria. Fenomenicamente questa funzione apparirebbe come una immagine di eventi continui categorizzati, ovvero come una immagine mentale”. Si puo dire che questa coscienza primaria sorge come un’immagine dell’immagine, o, come metaforizza Edelman, come un presente continuamente ricordato.
Domande frequenti
Cos’e il Darwinismo neuronale?
E la teoria elaborata da Gerald Edelman che applica i principi della selezione naturale allo sviluppo del cervello individuale. Secondo questa teoria, il comportamento origina dalla selezione di popolazioni neuronali diverse per funzionalita, che si differenziano durante lo sviluppo attraverso meccanismi selettivi anziche seguire codici predeterminati.
Cosa sono i gruppi neuronali?
Sono insiemi di decine, centinaia o migliaia di neuroni fortemente interconnessi, che tendono a ricevere ed emettere segnali correlati rispondendo in modo cooperativo. Gruppi diversi hanno connessioni diverse e si specializzano a svolgere funzioni diverse in risposta a segnali specifici. Sono l’unita di base della teoria di Edelman.
Cos’e la segnalazione rientrante (rientro)?
E la segnalazione parallela, bidirezionale e ricorsiva tra gruppi neuronali attraverso connessioni anatomiche organizzate. Secondo Edelman, il rientro e cio che permette al cervello di coordinare e integrare le operazioni di aree funzionalmente separate, permettendo per esempio di unificare forma, colore e movimento in un’unica percezione coerente.
Come spiega Edelman la coscienza?
Edelman definisce la coscienza primaria come il risultato di una memoria ricorsivamente comparativa, in cui categorizzazioni precedenti di se e non-se vengono continuamente riferite a categorizzazioni percettive in corso. Fenomenicamente appare come un’immagine mentale, un “presente continuamente ricordato”, generato dall’interazione rientrante tra memoria concettuale, sistemi di valore e flusso percettivo.
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