Gerad Edelman (1929-2014) è stato un biologo statunitense, premio Nobel nel 1972 per i suoi studi sul sistema immunitario, che si è poi occupato di embriologia, coniando il termine di topobiologia, e di neurofisiologia del cervello, anche qui inaugurano nuove idee e concetti, come quelli di darwinismo neuronale e coscienza primaria.
The Mindful Brain
Pur immensa essendo la complessità del cervello, ci sono tuttavia – sostiene Edelman – dei principi organizzativi fondamentali che ne facilitano la comprensione. I neuroni cerebrali sono fittamente interconnessi secondo la reiterazione di un modulo di base, la colonna corticale. Questa organizzazione di base relativamente semplice si moltiplica su larga scala. Questa rete continua di input ed output crea nel cervello delle mappe dinamiche e flessibili. Tutti questi elementi modulari sono tra di loro collegati in serie ed in parallelo, ciò che conferisce alle funzioni del cervello resilienza e robustezza. Il cervello non è diviso in aree compartimentate, ed anche le funzioni superiori sono in continuo dialogo con tutte le sue altre complesse attività. Le funzioni cognitive complesse sono in ogni momento il risultato di questa interazione. La nostra coscienza è modulare.
Darwinismo neurale e Topobiologia
Edelman acquisisce due impostazioni metodologiche che confermerà nei suoi studi sul cervello: l’importanza della selezione naturale (e della variazione individuale) nel plasmare i sistemi biologici; e l’importanza delle interazioni spaziali fra le cellule nel determinare la forma finale di un organismo.
Se il cervello funziona attraverso la formazione di gruppi neuronali che competono e si adattano in relazione agli stimoli ambientali, allora anche le funzioni cognitive superiori emergono da questi meccanismi biologici di variazione e selezione, che determinano quali sinapsi vengano rafforzate o eliminate.
Ciò che rende unico ogni cervello è un incessante processo di selezione. Per comprendere la complessità del cervello, più che la cibernetica o le analogie con il computer, è utile applicare i principi fondamentali dell’evoluzione di Darwin. Il darwinismo neurale è una Teoria della Selezione dei Gruppi Neurali. La plasticità del cervello è anche la garanzia dell’unicità di ognuno di noi, che è scolpita dalla nostra personale e irripetibile storia di esperienze. La memoria non è computazionale, non è un immaganizzamento di dati, ma è dinamica, creativa e imperfetta: ogni atto di ricordo è un atto di ri-creazione. Il cervello non è un orologio, un meccanismo di precisione costruito per eseguire un compito predeterminato con parti intercambiabili, ma è piuttosto una giungla: un ecosistema dinamico, competitivo e auto-organizzato che cresce e si adatta secondo le leggi della selezione.
La genetica va altresì unita alla morfologia. Ci sono dei meccanismi molecolari che guidano lo sviluppo embrionale. Molecole di adesione e matrice extracellulare giocano un ruolo determinante nel configurare embriogenesi e funzionalità degli organi. L’epigenetica è un correlato necessario della genetica. I geni forniscono il materiale, ma l’epigenesi è il processo secondo il quale da quel materiale emerge progressivamente la forma. Quest’attività è mediata da molecole morforegolatrici, che agiscono governando i meccanismi di adesione cellulare. La posizione di una cellula determina il suo destino ed il suo contributo alla forma finale; ma questa posizione è il risultato di un continuo dinamico feedback. Sono queste interazioni che guidano i processi primari: divisione, movimento, morte. La forma non è un progetto predeterminato, ma emerge dalla somma di azioni locali e coordinate.
Biologia della coscienza
È possibile, secondo Edelman, distinguere due tipi di coscienza. C’è una coscienza primaria, quella propriamente percettiva, una sorta di luce accesa in una stanza buia. La coscienza primaria è “l’essere consapevoli delle cose del mondo, l’avere immagini mentali nel presente”. Già in questa sua attività, la coscienza è fondamentalmente ricorsiva: c’è un meccanismo di rientro, una segnalazione continua che collega diverse zone del cervello ma anche diversi momenti di una percezione. Noi viviamo in un presente ricordato.
C’è poi altresì una coscienza di ordine superiore, che illumina quella luce stessa, in una sorta di essere coscienti di essere coscienti. Questa coscienza consente la nascita di un Sè narrante: il sè può ora narrare la propria storia, riflettere sui propri pensieri e sentimenti, e pianificare il futuro in modo esplicito. E’ propriamente umana la capacità semantica del linguaggio e la consapevolezza di passato e futuro.
Reintegrando la mente nella natura, la biologia della coscienza non sminuisce l’esperienza umana, ma al contrario ne svela la straordinaria e profonda complessità. Non siamo macchine logiche né spiriti disincarnati. Siamo il prodotto di una storia evolutiva e di una storia individuale irripetibili, in cui la variabilità non è un errore da eliminare, ma la fonte stessa della nostra unicità.
L’antico problema del dualismo mente-corpo è semplicemente mal posto. La mente è per sua natura embodied: è la materia grigia che genera la ricchezza del mondo mentale. La mente non è un fenomeno trascendente, ma neppure può essere compresa dal punto di vista del riduzionismo fisico. Le leggi della fisica sono insufficienti, anche quelle della fisica quantistica: occorre una teoria biologica per spiegare l’emergere della coscienza. La risposta non risiede in proprietà fisiche insolite, ma nell’organizzazione e nella storia, concetti centrali per la biologia. La coscienza non è una sostanza, ma un processo, un’emergenza funzionale che scaturisce dall’interazione dinamica di miliardi di cellule in una struttura materiale di straordinaria complessità.
Più grande del cielo
La coscienza è un dono fenomenico straordinario frutto dell’evoluzione. La mente emerge dal cervello. Il cervello non funziona affatto come un computer con circuiti predefiniti; assomiglia molto di più a un ecosistema, come una giungla, in continua evoluzione, modellato sia dalla genetica che dalla storia unica di ogni individuo.
È come se la genetica fornisse le regole per costruire una foresta (il tipo di alberi, la densità, il clima), ma la posizione esatta di ogni singolo albero e la forma di ogni ramo sono uniche e irripetibili. La conclusione ricorda il leibniziano principio di identità degli indiscernibili: non esistono due cervelli identici.
Ogni esperienza, ogni stimolo e ogni azione rafforza alcune connessioni sinaptiche e ne indebolisce altre. I percorsi neuronali che vengono attivati di frequente diventano più rapidi ed efficienti, mentre quelli che rimangono inutilizzati possono scomparire.
Ciò che permette di legare insieme le informazioni provenienti dai diversi sensi in un unico oggetto percettivo coerente, è il rientro. Il rientro è un processo di segnalazione continuo, massiccio, parallelo e reciproco tra mappe cerebrali separate. Non è una semplice comunicazione a senso unico, ma un dialogo incessante e riverberante tra gruppi di neuroni, creando così la scena unitaria della nostra esperienza cosciente.
“La coscienza non è una cosa in un punto del cervello, ma un processo dinamico che emerge dalla conversazione integrata tra milioni di neuroni, modellata dalla nostra storia unica di sviluppo ed esperienza.”
C’è un divario che va assolutamente colmato tra scienze naturali e discipline umanistiche. Ciò può avvenire nella fenomenologia della coscienza come processo. Per molto tempo, la scienza ha faticato a studiare la coscienza. Il problema era semplice ma apparentemente insormontabile: si pensava che il metodo scientifico dovesse eliminare tutto ciò che è soggettivo e personale per essere oggettivo e affidabile. La nostra esperienza interiore, i nostri pensieri e le nostre emozioni sembravano quindi fuori dalla portata della ricerca. Invece la coscienza può essere spiegata scientificamente, proprio come il risultato di un’attività complessa e dinamica.
È la biologia del cervello, insieme con la nostra memoria e la nostra immaginazione, che dà luogo alla nostra seconda natura. La seconda natura è il ponte che unisce la biologia alla biografia. Nasce dalla nostra prima natura – i neuroni, la chimica, le leggi della fisica – ma fiorisce in un universo di coscienza, creatività e significato che trascende le sue origini materiali. La nostra capacità di apprezzare un’opera d’arte, di avere valori morali e di fare scoperte scientifiche sono tutte manifestazioni di questo straordinario processo cerebrale. Questo meraviglioso dono fenomenico è la nostra coscienza.
