Scienza e identità Il ricercatore americano colloca l'origine della consapevolezza nella «regione talamocorticale». E si confronta con il darwinismo
Corriere della Sera 11.3.08
Scienza e identità Il ricercatore americano colloca l'origine della consapevolezza nella «regione talamocorticale». E si confronta con il darwinismo
Ecco dove si trova la coscienza
La tesi di Christof Koch: l'«idea del sé» è in un'area precisa del cervello
di Sandro Modeo
Siamo sulla terrazza panoramica di una casa o di un albergo di montagna, in una giornata di sole pieno. Chiudiamo gli occhi per un attimo, inspirando l'aria. In questo momento di sospensione, «là fuori» non c'è altro che una distesa sterminata di materia, organica e inorganica; un brulichio di atomi o molecole, senza particolari attributi. Poi riapriamo gli occhi, attivando un intricato processo dialettico tra la mente e il mondo: la nostra retina viene investita da dieci milioni di bit di informazione visiva al secondo, graduata in diverse lunghezze d'onda; i fotorecettori (50 tipi di cellule differenti, tra cui 100 milioni di bastoncelli, sensibili alla luce fioca, e 5 milioni di coni, sensibili alla luce intensa) ne scartano la maggior parte e ne trasmettono una quantità selezionata (trasformando segnale ottico in elettrico) a precise aree cerebrali, a partire dalla corteccia visiva primaria o V1, adibita alla «topografia» di un'immagine; e ogni area codifica una componente specifica della visione (l'orientamento dello spazio, il rapporto sfondo/primo piano, la forma degli oggetti, il colore, il movimento), coordinando e collegando la propria elaborazione con quella delle altre aree. Alla fine del processo — che avviene in un tempo rapidissimo, anche se non inferiore al quarto di secondo — vediamo aprirsi davanti a noi una «scena integrata » ad alta definizione: per esempio delle creste montuose su un cielo terso, una porzione di lago e una fuga di boschi e di case in lontananza.
Nella Ricerca della coscienza (appena uscito da Utet) il biologo Christof Koch elegge l'orchestrazione della consapevolezza visiva — di cui è non a caso uno dei maggiori studiosi sperimentali, insieme con il suo compianto maestro e mentore Francis Crick — come uno degli esempi più convincenti per capire come il cervello produca «significato» dalle sollecitazioni dell'ambiente. Da un lato, lo studio dei danni selettivi in certi pazienti evidenzia infatti l'alta specificità di certe aree: la paziente L.M. — con una lesione all'area collegata alla cognizione del movimento — non riesce a versare il tè o il caffè (che vede come «congelati» in un ghiacciaio) o ad attraversare la strada (una macchina a cento metri si materializza di colpo a pochi passi, come in due inquadrature fisse senza legame) e i pazienti affetti dalla sindrome di Balint — colpiti nelle aree responsabili dell'organizzazione dello spazio — vedono ogni oggetto isolato nel cono d'attenzione, senz'alcun contesto in cui collocarlo. Dall'altro lato, l'incidenza della plasticità cerebrale (il fatto che senza V1 sia impossibile vedere, ma che V1 da sola non basti) dimostra come ogni struttura fisiologica sia condizione necessaria ma non sufficiente per l'articolazione di una funzione psicologica complessa.
Proprio la plasticità diventa un fattore decisivo quando Koch espande la sua indagine dalla coscienza visiva alla coscienza
tout court, cioè a quella musica insieme inconfondibile ed elusiva estesa ben al di là dello stesso fatto visivo (come dimostra la coscienza nei ciechi nati) e così sfuggente da avere alimentato un estenuante dibattito tra filosofi, che ne hanno graduato il termine di volta in volta in «vigilanza», «consapevolezza» o «idea del sé». Una volta stabilito per convenzione che la coscienza è il prodursi di una percezione o di un insieme di percezioni «consapevoli» — e, in quanto tali, già capaci di disegnare l'identità del soggetto —, la prospettiva di Koch viene spesso contrapposta a quella di un altro eminente neuroscienziato, Gerald Edelman. La prima, infatti, privilegia il dettaglio: nella fattispecie, la ricerca dei minimi «correlati neurali della coscienza», cioè del più piccolo insieme di strutture cerebrali e di eventi biochimici utili a produrre uno stato cosciente, e lo identifica in una geografia composta da corteccia, talamo e gangli della base. La seconda, invece, è una teoria «globale» in cui la coscienza è il prodotto di un incessante dialogo tra molte aree cerebrali, e in cui il cervello opera secondo criteri di «selezione» in senso darwiniano.
Eppure — come osserva Silvio Ferraresi nella Nota introduttiva al libro di Koch — a uno sguardo attento le due prospettive possono convergere, così da mostrarci insieme «gli alberi e la foresta ». Quando Koch — in una pagina molto intensa — descrive la propria reazione emotiva davanti al figlio adolescente che gli parla e gli sorride, elenca le strutture specifiche coinvolte nella reazione (certe aree corticali per la decifrazione dei volti e della mimica facciale, la corteccia uditiva e le regioni linguistiche per la codifica della voce e del senso delle parole, e così via), ma poi riconduce l'unità della scena all'«integrazione delle regioni disseminate nel cervello»: non è un'apertura esemplare alla prospettiva «globale» di Edelman? A rovescio, Edelman collega il processo della coscienza, come detto, a una «diffusa sincronizzazione» tra diverse aree cerebrali, ma individua il «nucleo dinamico » di tale sincronizzazione nell'attività del sistema talamocorticale: non è una parziale reintroduzione delle proprietà specifiche di certe strutture? Oltretutto, il «nucleo dinamico» di Edelman coincide in sostanza proprio con la «geografia » minima individuata da Koch.
Comunque sia, l'insieme delle qualità con cui Koch delinea la coscienza nel corso della sua ricerca, potrebbe essere condiviso da tutti i neuroscienziati. Sfuggente se non ambigua sul piano psicologico (perché non necessariamente legata all'«attenzione» né, all'opposto, alle capacità della memoria inconscia, come la guida), in larga misura imperfetta (come dimostra la messa a fuoco di tante percezioni sensoriali, sottoposte a compensazioni e aggiustamenti), sottilmente asincrona, in quanto infittita di microsdruciture temporali (in una stessa scena, la percezione del mutamento di un colore può precedere quella del mutamento di un movimento di 75 millisecondi) e discontinua (perché scandita da impercettibili stacchi che la spezzettano in microistantanee, legate in un
continuum illusorio), la coscienza è insieme tenace e fragile, coesa e intimamente precaria. Per accorgersene non è necessario verificarlo nelle neuropatologie o nei disturbi degenerativi: è sufficiente osservarla attraverso libri come quello di Koch, cioè scontornandola da quelle silenziose proprietà rassicuranti che lei stessa ci fornisce.
(MIKE QUON / CORBIS)
Scienza e identità Il ricercatore americano colloca l'origine della consapevolezza nella «regione talamocorticale». E si confronta con il darwinismo
Ecco dove si trova la coscienza
La tesi di Christof Koch: l'«idea del sé» è in un'area precisa del cervello
di Sandro Modeo
Siamo sulla terrazza panoramica di una casa o di un albergo di montagna, in una giornata di sole pieno. Chiudiamo gli occhi per un attimo, inspirando l'aria. In questo momento di sospensione, «là fuori» non c'è altro che una distesa sterminata di materia, organica e inorganica; un brulichio di atomi o molecole, senza particolari attributi. Poi riapriamo gli occhi, attivando un intricato processo dialettico tra la mente e il mondo: la nostra retina viene investita da dieci milioni di bit di informazione visiva al secondo, graduata in diverse lunghezze d'onda; i fotorecettori (50 tipi di cellule differenti, tra cui 100 milioni di bastoncelli, sensibili alla luce fioca, e 5 milioni di coni, sensibili alla luce intensa) ne scartano la maggior parte e ne trasmettono una quantità selezionata (trasformando segnale ottico in elettrico) a precise aree cerebrali, a partire dalla corteccia visiva primaria o V1, adibita alla «topografia» di un'immagine; e ogni area codifica una componente specifica della visione (l'orientamento dello spazio, il rapporto sfondo/primo piano, la forma degli oggetti, il colore, il movimento), coordinando e collegando la propria elaborazione con quella delle altre aree. Alla fine del processo — che avviene in un tempo rapidissimo, anche se non inferiore al quarto di secondo — vediamo aprirsi davanti a noi una «scena integrata » ad alta definizione: per esempio delle creste montuose su un cielo terso, una porzione di lago e una fuga di boschi e di case in lontananza.
Nella Ricerca della coscienza (appena uscito da Utet) il biologo Christof Koch elegge l'orchestrazione della consapevolezza visiva — di cui è non a caso uno dei maggiori studiosi sperimentali, insieme con il suo compianto maestro e mentore Francis Crick — come uno degli esempi più convincenti per capire come il cervello produca «significato» dalle sollecitazioni dell'ambiente. Da un lato, lo studio dei danni selettivi in certi pazienti evidenzia infatti l'alta specificità di certe aree: la paziente L.M. — con una lesione all'area collegata alla cognizione del movimento — non riesce a versare il tè o il caffè (che vede come «congelati» in un ghiacciaio) o ad attraversare la strada (una macchina a cento metri si materializza di colpo a pochi passi, come in due inquadrature fisse senza legame) e i pazienti affetti dalla sindrome di Balint — colpiti nelle aree responsabili dell'organizzazione dello spazio — vedono ogni oggetto isolato nel cono d'attenzione, senz'alcun contesto in cui collocarlo. Dall'altro lato, l'incidenza della plasticità cerebrale (il fatto che senza V1 sia impossibile vedere, ma che V1 da sola non basti) dimostra come ogni struttura fisiologica sia condizione necessaria ma non sufficiente per l'articolazione di una funzione psicologica complessa.
Proprio la plasticità diventa un fattore decisivo quando Koch espande la sua indagine dalla coscienza visiva alla coscienza
tout court, cioè a quella musica insieme inconfondibile ed elusiva estesa ben al di là dello stesso fatto visivo (come dimostra la coscienza nei ciechi nati) e così sfuggente da avere alimentato un estenuante dibattito tra filosofi, che ne hanno graduato il termine di volta in volta in «vigilanza», «consapevolezza» o «idea del sé». Una volta stabilito per convenzione che la coscienza è il prodursi di una percezione o di un insieme di percezioni «consapevoli» — e, in quanto tali, già capaci di disegnare l'identità del soggetto —, la prospettiva di Koch viene spesso contrapposta a quella di un altro eminente neuroscienziato, Gerald Edelman. La prima, infatti, privilegia il dettaglio: nella fattispecie, la ricerca dei minimi «correlati neurali della coscienza», cioè del più piccolo insieme di strutture cerebrali e di eventi biochimici utili a produrre uno stato cosciente, e lo identifica in una geografia composta da corteccia, talamo e gangli della base. La seconda, invece, è una teoria «globale» in cui la coscienza è il prodotto di un incessante dialogo tra molte aree cerebrali, e in cui il cervello opera secondo criteri di «selezione» in senso darwiniano.
Eppure — come osserva Silvio Ferraresi nella Nota introduttiva al libro di Koch — a uno sguardo attento le due prospettive possono convergere, così da mostrarci insieme «gli alberi e la foresta ». Quando Koch — in una pagina molto intensa — descrive la propria reazione emotiva davanti al figlio adolescente che gli parla e gli sorride, elenca le strutture specifiche coinvolte nella reazione (certe aree corticali per la decifrazione dei volti e della mimica facciale, la corteccia uditiva e le regioni linguistiche per la codifica della voce e del senso delle parole, e così via), ma poi riconduce l'unità della scena all'«integrazione delle regioni disseminate nel cervello»: non è un'apertura esemplare alla prospettiva «globale» di Edelman? A rovescio, Edelman collega il processo della coscienza, come detto, a una «diffusa sincronizzazione» tra diverse aree cerebrali, ma individua il «nucleo dinamico » di tale sincronizzazione nell'attività del sistema talamocorticale: non è una parziale reintroduzione delle proprietà specifiche di certe strutture? Oltretutto, il «nucleo dinamico» di Edelman coincide in sostanza proprio con la «geografia » minima individuata da Koch.
Comunque sia, l'insieme delle qualità con cui Koch delinea la coscienza nel corso della sua ricerca, potrebbe essere condiviso da tutti i neuroscienziati. Sfuggente se non ambigua sul piano psicologico (perché non necessariamente legata all'«attenzione» né, all'opposto, alle capacità della memoria inconscia, come la guida), in larga misura imperfetta (come dimostra la messa a fuoco di tante percezioni sensoriali, sottoposte a compensazioni e aggiustamenti), sottilmente asincrona, in quanto infittita di microsdruciture temporali (in una stessa scena, la percezione del mutamento di un colore può precedere quella del mutamento di un movimento di 75 millisecondi) e discontinua (perché scandita da impercettibili stacchi che la spezzettano in microistantanee, legate in un
continuum illusorio), la coscienza è insieme tenace e fragile, coesa e intimamente precaria. Per accorgersene non è necessario verificarlo nelle neuropatologie o nei disturbi degenerativi: è sufficiente osservarla attraverso libri come quello di Koch, cioè scontornandola da quelle silenziose proprietà rassicuranti che lei stessa ci fornisce.
(MIKE QUON / CORBIS)
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