Evoluzionismo dell’Individuo tra Corpo e Cervello

Introduzione

Indubbiamente la mente si basa sul cervello quanto alla sua possibilità di esistenza e di sviluppo e, d’altra parte, l’individuo umano nasce e cresce nell’interazione con gruppi umani. La mente cioè 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 è 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, la nostra, che si dispersero migliaia di anni fa nelle varie zone del pianeta dando origine ai diversi gruppi etnici e alle loro diverse culture, avevano un cervello geneticamente predisposto come quello degli uomini di oggi, giacché 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 già premio Nobel per l’immunologia passato a condurre ricerche neurologiche dirigendo l’Istituto di Neuroscienze di San Diego (USA), inaugura una complessa teorizzazione, fondata empiricamente, sull’evoluzionismo cerebrale a livello ontogenetico, la quale prosegue e sempre più ottiene dalle ricerche conferme anche da parte di altri gruppi di ricerca neurologica.

Scrive Edelman nella Prefazione al suo libro Darwinismo Neuronale: “La teoria che intendo proporre è 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. In questa teoria il pensiero popolazionistico, principio teorico centrale di tutta la biologia, viene applicato al cervello visto nell’arco della sua esistenza. La teoria stessa sostiene che, se desideriamo comprendere adeguatamente le funzioni cerebrali superiori dobbiamo prima analizzare quei fattori di sviluppo che influiscono sull’evoluzione e da cui scaturiscono la variazione nella struttura e nella funzione del cervello. Infatti ritengo che il principio all’origine del comportamento sia la selezione di nuove popolazioni neuronali diverse per funzionalità, originate proprio da questa variazione durante lo sviluppo dell’individuo” (Edelman G.M. 1987, p. XVI).

Una selezione applicata al cervello

Edelman applica al cervello i principi selettivi su cui si basa l’evoluzione: possibilità di variabilità presenti nella popolazione, il rapporto non preprogrammato con l’ambiente in cui la popolazione vive, possibilità di amplificazione differenziale delle forme di risposta all’ambiente. Vengono decisamente confutate le tesi istruzionistiche secondo le quali il cervello possiederebbe aprioristicamente dei codici con cui categorizzare il mondo, e viceversa vengono studiati e ricercati i meccanismi specifici con cui il cervello si adatta selettivamente all’ambiente. Questi meccanismi specifici sono individuati in tre grossi capitoli: la selezione durante lo sviluppo embrionale, la selezione durante l’esperienza, la segnalazione rientrante. Nell’insieme si compone “la teoria dei gruppi neuronali”, che si basa appunto sui meccanismi morfologici e funzionali con cui il cervello passa dai geni alla forma e alle funzioni e quindi mantiene l’adattamento selettivo.

Repertori primari e gruppi neuronali

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 modalità cooperative. Gruppi neuronali diversi hanno connessioni morfologiche e funzionali diverse, talché 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, che sono infatti simili anche fra individui, ma non controlla specificamente la morfogenesi e l’organizzazione dei circuiti nervosi, che si sviluppano attraverso regolazioni morfologiche e molecolari (neurotrasmettitori) che posseggono possibilità di variabilità in rapporto alle condizioni contestuali momentanee in cui avvengono. Cosicché persino nei gemelli omozigoti il sistema nervoso risulta alla nascita non identico.

Repertori secondari e mappe neuronali

Formatisi i repertori primari, alla nascita inizia la fase esperienziale del mondo. La selezione dei gruppi neuronali già avvenuta implica che gli stimoli provenienti dal mondo esperienziale interessino più alcuni gruppi neuronali che non altri, i più predisposti a rispondere a determinati stimoli. La selezione, ovvero il progressivo ulteriore differenziarsi attraverso modalità di amplificazione, avviene attraverso il processo di plasticità sinaptica a livello della popolazione delle sinapsi, delle quali alcune si rinforzano mentre altre si indeboliscono. Attraverso questo modificarsi e 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 a rispondere a particolari input esterni; mappe neuronali diverse rispondono a percezioni sensoriali diverse o a modalità particolari delle medesime percezioni; per esempio la percezione visiva interessa molte mappe neuronali, ciascuna delle quali tendenzialmente risponde a specifiche sottomodalità di percezione visiva.

Il rientro e la coordinazione delle aree cerebrali

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 proprietà 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 sia è suddivisa in molte aree e sottoaree funzionalmente segregate, ciascuna delle quali è specializzata a ricevere input diversi (che daranno luogo a registrazioni percettive delle diverse caratteristiche degli oggetti: forma, profondità, colore, movimento, ecc.), sia è interconnessa con altre aree e capace di ricevere anche input di attributi diversi da quelli della propria specializzazione. La funzione di rientro comprende la trasmissione di input fra aree diverse in tempo reale, contemporaneamente alla ricezione di input da parte di ciascuna area. In questo modo la categorizzazione percettiva di ogni input è correlata a categorizzazioni percettive di altri input in una sequenza temporale continua di categorizzazioni percettive e di rientri fra gruppi neuronali, talché si possa formare la rappresentazione spazio-temporale degli oggetti.

Memoria, sistemi di valore e coscienza

In questo contesto la memoria è 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 e raffrontate in tempi diversi, risiede anche, secondo Edelman, la funzione di far emergere funzioni associative costruttive di nuove immagini, e cioè la funzione immaginativa. Nel libro Il presente ricordato (Edelman G.M. 1989) l’autore si propone di formulare una teoria neurologica della coscienza basata sulla teoria dei gruppi neuronali.

A livello delle parti più antiche del cervello sono individuati quelli che vengono chiamati sistemi di valore, che consistono in gruppi neuronali capaci di emettere segnali enterocettivi sulla base di stimoli appetitivi, edonici e di difesa specie-specifici, selezionatisi filogeneticamente e geneticamente determinati. 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 plasticità sinaptica. Attraverso questo processo di raffronto esperienziale fra sistema innato di valori ed eventi si vengono a creare sistemi di valore acquisiti, risultanti da classi di rappresentazioni di eventi esperienziali correlati ai sistemi di valore innati.

Edelman avanza un modello neurologicamente fondato delle condizioni sufficienti all’apparire della coscienza “primaria”. Precondizioni alla base della coscienza sono: l’evoluzione di interazioni rientranti fra sistemi di formazione dei concetti (formatisi a loro volta dalla connessione di sistemi percettivi e immaginativi) e i sistemi di valori; una particolare evoluzione della memoria di ricategorizzazione che metta “in correlazione le interazioni continue fra segnali esterocettivi categorizzati e segnali enterocettivi che riflettono bisogni omeostatici”; come terza componente di “importanza critica”, un sistema di speciali circuiti di segnalazione rientrante fra la memoria che media valori e categorizzazioni avvenute e le mappature esterocettive che continuamente categorizzano gli input prima che questi possano entrare nella memoria. Dice qui 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. In altri termini, la coscienza è un risultato di una memoria ricorsivamente comparativa in cui precedenti categorizzazioni di sé e di non sé vengono riferite continuamente a categorizzazioni percettive in corso e alla loro successione a breve termine, prima che tali categorizzazioni siano diventate parti di tale memoria” (Edelman G.M. 1989, pp. 191-92). Si può dire che questa coscienza primaria sorge come presente continuamente un’immagine dell’immagine, o come metaforizza Edelman come un presente continuamente ricordato.

Domande frequenti

Che cosa intende Edelman per evoluzionismo del cervello?

Edelman applica al cervello, a livello ontogenetico, gli stessi principi selettivi dell’evoluzione: variabilità nella popolazione neuronale, rapporto non preprogrammato con l’ambiente e amplificazione differenziale delle risposte. Il cervello non possiede codici dati a priori, ma si adatta selettivamente all’ambiente durante lo sviluppo e l’esperienza.

Cosa sono i gruppi neuronali e i repertori primari e secondari?

I gruppi neuronali sono insiemi di neuroni molto interconnessi che rispondono in modo cooperativo a segnali correlati. I repertori primari si formano durante lo sviluppo epigenetico; i repertori secondari si costituiscono dopo la nascita, attraverso la plasticità sinaptica, dando luogo a mappe neuronali selezionate a rispondere a input specifici.

Che ruolo ha la segnalazione rientrante?

Il rientro è la segnalazione parallela, bidirezionale e ricorsiva tra gruppi neuronali tramite connessioni anatomiche organizzate. Permette al cervello di coordinare e integrare aree funzionalmente segregate, correlando in tempo reale le categorizzazioni percettive e rendendo possibile la rappresentazione spazio-temporale degli oggetti.

Come spiega Edelman la coscienza primaria?

La coscienza primaria emerge dall’interazione rientrante fra una memoria speciale, ricca di componenti concettuali, e un flusso continuo di categorizzazioni percettive. È una memoria ricorsivamente comparativa che riferisce categorizzazioni di sé e di non sé alle percezioni in corso: un “presente continuamente ricordato”.