La Mela nel Parenchima

Il limite ardito delle teorie odierne

Recentemente ho letto un bellissimo articolo di Michael S. Turner, “L’universo” (Turner 2009 [3]), un sunto ben organizzato delle maggiori teorie relative alla formazione dell’universo come oggi lo conosciamo con l’aggiunta di qualche flebile teoria su quello che sara’. La fisica, soprattutto quella piu’ ardita delle spiegazioni astrofisiche, non ha forse molto a che vedere con le neuroscienze, tuttavia tra le righe di questo articolo ho trovato concetti comuni che spesso sia la cosmologia che le neuroscienze sembrano dimenticare.

Nella cosmologia, o nella fisica astrale, si e’ oramai propensi da anni a formulare le piu’ disparate teorie o ad adattare modelli conosciuti e conoscibili sul mondo ad eventi distanti, tutto nel tentativo di trovare un modello piu’ o meno onnicomprensivo che possa regalarci la comprensione di tutti i fenomeni. Nelle neuroscienze proviamo poi allo stesso modo di trovare una risposta ad eventi che tendono a rimanere incomprensibili, anche ormai con il passare di molti anni. Forse il paragone tra le due discipline e’ azzardato, ma forse no.

Cio’ che non possiamo conoscere

Naturalmente non voglio qui riferirmi a valide riflessioni letterarie che paragonano il cervello o la mente ad un universo, bensi’ voglio accostarmi al principio di base per il quale non tutte le cose possano considerarsi conoscibili, e che accomuna tutte le scienze. Nel campo della cosmologia ce ne sono moltissimi di punti interrogativi irrisolti, ma se ci si affidasse ancora piu’ a tale principio, la risultante sarebbe un punto interrogativo ancor piu’ grande: si suppone che i componenti plausibili della materia oscura (materia quasi del tutto non conosciuta ma di cui se ne suppone l’esistenza con elevata probabilita’) possano essere quelli che oggi denominiamo neutralini e assioni, e ad oggi ci basiamo sulla loro presunta esistenza e sulla loro presunta funzione per spiegare cio’ che con i nostri attuali modelli resta inspiegabile.

Tuttavia se riprendessimo il principio che determina che ogni cosa non possa essere conosciuta nella sua reale o presunta completezza, allora non solo i candidati ai fenomeni inspiegabili si farebbero di numero maggiore, ma le cose tutte forse si farebbero fin troppo complesse (piu’ di quello che sono oggi). Facciamo comunque un passo indietro. Se prendo una mela dal cesto della frutta, la poso su di un tavolo e la osservo, osservero’ una mela su di un tavolo. Ma questa sara’ la mia realta’, sara’ la realta’ prodotta dall’elaborazione delle informazioni sensoriali e conoscitive che giungono alla mia corteccia e che vengono poi rappresentate in un tutto chiamato mente. Ma se alle varie informazioni sensoriali e conoscitive che mi giungono osservando la mela sul tavolo, io avessi l’opportunita’ di aggiungerne delle altre?

La dimensione k della mela

La mela, per come la conosciamo noi, ha tre dimensioni, ovvero x, y e z, e tante altre caratteristiche distintive che non stiamo qui a dire; il fatto che la mela abbia un’altezza, una lunghezza ed una profondita’, tuttavia, non dipende molto dalla mela, bensi’ dipende dalla nostra disposizione ad osservarla, manipolarla e concepirla come tale, perche’ qualora noi esseri umani possedessimo la capacita’ di osservare, manipolare e concepire la dimensione k delle cose, la stessa mela, probabilmente, possiederebbe anche tale caratteristica per noi. Ma assodato il fatto che la mela potrebbe avere questa k dimensione, come facciamo a sapere se la k dimensione esiste o meno? Non possiamo. Di certo non oggi per lo meno. Quindi la conclusione e’ quella di considerare la mela quale elemento caratterizzato da 3 dimensioni, ma anche come elemento in grado di possedere dimensioni tendenti all’infinito, le quali non sono osservabili e quindi, non essendo osservabili da noi, presumibilmente ignorabili. Il medico che opera il paziente non dovra’ di certo chiedersi se tra i polmoni esistono n dimensioni contenenti n organi da noi inconcepibili. Quindi, facendo nuovamente un passo in avanti, il cosmologo che si adopera allo studio dell’universo potra’ creare modelli comprensivi solo di quello che riesce a concepire, essendone tuttavia consapevole. Nel caso della cosmologia, ipotizzare qualcosa di totalmente differente alla natura delle cose come noi la conosciamo, sembra riuscire in modo piu’ disinvolto rispetto alle altre scienze (basti pensare alla teoria delle increspature del brodo di quark, teoria del multiverso e anche agli, oramai alla mano, orizzonti degli eventi).

Ma per l’appunto nelle neuroscienze, tutto questo, come c’entra? Come possiamo sfruttare l’idea che le cose possano avere n dimensioni, se poi ne possiamo conoscere solo 3, e soprattutto come utilizzare tale concezione “aperta” della natura, senza sfociare nel dogmatismo? Se ci risediamo ancora davanti alla nostra mela, osservandola, quello che a grandi linee accade e’ che le onde di luce a contatto con le nostre cellule retiniche provocano l’invio del messaggio attraverso il nervo ottico e, a seguito della divisione in due distinte vie visive, il segnale giunge nella corteccia VI e VII nella scissura calcarina, dove diverse cellule elaborano diversi aspetti visivi del segnale (Kandel 2007 [1]). Da tutto cio’ quello che ne ricaviamo e’ una via neuronale che attraversa l’encefalo trasmettendo segnali elettro-chimici dalla retina alle aree cerebrali adibite. Studiando a fondo tale via e’ possibile osservare le peculiarita’ non solo anatomiche ma anche cellulari che permettono una distinzione dei vari segnali informativi inviati (colore, forma e movimento) e quindi il collage olistico che ne permette il ricomponimento. Fin qui va tutto bene, siamo anzi in grado di approfondire il lavoro e di interessarci anche delle differenze intracellulari e quindi delle varie componenti e delle meccaniche.

I problemi nascono qualora volessimo mettere in relazione il funzionamento anatomico/elettrochimico/cellulare con il risultato esperito della mela. L’annosa questione della scienza cerebrale e’ come e in quale misura porre in relazione l’attivita’ cerebrale (non tanto della singola cellula quanto piu’ di uno schema) con l’immagine vivida della mela sul tavolo, pronta ad essere mangiata o, qualora non ci piacesse, riposta. Alcuni hanno posto la soluzione nei termini di organicismo di nuova scuola, in cui ogni schema neurale spiegherebbe il risultato osservato e quindi la mela che noi conosciamo non sarebbe altro che una plurima scarica elettrica, in un determinato luogo e in un determinato momento, come si trattasse di una proiezione luminosa su di una parete liscia, e null’altro che una conseguenza delle scariche elettro-chimiche stesse. Di contro c’e’ invece chi vede l’attivita’ encefalica come del tutto inspiegabile le funzioni elevate della mente umana e anzi osservano in essa parti o funzioni che non sarebbero individuabili con le indagini odierne. Naturalmente nessuno riesce a proporre un modello soddisfacente della questione, pur portando evidenze piu’ o meno valide a proprio favore. La soluzione quindi sembra ben lontana, soprattutto qualora poi si pensasse non solo alla mela (esempio fin troppo banale ovviamente) ma soprattutto alla coscienza, la quale complica le cose essendo ritenuta non solo come la risultante della vista della mela, ma anche di tutte le sue altre implicazioni sensoriali e, soprattutto, l’insieme di reazioni, ricordi, emozioni e, forse in particolar modo, l’attenzione stessa che le rivolgiamo.

Un salto immaginativo per le neuroscienze

Quindi riassumendo parrebbe che ad oggi quello che possiamo fare, e non in ogni caso con ottimi risultati, e’ l’analisi dei processi relativi all’attivazione sensoriale o cognitiva in genere e porla in presunta associazione con cio’ che possiamo direttamente esperire. Tuttavia, prima di riporre la mela nella cesta della frutta, dovremmo ricordarci della sua k dimensione; dovremmo ricordarci che oltre quello che possiamo direttamente esperire e quello che possiamo direttamente studiare (degli atomi non abbiamo esperienza eppure possiamo studiarli) c’e’ presumibilmente un’infinita’ di ulteriori processi, dimensioni e infinita n-materia la quale potrebbe essere la chiave della spiegazione. Per fare un esempio, per spiegare un’infinita’ di processi, cause ed effetti, ci riferiamo al fenomeno della gravita’: questo e’ un fenomeno di cui ormai abbiamo certezza eppure non possiamo averne esperienza fisica, ne’ puo’ essere osservato attraverso micro o telescopi, tuttavia e’ possibile studiarlo tramite i suoi effetti ed eventuali cause. Quindi la gravita’ e’ un qualcosa del tutto all’infuori dei nostri canoni fisici eppure ne abbiamo accettato, a livello scientifico, l’esistenza e il suo ruolo funzionale. Ora estendendo lo stesso principio che ci ha condotti ad ipotizzare e dimostrare la gravita’, potremmo riferirci nella stessa maniera a quella ipotetica k dimensione che caratterizza la mela e se quindi potremmo riferirci a tale dimensione della mela potremmo riferirci a tale k dimensione anche delle nostre cellule e processi cerebrali. Ora, come e’ stato ipotizzato nella cosmologia che non tutte le interazioni dell’energia oscura, materia oscura o altro, con la materia che noi siamo in grado di conoscere, debba in ogni caso essere osservabile e comprensibile, nello stesso modo potremmo supporre che il funzionamento elettrochimico delle cellule cerebrali sia un aspetto da noi studiabile e che possa essere in relazione con n effetti/cause/processi da noi assolutamente non indagabili ma che potrebbero spiegare il risultato ultimo dell’immagine della mela posta sul tavolo.

La mela determinata a nostra insaputa dalla k dimensione sarebbe quindi, nelle sue caratteristiche “fisiche”, spiegabile per intero con l’inclusione di quest’ulteriore dimensione, a noi sensorialmente non decifrabile, proprio come diviene spiegabile l’universo attraverso l’inclusione teorica di elementi come la materia oscura. Il parallelismo di queste due discipline (cosmologia e neuroscienze) viene a porsi, in questo contesto, a nostro favore in quanto permette l’osservazione di come l’accettazione dell’esistenza di processi ed elementi non esperibili a noi sensorialmente, possa dimostrarsi come fondamentale al fine esplicativo di una teoria o di un modello. La soluzione del punto interrogativo che si pone tra la trasduzione del segnale sensoriale riferibile come “mela” e l’elaborazione mentale in tutte le sue implicazioni dell’oggetto cognitivo della mela posta sul tavolo, potrebbe giungere a seguito dell’inclusione, quanto meno, della possibile esistenza di processi, sensorialmente da noi non conoscibili.

L’ormai nota k dimensione della mela, la quale potrebbe porre la concezione del frutto in perfetto equilibrio con tutte le ulteriori concettualizzazioni della fisica odierna e futura, potrebbe riguardare anche le nostre cellule cerebrali le quali, attraverso di essa, adempierebbero a processi i quali non ancora individuati o supposti. La ricerca scientifica in generale, e neuroscientifica nel particolare, si e’ trovata spesso nella condizione di ipotizzare un funzionamento ancor prima di osservarlo, o di osservarne le componenti (basti pensare alla legge dell’apprendimento tra cellule neuronali di Donald Hebb [Le Doux 2]); cosi’ oggi potremmo dover effettuare un ulteriore salto “immaginativo” per poter spiegare il processo intercorrente tra l’attivita’ cerebrale ed il suo prodotto soggettivo, e questa spiegazione potrebbe esserci suggerita dagli altri campi della scienza stessa; come nel caso della legge di Hebb, l’autore dovette supporre il funzionamento delle cellule cerebrali, noi ricercatori odierni potremmo forse dover supporre sulla base di poco o nulla il funzionamento dalla formulazione mentale della realta’ soggettiva. Nello stesso modo, dunque, in cui negli altri campi la scienza formula congetture su elementi della natura non conoscibili, forse potremmo attivarci nella stessa maniera con formulazioni teoriche che rendano conto delle ulteriori possibilita’ esistenti.

Domande frequenti

Cosa significa la “dimensione k” della mela?

La dimensione k e’ una metafora dell’autore per indicare una possibile dimensione della realta’ che noi esseri umani non siamo in grado di osservare, manipolare o concepire. La mela ci appare a tre dimensioni (x, y, z) non perche’ ne abbia solo tre, ma perche’ tre sono quelle che la nostra mente sa rappresentare. Potrebbero esistere dimensioni ulteriori, tendenti all’infinito, per noi non osservabili.

Che rapporto c’e’ tra cosmologia e neuroscienze in questo articolo?

Le due discipline condividono lo stesso limite: cercano di spiegare fenomeni che restano in parte inconoscibili. La cosmologia ipotizza materia ed energia oscura per spiegare l’universo; allo stesso modo le neuroscienze potrebbero dover ipotizzare processi non direttamente indagabili per spiegare il rapporto tra attivita’ cerebrale ed esperienza soggettiva.

Perche’ la gravita’ viene portata come esempio?

La gravita’ e’ un fenomeno di cui abbiamo certezza pur non potendone avere esperienza fisica diretta ne’ osservarla con microscopi o telescopi: la studiamo tramite i suoi effetti. E’ l’esempio di come la scienza accetti l’esistenza di qualcosa che sfugge ai nostri canoni percettivi, principio che l’autore propone di estendere alle cellule e ai processi cerebrali.

Qual e’ il “salto immaginativo” proposto per le neuroscienze?

E’ la disponibilita’ a formulare congetture su processi cerebrali non ancora osservabili, cosi’ come fece Donald Hebb ipotizzando il funzionamento delle cellule neuronali prima di poterlo verificare. L’autore suggerisce che, per colmare il divario tra attivita’ cerebrale e realta’ soggettiva, i ricercatori potrebbero dover supporre l’esistenza di dimensioni e processi oggi non indagabili.

Bibliografia

• Kandel E., Schwartz J.H., Jessell T.M., (2007) Principi di Neuroscienze.
• Le Doux J. (2002) Il se’ sinaptico, come il nostro cervello ci fa diventare quelli che siamo.
• Turner M.S. (2009) L’universo. Le Scienze, 48-55.