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Dalla materia alla mente: I meccanismi del quarto...

Leggi in anteprima un brano estratto dal capitolo 1 del libro "Il Cervello Quantico" di Jeffrey Satinover

Dalla materia alla mente: I meccanismi del quarto cervello - Anteprima di "Il Cervello Quantico"

Cervello: apparato con cui pensiamo di pensare.
Ambrose Bierce, The Devil’s Dictionary (1906)

Il cervello in realtà non è un organo singolo, ma una serie di organi impilati uno sull’altro, organi che per l’esattezza si appoggiano uno sull’altro in ordine evolutivo, con l’ultimo della serie che domina gli altri.

La neocorteccia è uno strato di tessuto variolato rosa-grigiastro, brillante e spiraleggiante, dello spessore di poco superiore al mezzo centimetro. Se venisse stesa su una superficie piana, risulterebbe larga circa 45 cm e lunga circa 60 cm. In realtà questa struttura è a sua volta suddivisa in sei strati, ognuno dei quali ha uno spessore di circa venticinque cellule. Nel suo complesso la neocorteccia si compone di un numero di neuroni variabile tra i 10 e i 20 miliardi, meravigliosamente collegati tra loro grazie a innumerevoli interconnessioni, che stabiliscono anche le necessarie connessioni tra la stessa neocorteccia con le porzioni inferiori del cervello e con il resto del corpo.

Il cervello genera e conduce l’incredibile complessità che caratterizza una forma di vita intelligente, sulla base di processi che sono fondamentalmente computazionali, e che tuttavia non assomigliano affatto a quelli eseguiti dal nostro PC o dal nostro Mac.

Il cervello impara da solo, sulla base delle sue stesse esperienze, e radica le lezioni apprese sperimentando, riconfigurando il suo stesso hardware.

Per molti decenni si è continuato a supporre che la corteccia dovesse essere dotata di una sorta di “schema elettrico”, in cui veniva descritto in modo preciso il ruolo specifico di ogni neurone, e di ogni connessione tra neuroni.

Ma era già ben chiaro che in realtà il cervello non poteva operare in base a uno schema di quel tipo: c’erano davvero tanti, troppi neuroni, e le loro innumerevoli interconnessioni sfuggivano alla logica di ogni possibile schema. In effetti dieci miliardi di cellule caratterizzate da un migliaio di interconnessioni l’una comportano l’incredibile numero di diecimila miliardi di connessioni.

Inoltre era pressoché impossibile impostare la logica di una configurazione generale tra queste connessioni, la maggior parte delle quali sembravano confuse e caotiche; molte cellule neuroniche erano sistematicamente ricollegate su se stesse, generando quelli che sicuramente dovevano essere dei “circuiti chiusi infiniti”.

Se anche ci fosse stato un progetto di qualche tipo, l’ammontare di informazioni necessario per codificare uno schema talmente complesso avrebbe di gran lunga superato le capacità informatiche del cervello stesso, per non parlare poi della capacità di codificazione del DNA. E comunque, come poteva essere possibile assemblare fisicamente qualcosa del genere, soprattutto a quel livello microscopico, in soli nove mesi?

La risposta, che costituisce una recente conquista scientifica, ha sorpreso un po’ tutti: in effetti le connessioni del cervello sono in gran parte casuali.

Eppure, contrariamente a quanto il comune buon senso potrebbe suggerire, questo sistema casuale è in grado di manifestare una forma d’intelligenza.

In effetti riesce a manifestare un’intelligenza superiore, anzi, per essere più precisi, un genere d’intelligenza superiore, di gran lunga migliore di quello che potrebbe essere generato sulla base di un progetto più definito. È proprio grazie a questo guazzabuglio caotico che un pilota da combattimento riesce a manovrare il suo caccia a velocità supersoniche, cosa che neppure un congegno elettronico da un quarto di miliardi di dollari riuscirebbe a fare altrettanto bene.

Se l’elettronica riuscirà ad avvicinarsi a qualcosa del genere, sarà solo perché i progettisti avranno voluto, e saputo, creare un elaboratore elettronico in grado di addestrarsi da solo, proprio come fa il cervello umano.

Un sistema come quello del nostro cervello si auto-organizza, raggiungendo livelli sempre più elevati, evolvendo continuamente la sua capacità di elaborazione dei dati.

Come vedremo, un’intelligenza globale (e per “globale” potremmo persino intendere qualcosa che riguardi l’intero pianeta) scaturisce dal basso verso l’alto, prendendo cioè spunto da interazioni meramente locali.

È un po’ come dire che la vera intelligenza, quella che guida l’economia americana, non è nelle mani (o nelle teste) dei politicanti di Washington, ma è invece sparpagliata nelle conversazioni notturne dei camionisti che si incontrano all’autogrill, nelle domande dei clienti ai negozianti e nelle loro pronte risposte, nelle chiacchierate amichevoli dei vicini, che discutono di affitti e di mutui.

Analogamente, l’autentica intelligenza del cervello umano non risiede in qualche centrale o schema di comando fissato nel DNA, ma nelle interazioni casuali di un neurone e dei suoi vicini (oppure negli scambi a lunga distanza attraverso la rete cerebrale, che potrebbe essere equiparata al nostro Internet).

Il processo funziona anche nell’altro senso.

È evidente come l’elemento fondamentale, il “mattone” del “sistema nervoso”, sia un singolo “nervo”, ovvero un neurone. Ma i neuroscienziati hanno a lungo insistito sul fatto che nelle forme di vita complesse del pianeta questa è la più piccola unità capace di elaborare dati.

Ovviamente i batteri e gli altri organismi unicellulari privi di sistema nervoso sono anch’essi in grado di elaborare dei dati, a loro modo. Ma si è sempre ritenuto che quei processi rudimentali non abbiano nulla a che vedere con l’intelligenza umana.

Vedremo invece che nell’ambito di ogni singolo neurone si palesa un complesso insieme di eventi computazionali, che possono analogamente essere definiti relativamente “intelligenti” e che si servono dello stesso principio dell’auto-addestramento spontaneo che dirige lo sviluppo complessivo del cervello.

Dal microcosmo al macrocosmo e viceversa, ovvero dal più piccolo elemento nell’ambito della cellula cerebrale umana che sia possibile studiare al funzionamento dell’intera società umana, l’ordine scaturisce dal caos sulla base dello stesso insieme di principi.

Ciò potrebbe sembrare assurdo, ma per poter cominciare a capire in che modo funziona, e quindi renderci conto delle capacità di cui stiamo parlando, dobbiamo procedere alla creazione di un cervello in miniatura, capace anch’esso di imparare da solo.

Per riuscirci tutto ciò di cui abbiamo bisogno è qualche dozzina di scatole di fiammiferi e un po’ di bilie.

Scarica il capitolo 1 completo in PDF >

 

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Jeffrey Satinover

Jeffrey Satinover, medico che esercita la psicoanalisi e la psichiatria da più di venticinque anni sia privatamente che conducendo seminari e conferenze.

Satinover ha conseguito il dottorato in Fisica presso l'Università di Yale, collabora con l'Università del Texas e con l'Università di Harvard. Da tempo si dedica appassionatamente e approfondisce minuziosamente i suoi studi di fisica.

Le aree di interesse del dottor Satinover sono la teoria dei quanti e l'applicazione di questa teoria ai processi di informatizzazione e computazione.

 

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