Il Cervello Quantico
Neuroscienze e Cervello
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Il cervello impara da solo, rielaborando la propria
funzionalità. Il cervello in realtà non è un organo singolo, ma una serie di
organi che si appoggiano uno sull’altro in ordine evolutivo, con l’ultimo della
serie che domina gli altri.
Redazione - Scienza e Conoscenza - 12/04/2021
Articolo tratto da Scienza e Conoscenza n. 76 - A cura di
Elena Sanda Chira
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.
Il cervello umano: un potenziale perpetuum mobile?
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 23 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 sembrava confusa e caotica; molte cellule neuroniche erano
sistematicamente ricollegate su se stesse, generando quelli che sicuramente
dovevano essere dei “circuiti chiusi infiniti”.
Il caso governa anche il nostro cervello 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.
In un sistema autoorganizzante l’intelligenza risiede nell’ interscambio
Un sistema come quello del nostro cervello si
autoorganizza, raggiungendo livelli sempre più elevati, evolvendo continuamente
la sua capacità di elaborazione dei dati. 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).
Dal caos scaturisce l’ordine
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. 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’autoaddestramento 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.
Questo articolo è tratto da Scienza e Conoscenza n. 76 -
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