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Indice

VII    Prefazione

  3    Introduzione
  7    L'unicità della vita
 35    La complessità degli organismi viventi
 68    I neuroni, le vie nervose e i centri
110    L'origine dell'informazione
147    Come funziona il cervello
179    Le basi biologiche dell'esperienza
250    Il mondo della mente
258    Dalla biologia alla cultura


293    Altre letture
297    Indice analitico

 

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Pagina VII

Il libro parla del cervello e delle sue multiformi attività dal punto di vista delle scienze sperimentali. La biologia cellulare e molecolare, la neurofisiologia e la psicologia sperimentale hanno portato alla nostra conoscenza del cervello contributi tali da fare annoverare questo studio tra i massimi risultati del secolo che sta finendo. Gli ultimi due o tre decenni hanno impresso poi a tutto ciò un'incredibile accelerazione, grazie anche all'introduzione di tecniche strumentali nuove che permettono di «vedere» le varie parti del cervello in azione. Il quadro che ne emerge è tremendamente interessante e lascia intravedere sviluppi clamorosi per il prossimo secolo. È altresì chiaro che il nostro è un cervello molto particolare che si trova a operare in un organismo già di per sé molto particolare. Non si può perciò parlare del nostro cervello senza toccare alcuni degli argomenti più caldi e dibattuti della nostra cultura, come la natura dei sogni, la specificità del linguaggio, l'essenza della memoria e dell'esperienza di sé, l'intelligenza, la libertà, la consapevolezza e la coscienza. Sono convinto a questo proposito che il mondo nel suo complesso ci riuscirà sempre sostanzialmente incomprensibile, fino a che non avremo capito a fondo il funzionamento del nostro cervello.

Il libro propone quindi un viaggio attraverso il cervello, la mente e l'anima, dopo un'iniziale riflessione sulla natura delle relazioni fra le cose del mondo e della comunicazione. Ma poiché si è voluto procedere dal certo al meno certo, dal documentato all'inferito e all'ipotizzato, si è dato prima un certo spazio ai meccanismi del cervello, poi al mondo della mente e infine ai fondamenti dell'anima stessa, intesa come realtà interiore che abbraccia anche la mente, ma che non si esaurisce in essa. Così, i primi due capitoli affrontano il tema della complessità in generale e della complessità degli esseri viventi in particolare. La parte centrale, che si estende sui successivi tre capitoli, tratta invece di ciò che si sa della struttura e del funzionamento del sistema nervoso dei mammiferi superiori e dell'uomo. Il sesto capitolo costituisce una sorta di ponte fra lo studio del cervello e quello delle attività mentali più elevate, mentre gli ultimi due parlano più specificamente di alcuni aspetti caratteristici del modo di essere della nostra specie, come individui e come collettività.

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Pagina 75

Quanti sono a conti fatti i contatti sinaptici di cui stiamo parlando e come sono disposti? Nella sola corteccia cerebrale di un uomo adulto ci sono più o meno 1O^11 neuroni. 1O^11 significa cento miliardi, che è anche il numero di stelle presenti nella nostra galassia, il numero approssimativo di galassie presenti nell'universo o il numero di esseri umani mai vissuti. Cento miliardi sono i battiti cardiaci registrati durante l'intera vita di ben 30 esseri umani; cento miliardi di cellule messe in fila costituiscono un nastro lungo come l'Italia; cento miliardi di bilie o di monetine messe in fila fanno 25 volte il giro della Terra o 3 volte il percorso Terra-Luna. Se poi consideriamo che ogni neurone corticale ha in media 10.000 bottoni sinaptici si arriva per questi ultimi alla cifra sbalorditiva di 1O^15, un numero decisamente superiore a quello delle cellule presenti in tutto il nostro corpo.

I contatti non sono ovviamente distribuiti a caso, né a livello globale né a livello locale. La numerosità da sola può significare complessità, ma non necessariamente complessità organizzata. Tutti sanno che il sistema nervoso e il cervello sono suddivisi in regioni anatomiche e funzionali più o meno facilmente identificabili (Fig. 3.2). Alla periferia del nostro corpo, sulla pelle, negli organi di senso e attaccati ai muscoli si trovano i nervi detti appunto periferici che rappresentano l'inizio e la fine di ogni attività nervosa. La maggior parte di questi vanno a convergere o si dipartono dal midollo spinale, una corda di nervi che attraversa tutto il nostro tronco ed è custodita dentro la scatola snodata rappresentata dalla colonna vertebrale. Risalendo la colonna vertebrale verso la testa, il midollo spinale si modifica progressivamente e si trasforma in una struttura ancora tubulare ma più complessa, che si articola infine nel midollo allungato o bulbo e nel ponte, i quali costituiscono a loro volta l'inizio del cervello.

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Pagina 147

Ritorniamo alle funzioni del cervello nella normale condizione di veglia e vediamo che cosa accade nella fase immediatamente susseguente alla percezione degli stimoli esterni. Prima però fermiamoci un istante a considerare le metodiche con le quali si sono studiati e si studiano il cervello e la mente. Quanto abbiamo detto fino adesso deriva da un'enorme mole di studi, condotti prevalentemente con tecniche di neurobiologia, quella parte della biologia che si occupa della struttura e del funzionamento del sistema nervoso. All'inizio questa scienza si è limitata ad ammassare una grande quantità di dati osservazionali, derivanti dalla descrizione dei processi nervosi e mentali che hanno luogo in individui normali e meno normali attraverso l'utilizzazione di un certo numero di tecniche. Il tessuto nervoso può essere isolato come qualsiasi altro tessuto e osservato al microscopio, ottico o elettronico, con l'aiuto di sostanze che ne colorano le varie componenti in modo selettivo o preferenziale. Le sue cellule e le sue strutture subcellulari possono poi essere smembrate e le molecole che le compongono possono essere analizzate dal punto di vista della biochimica e della biologia molecolare.

Specifico del sistema nervoso è invece lo studio dei fenomeni elettrici di cui è sede. Una parte integrante della neurobiologia è perciò l'elettrofisiologia, che misura le correnti elettriche o i mini e micro potenziali elettrici presenti nei nervi, negli assoni, nei corpi cellulari e anche nelle singole sinapsi dei vari distretti del sistema nervoso. La combinazione di osservazioni elettrofisiologiche e di caratterizzazioni biochimiche, e più recentemente biomolecolari, si è rivelata uno strumento potentissimo, soprattutto se utilizzato per studiare animali da laboratorio relativamente semplici oppure organi e tessuti isolati. La conduzione dell'impulso nervoso all'interno di una cellula nervosa e tra una cellula nervosa e l'altra non sembra avere oggi più molti segreti. Quello che si può comprendere mediante l'uso di tecniche sperimentali del genere può essere molte volte arricchito dalla descrizione accurata delle azioni e dei pensieri di esseri umani che mostrano difetti neurologici congeniti o acquisiti. Se ci limitiamo a considerare anche il solo cervello, queste persone possono presentare lesioni cerebrali più o meno estese e più o meno stabili nel tempo per motivi molto diversi, che vanno dal difetto congenito ai problemi circolatori, dall'insorgenza di un tumore a forme di epilessia così gravi che impongono l'asportazione di un'intera regione cerebrale, dall'intossicazione causata dall'ingestione di droghe o altre sostanze tossiche al trauma cranico provocato da un proiettile o da un incidente stradale. La caratterizzazione dei deficit funzionali o comportamentali di questi individui è portata avanti sempre più consapevolmente da clinici e ricercatori e fornisce spesso una serie di informazioni insostituibili sulle funzioni mentali superiori della nostra specie. Ne abbiamo appena fornito un esempio con lo studio di quei pazienti che vivono come se la parte sinistra del mondo non esistesse.

L'analisi del comportamento normale e patologico degli esseri umani e, entro certi limiti, degli animali superiori è anche il campo di studio della psicologia e in particolare della cosiddetta psicologia sperimentale. Si tratta di una disciplina antica e nuova a un tempo che si sforza di comprendere i meccanismi della mente e dell'animo umano non per una via puramente speculativa, ma mediante la progettazione, l'esecuzione e l'interpretazione di esperimenti mirati. Questi esperimenti possono anche essere rappresentati da una semplice intervista o dall'esposizione di un soggetto a una serie di immagini visive predeterminate. L'utilizzazione deliberata e intelligente delle opportunità offerte da particolari circostanze della vita è già una forma di esperimento. Tuttavia, a causa della complessità dell'oggetto analizzato, i progressi in questo campo sono lentissimi e possono essere raggiunti solo a prezzo di grande perseveranza e rigore e quindi di un grande impegno. Da qualche tempo a tali metodologie diciamo così tradizionali se ne sono andate affiancando altre che si avvalgono dell'apporto di strumenti di nuova concezione che ci permettono di gettare un'occhiata dentro il cervello senza interferire con le sue funzioni.

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Pagina 258

Siamo così arrivati alle funzioni mentali superiori più evolute e più specifiche della nostra specie, come il linguaggio e la coscienza. Il linguaggio è una facoltà prettamente umana, forse la più squisitamente umana. Molti individui di varie specie animali comunicano fra di loro, cioè si scambiano segnali e indicazioni su questioni standard che possono riguardare lo status del singolo individuo e il suo atteggiamento del momento, o alcune caratteristiche rilevanti del mondo circostante, quali la presenza di cibo o di pericoli. Molto di più gli animali, anche quelli cosiddetti intelligenti, non si comunicano. Gli uomini invece si comunicano di tutto, compreso il nulla. Il nostro linguaggio deriva da una nostra facoltà mentale innata e ha delle proprietà stupefacenti sia per quanto concerne la sua potenza, sia per quanto concerne la sua futilità. Nessuno ha mai dimostrato che il linguaggio serve a qualcosa, né che possa essere stato originariamente selezionato per la sua utilità. Probabilmente ce lo siamo trovato, magari come sottoprodotto di qualche sconvolgimento del nostro genoma, e ce lo siamo tenuto. Si direbbe tutto sommato che ne abbiamo fatto buon uso. È innegabile infatti che con il trascorrere dei millenni il possesso e l'uso del linguaggio, soprattutto da quando si è pietrificato nella scrittura, abbiano finito per avere anche un rilevante valore adattativo e magari selettivo.

Abbiamo già visto che esistono almeno due caratteristiche salienti che distinguono il nostro linguaggio da quello di ogni altro animale: la sua arbitrarietà e quindi la sua convenzionalità da una parte e la sua articolazione dall'altra. La corrispondenza fra una nostra parola e il suo significato è largamente arbitraria, come lo è più in generale quella fra un nostro atto comunicativo e il suo significato. Non c'è cioè una corrispondenza necessaria o innata fra atti comunicativi e significati da essi veicolati, come invece si osserva per gli altri animali, anche quelli che si avvalgono di una organizzazione sociale molto sofisticata. Una determinata comunità di parlanti deve quindi più o meno tacitamente stipulare e rispettare una convenzione che fissi almeno momentaneamente i significati della maggior parte delle parole e delle frasi. Il complesso dei nostri atti linguistici ha quindi anche lo scopo di tenere continuamente aggiornati tutti quanti noi sullo stato di questa convenzione.

Strettamente associata a tale arbitrarietà, e forse ancor più rilevante, è la nostra capacità di articolare la nostra espressività. Nelle forme di comunicazione tipiche di molte specie animali, costituite di suoni, di canti, di ghigni e di grida, a ogni significato corrisponde uno specifico significante, e solo quello. Tale significante è a sua volta un tutt'uno e non rappresenta una combinazione di elementi più semplici, dotati di una loro vita autonoma. Nel nostro linguaggio esistono invece unità di significante fatte di altre unità significanti più elementari, combinate fra di loro in vari modi alternativi. Il discorso è fatto di frasi e queste di parole e le parole di suoni. Una struttura del genere permette di smontare e rimontare ogni frase a piacimento e di crearne un numero praticamente infinito, garantendoci così un'espressività praticamente illimitata e favorendo il raggiungimento di livelli sempre più elevati di arbitrarietà, di convenzionalità e di gratuità.

L'uomo sa o crede di sapere a proposito del linguaggio molte più cose che a proposito di qualsiasi altra sua facoltà. Il fatto è che la struttura del linguaggio è tale che deve necessariamente contenere aspetti teorici. Il linguaggio deve cioè contenere in sé una teoria del linguaggio, fosse pure embrionale e schematica. E infatti sul linguaggio e soprattutto sulla sua grammatica si è sempre teorizzato, almeno da quando ci sono le scuole. Se poi si sappia veramente tutto ciò che è rilevante per la comprensione della nostra facoltà mentale del linguaggio è un altro discorso. La scienza che studia il linguaggio, la linguistica, è cresciuta rigogliosa come scienza autonoma in uno splendido isolamento rispetto ad altre scienze umane e non c'è dubbio che oggi si presenti come una disciplina molto evoluta e avanzata, di fatto uno dei pilastri della moderna scienza della mente. Anche la storia della linguistica è un argomento affascinante e illustra un'avventura intellettuale di enorme respiro.

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Pagina 276

La risposta più istintiva e immediata alla domanda se un computer potrà mai possedere una coscienza è categoricamente negativa. La tradizione filosofica e culturale dell'uomo moderno occidentale indica nell'Io penso cartesiano o, se vogliamo, nell'Io trascendentale kantiano il centro del nostro stesso essere. Senza di questo noi non saremmo noi e forse niente sarebbe o verrebbe conosciuto. E un computer non potrà mai concepire un Io penso. Altri contestano tale visione e negano che ci sia un referente ultimo, un Io supremo a cui tutto viene riportato in un contesto che Daniel Dennett ha definito come un Teatro Cartesiano. Secondo questi autori, fra i quali si iscrive il Dennett stesso, non esiste un simile centro organizzatore delle nostre percezioni e dei nostri pensieri, esiste bensì una pluralità di centri corticali e subcorticali che disbrigano le loro funzioni in modo relativamente autonomo. Questo concetto di sostanziale democrazia all'interno della società della mente lascia un po' perplessi, data la natura manifestamente gerarchica delle funzioni espletate dal sistema nervoso centrale. È vero però che quando si giunge al livello della corteccia cerebrale, la gerarchizzazione delle funzioni nervose si appiattisce e si allenta per lasciare il posto a un notevole grado di autonomia delle parti e a un apprezzabile livello di comunicazione e di concertazione fra pari grado.

Questo in verità vale anche per tutte le cellule del nostro corpo. Non esiste un centro biologico del corpo. Se per alcune funzioni il cervello e la corteccia agiscono come centro regolatore e per altre funzioni esiste di volta in volta una centralizzazione delle reti regolative, la stragrande maggioranza degli eventi cellulari, nella vita adulta come durante lo sviluppo embrionale, va avanti da sé. Ciascuna cellula sa quello che deve fare e lo fa, consultando le istruzioni del proprio patrimonio genetico e calibrandone volta per volta la realizzazione sulla base dei segnali che giungono dalle altre cellule.

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