L’attività microcircuitale che sottende la coscienza

Un recente studio ha identificato le dinamiche microcircuitali a livello neurale che si attivano nel generare la coscienza

ID Articolo: 165122 - Pubblicato il: 23 maggio 2019
L’attività microcircuitale che sottende la coscienza
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Come è possibile spiegare il fenomeno della coscienza all’interno dell’esperienza? Numerosi autori hanno cercato di avanzare ipotesi più o meno accreditate.. la risposta potrebbe essere nascosta all’interno del nostro cervello.

 

Messaggio pubblicitario Una delle teorie più accreditate sul fenomeno della coscienza è la Integrated Information Theory che, partendo dalle proprietà fenomenologiche dell’esperienza, ha postulato le caratteristiche richieste da un substrato fisico perché questa si manifesti. Per Giulio Tononi, che ha proposto questa teoria, due sono le componenti necessarie: il livello di informazione e quello di integrazione (Massimini & Tononi, 2018).

Il matematico Claude Shannon ha definito l’informazione come una riduzione dell’incertezza, dipendente dal repertorio di stati alternativi a quello in esame. Ad esempio, se una moneta cade su un lato avrebbe avuto solo un’altra possibilità, atterrare sull’altro, un dado che cade mostrano una delle sue facce ne avrà invece altre cinque, la mente umana molte di più.

Tuttavia, in quest’ambito la sola informazione è inutile se non integrata. I sensori di una fotocamera digitale possono sembrare una singola entità, ma sono invece un complesso di fotodiodi indipendenti. L’insieme dei sensori può essere tagliato in due, tre o in ogni sua parte senza cambiare l’output del singolo fotodiodo, che può funzionare come unità indipendente, non connessa causalmente alle altre. Una fotocamera non ha un livello informazionale maggiore di quello della sola somma delle sue parti.

Il cervello funziona in modo diverso. Quando entra in un determinato stato lo fa come un unico sistema integrato, infatti possediamo un unico stato cosciente. I circuiti neuronali formano un irriducibile sistema complesso, non divisibile nelle sue varie parti se si vogliono mantenere le sue proprietà. Il circuito cerebrale che sottende la coscienza dovrà essere quindi capace di generare stati ampiamente differenziati, come una singola entità, in grado di integrare le informazioni. Inducendo un sonno profondo senza sogni, ad esempio somministrando anestetici, vi è una disgregazione della connettività cerebrale, in particolare nei collegamenti ricorrenti e reciproci della via talamocorticale. Sarebbe proprio la perdita di coordinazione funzionale fra le varie aree cerebrali a impedire le condizioni necessarie perché vi siano livelli sufficienti di integrazione ed informazione.

Cosa si nasconde sotto la coscienza?

Messaggio pubblicitario Un recente studio (Wenzel, et al., 2019) è riuscito a identificare le dinamiche microcircuitali coinvolte in questo processo. I ricercatori, partendo dall’ipotesi che l’abilità di discriminazione contingente fra varie possibili alternative sia sottesa da micro-pattern di attività di insiemi neuronali attivati all’unisono, definiti microstati, hanno svolto le analisi su topi, attraverso diversi protocolli di microscopia a due fotoni, e su pazienti epilettici, portatori di diversi microelettrodi subdurali e a penetrazione, durante perdita di conoscenza indotta dall’anestesia.

I risultati mostrano una correlazione fra lo stato di sonno anestetico, la diminuzione della gamma dei microstati discriminabili e la frammentazione dell’attività simultanea degli assemblamenti cellulari, che si riduce all’attivazione di singoli neuroni, sia nel modello animale che nei soggetti umani.

La ricerca potrebbe aver dimostrato come la riduzione di integrazione microcircuitale fra questi gruppi di neuroni possa spiegare la disgregazione della connettività funzionale su larga scala osservata durante il sonno profondo, essendo proprio i microstati gli elementi costitutivi della coscienza. Ciò ha un impatto profondo sulla scienza e la filosofia, dando finalmente una forma alla capacità di esperire: un politopo complesso con miliardi di dimensioni, costituite dal repertorio di stati a cui il cervello può accedere e sottese dall’attività integrata di piccoli insiemi cellulari coordinati e connessi fra loro.

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