La coscienza agli ioni

[Quando si entra nei dettagli e negli esempi significa che la domanda è ancora intrappolata tra dubbi e risposte. Nella loro lettera aperta a C. Koch, questi cinque scienziati sostengono la tesi che le microscopiche aperture delle membrane cellulari, attraverso cui passano gli ioni, sono alla base della percezione, della cognizione, del movimento dell’organismo animale, e persino della stessa coscienza. L’aprirsi e chiudersi della cellula rivela che vi è qualcosa di più della semplice risposta a uno stimolo esterno: vi è una coscienza di sé.

La risposta di Koch è diplomatica: pur condividendo l’idea che anche un verme abbia una qualche consapevolezza di essere un verme, per ora non vi sono prove empiriche.

Risposte molto convincenti a sostegno arrivano invece dal saggio “Lo strano ordine delle cose” di A. Damasio, 2018 (vedi scheda).

La lettera è del 2015. Mi sembra utile per capire in sintesi la teoria proposta dai cinque autorevoli scienziati e il loro tentativo di farsi strada anche nell’ambito della divulgazione scientifica, dove i dubbi extra-scientifici prendono il posto delle giuste cautele e delle verifiche che sempre accompagnano una ricerca scientifica.

La risposta di Koch alla lettera, anche in questo caso, sposta l’attenzione dal piano teorico e pratico a quello “magico”: nello specifico l’esperienza soggettiva. Koch sostiene che concentrarsi sugli ioni è un errore perché sarebbe come “voler capire la natura del web con la fisica dettagliata dei semiconduttori”. Vi sono molti elementi che dimostrano come la coscienza vada oltre il flusso degli ioni, e dipenda da certi neuroni e da particolari strutture attive.

Forse mi sbaglio ma qui la differenza fra le due posizioni non è sulla valutazione di elementi sperimentali ma su un aspetto filosofico e ideologico che caratterizza la coscienza: determinismo o soggettività? 

Damasio, nel suo ultimo libro, considera naufragata l’ipotesi di un’unica sede centrale della coscienza, portata avanti da Koch e altri. Tuttavia, anche per Damasio, basando tutto sull’omeostasi, non è così scontato arrivare alla coscienza individuale.

Viste da lontano le due posizioni (coscienza: flusso di ioni o struttura particolare) sono basate sullo stesso evoluzionismo di Darwin. Resta però una differenza: cambia il punto di emergenza della coscienza. Da una parte nasce dalla continuità di un processo chimico-fisico (il passaggio di ioni attraverso la membrana della cellula) che sta alla base della consapevolezza di sé e che ha portato nel tempo a fenomeni psicologici superiori: la soggettività è un processo. Dall’altra parte la coscienza è un sistema di sintesi che, un bel giorno, trasforma la consapevolezza in autocoscienza: la coscienza sarebbe una particolare struttura, all’interno dell’organismo, che governa l’esperienza soggettiva.

Fine del commento, perché rischio di schiantarmi su determinismo-meccanicismo e libero arbitrio] 

 

Lettera aperta a Christof Koch  

Testo completo: italiano, english 2015

autori: Oliver Sacks, Antonio Damasio, Gil B. Carvalho, Norman D. Cook, Harry T. Hunt. Questi scienziati hanno formulato le loro idee sotto forma di lettera aperta a Christof Koch, presidente dell’Allen Institute for Brain Science, editorialista di “Scientific American Mind” e membro del consiglio di amministrazione di “Scientific American”. 

(citazioni)

La domanda senza risposta è: quali sono le caratteristiche delle cellule viventi che alla fine portano ai diversi fenomeni psicologici di livello superiore, che sembrano unici di particolari organismi animali?

Dal punto di vista biologico, noi suggeriamo che il meccanismo di livello più basso candidato a questa analisi è quello della “eccitabilità” della membrana: l’insolita capacità di alcuni tipi di cellule viventi di rilevare e rispondere agli stimoli in pochi millisecondi.

È importante sottolineare che i meccanismi alla base della “irritabilità” [la capacità di rispondere a stimoli esterni] dei protozoi sono gli stessi di quelli coinvolti nell’iper-sensibilità di tutti e tre i tipi principali di cellule eccitabili negli organismi metazoi (gli animali), cioè le cellule con recettori sensoriali, i neuroni, e le cellule muscolari. Questi meccanismi sono essenzialmente l’apertura e la chiusura di alcuni pori che permettono a certi ioni di attraversare liberamente la membrana cellulare. Un criterio di parsimonia suggerisce che l’improvviso ingresso di ioni carichi positivamente (cationi) nel citoplasma alcalino – la definizione stessa di eccitabilità della membrane – sia il fenomeno chiave coinvolto nella “consapevolezza” di una cellula riguardo al proprio ambiente (“sensibilità”). In altre parole, quello che rende le cellule con membrane eccitabili così insolite è la loro risposta ai disturbi elettrostatici dell’omeostasi (lieve acidificazione dell’ambiente cellulare interno, normalmente alcalino) dopo una stimolazione esterna. Per produrre il livello superiore di “consapevolezza” degli organismi animali, realizzando un particolare tipo di sensibilità, l’attività di molte cellule eccitabili deve essere sincronizzata (in modi ancora da definire) in un comportamento coerente a livello di organismo.

La domanda senza risposta è: quali sono le caratteristiche delle cellule viventi che alla fine portano ai diversi fenomeni psicologici di livello superiore, che sembrano unici di particolari organismi animali?

Nelle neuroscienze questa eccitabilità della membrana si è naturalmente impadronita del centro della scena fin dai lavori di Hodgkin e Huxley negli anni trenta. Ma l’attenzione al potenziale d’azione, in particolare, si è concentrata soprattutto sul suo ruolo nella conduzione dei segnali all’interno della cellula, che porta infine al rilascio di sostanze chimiche chiamate neurotrasmettitori.

Questa focalizzazione ha fatto ignorare il significato biologico dell’afflusso di cationi in sé. Noi ipotizziamo che i “problemi difficili” della sensibilità, della consapevolezza, e in ultima analisi, dell’autocoscienza del primate inizino con la risposta delle cellule eccitabili agli stimoli esterni che minacciano di disturbare l’omeostasi cellulare.

Potrebbero essere questi i fenomeni a livello cellulare che accendono la “consapevolezza” e, alla fine, dirigono il comportamento degli animali? E’ questa l’importante biologia della membrana che sta alla base della “mente” e permette una più chiara distinzione tra la placida esistenza della flora e il comportamento esuberante e irrequieto della fauna?

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La risposta di Christof Koch a Cook e colleghi: “QUINDI”

Quindi non può essere solo l’afflusso di cationi a contare per la coscienza, ma come questo afflusso viene modellato nel tempo e attraverso i neuroni.

Quindi, non può essere solo l’afflusso di cationi in un qualsiasi neurone di qualsiasi struttura del cervello a contare per la coscienza, ma quali neuroni sono attivi in particolari strutture.

in pazienti con lesioni cerebrali, la perdita di regioni come i gangli della base e il cervelletto, patria di quattro neuroni su cinque del cervello umano, non incide in misura quantificabile sulla presenza o sul contenuto della coscienza.

Quindi, non può essere solo il flusso di cationi nella cellula a contare, ma l’effetto causale generale che l’afflusso di ioni carichi ha sul sistema.

Questo richiede una spiegazione di principio, analitica, prescrittiva, empiricamente verificabile e clinicamente utile del modo in cui la materia altamente organizzata ed eccitabile sostiene il fatto centrale della nostra esistenza: l’esperienza soggettiva.

Infine, se gli organismi unicellulari, i vermi o altri semplici metazoi – molto più semplici dei mammiferi con i loro grandi cervelli  –  abbiano una sensibilità, è un’altra questione. Io condivido con gli autori della lettera l’impressione che può ben essere che “si provi qualcosa a essere un verme”. Tuttavia, questa è una domanda a cui in questo momento non si può rispondere in un modo che abbia un effettivo significato empirico.

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