Un Teatro Sociale al completo ha accolto l’ospite dell’ultimo incontro Neuroscience&Society di quest’anno accademico, un neuroscienziato trentino ora direttore del Center for Sleep and Consciousness dell’Università di Wisconsin-Madison negli Stati Uniti. Volto noto, quello di Giulio Tononi, che ha ringraziato la sua città natale per la calorosa accoglienza, meritata ricompensa per la brevissima tappa trentina di un viaggio in Europa per ragioni di ricerca.
Nel corso dell’incontro, dal titolo “Φ. Un viaggio dal cervello alla coscienza”, il professor Giulio Tononi ha spiegato come la coscienza venga generata dal cervello e come sia possibile misurarla, attraverso la sua teoria dell’informazione integrata (IIT).
“Ogni notte, quando ci addormentiamo, la nostra coscienza svanisce e, con essa, svanisce l’universo privato di ciascuno di noi – persone e cose, suoni e colori, piaceri e dolori, pensieri ed emozioni, persino il nostro io – finché non ci svegliamo, o finché sogniamo. Cos’è la coscienza, e cosa significa? Che relazione ha con il mondo attorno a noi? Di cosa è fatta, e com’è generata dal cervello? E’ cosciente un neonato? Sono coscienti gli animali, quanto, e come? Si possono costruire macchine coscienti? Su questi temi l’umanità si è da sempre interrogata e continua a farlo” ha spiegato il medico psichiatra Tononi.
La teoria dell’informazione integrata (IIT) parte dall’esperienza stessa e ne identifica le proprietà essenziali (esistenza, composizione, informazione, integrazione, esclusione). Di qui deriva le caratteristiche necessarie e sufficienti affinché dei sistemi fisici possano generare la coscienza e dà loro una veste matematica. Ma andiamo per ordine.
«Per spiegare il fenomeno della coscienza occorrono non solo dati clinici e sperimentali, ma anche dei principi teorici. Siamo partiti dunque dall’osservazione che la coscienza è frutto della capacità di integrare un’enorme quantità di informazione. Infatti, nei soggetti coscienti l’attività neurale di una parte del cervello, chiamata sistema talamo-corticale, è caratterizzata da integrazione tra le varie aree e da differenziazione delle attività locali. Abbiamo calcolato il valore matematico di queste due caratteristiche fondamentali, che definiscono appunto l’attività cosciente, e siamo giunti ad una scala di riferimento validata su soggetti temporaneamente non coscienti per ragioni fisiologiche (nel sonno) o farmacologiche (anestetici). Il valore ottenuto, che abbiamo chiamato indice di complessità perturbativa (PCI), è una misura del livello di coscienza e permette una accurata previsione relativa alla presenza di coscienza in pazienti in stato vegetativo, per definizione non coscienti e molti dei quali male diagnosticati».
Di fronte ad un pubblico attento, Tononi si è addentrato quindi nella narrazione della genesi della sua teoria che spiegherebbe davvero «in maniera semplice e unitaria un gran numero di osservazioni sui rapporti tra cervello e coscienza, conduce a varie previsioni sperimentali e a misure applicabili sia all’uomo che ad animali e macchine».
Cosa ci impedirebbe dunque di definire un robot cosciente, qualora risultasse avere un PCI superiore al livello soglia? «Nulla. Secondo la teoria, ogni esperienza è una struttura concettuale massimamente irriducibile, che può essere generata soltanto da sistemi fisici organizzati in modo particolare. Ne segue ad esempio che macchine “intelligenti”, anche se capaci di guidare l’automobile o intrattenere una conversazione, non sono coscienti, e neppure lo sono simulazioni al calcolatore del sistema nervoso. Secondo la teoria IIT, la coscienza è una proprietà intrinseca, che esiste in sé e per sé, indipendentemente da osservatori esterni. La teoria ha numerose conseguenze che riguardano il nostro posto nella natura, e implica che la crescita della coscienza è l’unico modo in cui l’universo acquista significato».
Al termine della lectio, è stato consegnato il Premio Valentino Braitenberg per le Neuroscienze alla miglior tesi di dottorato in neuroscienze cognitive, promosso dalla Fondazione Cassa di Risparmio di Trento e Rovereto attraverso la società Scienze Mente Cervello (SMC) e giunto ormai alla seconda edizione. I criteri utilizzati dalla commissione giudicante per la valutazione delle tesi di dottorato sono stati tre: “contributo originale della tesi di dottorato; innovatività metodologica e importanza teorica della ricerca; rilevanza della ricerca riguardo agli interessi teorici e sperimentali di Valentino Braintenberg”. Il Premio è stato assegnato al dottor Mauro Marchetti dell’Università di Padova, per la tesi “Covert Orienting Of Visuospatial Attention In A Brain-Computer Interface For Communication” che affronta il problema della comunicazione con pazienti coscienti ma incapaci di muoversi (sclerosi laterale amiotrofica, sindrome locked-in) tramite interfacce fra cervello e macchine esecutrici. Il Premio è stato ritirato dal professor Kostantinos Priftis, tutor del dottor Marchetti, in quanto il giovane ricercatore è recentemente scomparso.
Il Premio Valentino Braitenberg è stato istituito in occasione della cerimonia di commemoriazione del grande cibernetico, padre delle neuroscienze in Trentino. Dopo la laurea in medicina (con specializzazione in neurologia e psichiatria) a Roma, Braitenberg ha lavorato in importanti centri di ricerca in Germania e negli USA. Nel 1958, a Napoli, ha messo in piedi un laboratorio di neuroanatomia e neurofisiologia e ha cofondato la sezione di Cibernetica presso l'Istituto di Fisica Teorica dell'Università di Napoli. Dopo essere stato direttore del gruppo di ricerca cibernetica al CNR per sette anni, nel 1968 si è spostato a Tubinga, in Germania, dove ha fondato e diretto fino al 1994 il Max Planck Institut for Biological Cybernetics. A Rovereto, nel 1998 ha fondato il Laboratorio di Scienze Cognitive, dirigendolo fino al 2001, anno in cui ha ottenuto la cittadinanza onoraria della Città della Quercia.
Gli incontri della serie Neuroscience&Society sono organizzati dal Centro Mente/Cervello dell’Università di Trento e dalla Fondazione Cassa di Risparmio di Trento e Rovereto con la collaborazione della Fondazione Museo Civico di Rovereto.