Delbruck M., “La materia e la mente”

Quasi anticipando l’importanza che la percezione avrà nelle sue considerazioni successive, Delbrùck mette in risalto come i fenomeni di percezione, che definisce come «la capacità di ricevere e valutare segnali provenienti dall’ambiente esterno », debbano essere di grande antichità evolutiva, in quanto costituiscono una prerogativa comune a tutte le forme di vita attualmente esistenti.
I fattori più importanti che modellarono il corso dell’evoluzione umana
Fra i fattori più importanti che modellarono il corso dell’evoluzione umana, Delbrùck menziona il cambiamento iniziale di habitat, dalla foresta tropicale alla savana, con il conseguente sviluppo della stazione eretta; la creazione dei primi rudimentali utensili di pietra e il loro progressivo perfezionamento; la migrazione verso le zone climatiche settentrionali, le cui più rigide condizioni ambientali determinarono l’origine dell’organizzazione sociale, dell’uso del fuoco, della divisione del lavoro fra i due sessi e delle facoltà di comunicazione linguistica; infine, la nascita della cultura (culture), che si manifesta nelle pratiche funerarie e nel domesticamento di piante e animali, uno straordinario «esperimento biologico».
Stent G., Introduzione a Delbruck M., “La materia e la mente”, Einaudi, pag. XVIII

L’evoluzione della visione nei primati, dai mammiferi primitivi fino all’uomo, è caratterizzata da tre eventi strettamente connessi.
1.         La transizione da un regime di vita eminentemente olfattivo e tattile a uno eminentemente visivo.
2.         Lo spostamento degli occhi sulla testa, da una posizione laterale — che assicura una visione panoramica e bidimensionale — a una posizione frontale — che assicura una visione «focale» e tridimensionale
3.         La differenziazione fra coni e bastoncelli nella retina, che rende possibile la visione dei colori.
Questi progressi evolutivi furono, a loro volta, accompagnati da uno sviluppo parallelo delle aree cerebrali preposte all’elaborazione degli input sensoriali visivi. Delbrùck ipotizza che questa accresciuta capacità di elaborare gli input visivi, unita a un cambiamento anatomico nella struttura del labbro superiore, determinò anche l’impiego di espressioni facciali quali il riso, il cipiglio e lo scoprire i denti come mezzi di comunicazione sociale.
Delbrùck inizia quindi a intaccare le posizioni del realismo ingenuo, lasciando intravedere l’esistenza ultima di un legame fra mente e cervello. Le aree visive del cervello si sarebbero cosi evolute in modo da elaborare gli input sensoriali eliminando per « filtraggio» tutte le informazioni ritenute irrilevanti per l’interesse dell’animale. In tal modo, tutte le informazioni effettivamente importanti contenute nell’ambiente visivo circostante vengono desunte dall’input sensoriale in forma astratta e altamente significativa, come dimostrano tre esempi forniti da Delbrùck.
1.         Il primo esempio è dato dalla costanza della percezione del colore di un oggetto in un ambiente in cui sono presenti vari colori, a prescindere dal colore della luce di illuminazione. Casi, una mela rossa viene percepita come rossa sia che la si osservi nella luce azzurra del mattino, sia nella luce rossastra del tramonto, sia nella luce giallognola di una lampadina a incandescenza, di notte. L’effettiva lunghezza d’onda della luce che costituisce l’immagine della mela sulla retina non viene avvertita.
2.         Il secondo esempio è la costanza con cui si percepisce la posizione di un oggetto situato in un ambiente stazionario durante i movimenti volontari degli occhi o della testa. Quando volgiamo gli occhi verso la tavola sulla quale è posata una mela, malgrado il movimento relativo al quale è soggetta l’immagine della mela sulla nostra retina, percepiamo che non è la mela a muoversi, bersi la nostra testa.
3.         Il terzo esempio è la costanza con cui si percepiscono le dimensioni di un oggetto mentre questo si sta avvicinando o allontanando. Se ci lanciano una mela, avvertiamo che il suo diametro rimane invariato, nonostante che l’immagine sulla nostra retina diventi di dimensioni maggiori via via che la mela si avvicina.
Questi tre esempi dimostrano che ciò che si percepisce non sono dati sensoriali bruti, bensì caratteristiche intrinseche (ossia indipendenti dall’osservatore) degli oggetti ricavate da questi dati bruti. Delbrùck si preoccupa di mettere in risalto che questo processo di astrazione avviene a livello preconscio e non può essere quindi oggetto di introspezione; un punto essenziale, questo, che «è spesso trascurato quando i fisici [che aderiscono al realismo ingenuo] discutono la natura della realtà, dato che essi hanno la tendenza a considerare sullo stesso piano le sensazioni presenti negli organi di senso e ciò che si mostra alla coscienza. La mente conscia non ha accesso ai dati bruti; riceve soltanto una porzione dell’input che ha subito un lungo processo di elaborazione». Tale processo di elaborazione è anche provvisto di significato evolutivo, dal momento che la quantità di input visivi che raggiunge gli occhi è casi enorme che senza un filtraggio preconscio dei dati bruti la mente sarebbe sopraffatta da una sorta di sovraccarico sensoriale.
Stent G., Introduzione a Delbruck M., “La materia e la mente”, Einaudi, pag. XIX

Delbrùck passa dall’epistemologia del realismo ingenuo a quella del realismo strutturalista. Il realismo strutturalista ha in comune col realismo ingenuo la credenza fondamentale che esista un mondo reale esterno e indipendente dall’esperienza. Tuttavia, avendo presente che ciò che raggiunge la coscienza è una struttura astratta derivante dalla trasformazione di dati sensoriali bruti, il «realista strutturalista» ammette che la realtà interiore è una costruzione mentale la cui effettiva corrispondenza con la realtà delle cose esterne è in principio inconoscibile.
Categorie quali quelle di colore, posizione e dimensioni di un oggetto hanno origine da circuiti di «elaborazione dati» che fanno strutturalmente parte della rete neuronale del cervello — ossia sono a priori.
Ma se queste categorie sono aprioristicamente sovrapposte alla realtà, come può accadere che esse risultino casi ben adeguate al mondo esterno?
A questo proposito, Delbrùck propone la soluzione suggerita quarant’anni fa da Konrad Lorenz: ciò che è a priori per l’individuo è a posteriori per la specie. In altri termini, se i nostri circuiti cerebrali innati riescono così bene a percepire la realtà, ciò è conseguenza soltanto del fatto che la nostra storia evolutiva è stata guidata dalla selezione naturale: se gli ominidi primitivi avessero percepito le mele rosse come prive di colore, le mele ferme come in moto o le mele grandi come piccole, si sarebbero estinti.
Stent G., Introduzione a Delbruck M., “La materia e la mente”, Einaudi, pag. XX

Sviluppo delle capacità cognitive del neonato e del bambino

Ciò nonostante, le scoperte della neurobiologia dello sviluppo hanno mostrato, tanto a livello neurofisiologico quanto percettivo e cognitivo, che designare queste categorie come a priori non significa affatto che siano già presenti, pienamente sviluppate, fin dalla nascita. Al contrario, esse hanno origine in epoca postnatale come risultato di una interazione dialettica fra il mondo e il sistema nervoso in via di sviluppo. Per chiarificare la natura ditale interazione Delbrùck fa appello a Jean Piaget, una delle figure principali nel panorama dello strutturalismo. Negli anni venti Piaget apri quella che Delbrùck chiama «una miniera d’oro per l’indagine epistemologica, che i filosofi hanno trascurato per millenni», avviando una ricerca sperimentale sullo sviluppo delle capacità cognitive del neonato e del bambino. I risultati di questi studi portarono a riconoscere che le categorie kantiane inerenti alla mente si formano gradualmente durante l’infanzia attraverso una successione di differenti stadi di sviluppo.
1.         Il primo di questi è il cosiddetto periodo sensomotorio (dalla nascita fino ai due anni), durante il quale la mente infantile costruisce le categorie di spazio, tempo, oggetto e causalità. Queste categorie maturano di pari passo con lo sviluppo nel neonato della coordinazione fra mano, occhio, orecchio e tatto e della capacità di seguire e afferrare gli oggetti in movimento. Si dovrebbe nondimeno osservare che nella loro forma iniziale queste nozioni epistemologiche di base non possiedono ancora le loro caratteristiche adulte, vale a dire kantiane. Per quanto concerne lo spazio e il tempo, questi non hanno in origine quelle prerogative di assolutezza e reciproca indipendenza che acquisteranno soltanto in seguito, essendo invece inizialmente concepiti come relativi e interconnessi. Per quanto riguarda la causalità, la sua genesi si deve rintracciare nel nesso che il bambino ipotizza esistere fra ciò che desidera o si propone e ciò che realmente accade; soltanto in seguito, la nozione di causalità si evolve fino a divenire un nesso logicamente inferito fra eventi contigui nel tempo, quantunque non necessariamente nello spazio. La rigida concezione scientifica di un mondo deterministica emerge soltanto nel momento in cui si dissolve la connessione infantile fra volizione e realtà e matura la credenza che tutte le relazioni che collegano gli eventi non siano mentali, bensì fisiche.
2.         Durante il secondo periodo, quello preoperativo (dai due fino ai cinque anni), la mente inizia a fare ragionamenti a memoria e per analogia, grazie all’impiego di rappresentazioni simboliche di oggetti mediante parole o altri oggetti.
3.         Durante il terzo periodo, detto operativo concreto (dai cinque fino ai dieci anni), la mente acquisisce la capacità di classificare e ordinare insiemi di oggetti, sviluppando anche il concetto di conservazione delle proprietà continue, come quantità, peso e volume.
4.         Nel quarto e ultimo periodo, quello operativo formale (dai dieci fino ai quattordici anni), la mente inizia a sviluppare il pensiero proposizionale, i cui enunciati e asserti presuppongono che ciò effettivamente accade nel mondo reale costituisce solo un semplice sottoinsieme di tutto ciò che potrebbe accadere in una moltitudine di mondi possibili.
Stent G., Introduzione a Delbruck M., “La materia e la mente”, Einaudi, pag. XXII

Il «mesocosmo » e gli spazi e i tempi estremamente piccoli (il microcosmo), oppure estremamente grandi (il macrocosmo)

A questo punto Delbrùck anticipa un aspetto fondamentale delle posizioni epistemologiche di Bohr. La mente con le sue categorie a priori rappresenta evidentemente, sia nelle sue origini filogenetiche che in quelle ontogenetiche, un adattamento diretto a fronteggiare con successo il mondo reale di medie dimensioni, ossia il mondo della nostra esperienza diretta, più o meno pochi ordini di grandezza. [Questo mondo è stato di recente denominato «mesocosmo » da Gerhard Vollmer (1984) in un saggio di epistemologia evolutiva, il cui punto di vista presenta notevoli analogie con quello di Delbrùck]. Non desta dunque sorpresa che molte di queste categorie debbano essere abbandonate o modificate nel momento in cui la nostra ricerca della conoscenza si avventura al di fuori di queste medie dimensioni (il mesocosmo) per occuparsi di spazi e tempi estremamente piccoli (il microcosmo), come nella fisica atomica e delle particelle elementari, oppure estremamente grandi (il macrocosmo), come nella cosmologia o nello studio dell’evoluzione. Ed è proprio in questi tentativi di spingere sempre più lontano la nostra comprensione dell’universo che si incontrano profondi paradossi.
Stent G., Introduzione a Delbruck M., “La materia e la mente”, Einaudi, pag. XXIII

Siamo già un riciclaggio. Il Sole è già esploso

La notevole abbondanza di elementi pesanti nel nostro sistema solare implica quindi che il nostro Sole è di fatto una stella di seconda generazione, che si è formata attraverso la condensazione dei detriti conseguenti la morte di una precedente stella esplosa come supernova. Dato che i sistemi planetari si costituiscono in concomitanza con la formazione delle relative stelle, il nostro sistema solare, e con esso il pianeta Terra, deve essersi perciò formato circa 4,5 miliardi di anni fa, per la condensazione di quegli stessi detriti stellari che diedero origine al Sole.
Delbruck M., “La materia e la mente”, Einaudi, pag. 13

In un gran numero di eucarioti primitivi si manifesta il cosiddetto fototropismo, ossia la risposta deterministica dell’accrescimento alle sorgenti luminose.

Un esempio di percezione della luce nei procarioti è fornito dalla fototassi (la tendenza, cioè, a evitare le regioni buie dell’ambiente circostante) dei batteri fotosintetici. La fototassi batterica si attua secondo almeno due modalità:
la prima è una risposta stocastica che consiste in un cammino aleatorio, analogamente a quanto accade nella chemiotassi; la seconda, invece, è una risposta deterministica. I batteri il cui movimento è regolato da una risposta stocastica, quando percepiscono di nuotare secondo un gradiente luminoso negativo, cessano semplicemente di nuotare finché il moto browniano non dia loro una nuova direzione, e quindi riprendono il movimento. In tal modo, il percorso complessivo del loro nuoto aleatorio risulta deviato nella direzione dell’intensità luminosa più elevata.
In un gran numero di eucarioti primitivi si manifesta il cosiddetto fototropismo, ossia la risposta deterministica dell’accrescimento alle sorgenti luminose. Il fungo Phycomyces, ad esempio, sebbene non ricorra alla fotosintesi come fonte di energia, sfrutta il fototropismo per guidare la crescita del peduncolo in direzione della sorgente di luce, al fine di collocare i corpi fruttiferi situati all’estremità del peduncolo stesso in una posizione ottimale per la dispersione delle spore. In effetti, il peduncolo del corpo fruttifero funziona come una lente cilindrica capace di mettere a fuoco la luce, il che consente al fungo di percepire la direzione di massima illuminazione. Dato che Phycomyces è anche in grado di percepire l’accelerazione gravitazionale, il suo peduncolo cresce in direzione sostanzialmente verticale (geotropismo negativo). Esso è infine capace di rilevare la presenza di una superficie solida: infatti, indipendentemente dall’illuminazione, percepisce la presenza di una tale superficie alla distanza di circa un millimetro crescendo in modo da allontanarsene. Non è noto precisamente secondo quale meccanismo Phycomyces effettui questo atto di percezione, per quanto esso probabilmente comporti l’emissione di sostanze gassose o volatili, prodotte da Phycomyces stesso, oppure presenti nell’ambiente.
Delbruck M., “La materia e la mente”, Einaudi, pag. 31

Il confronto genetico fra il mais attuale e il teosinte

Il confronto genetico fra il mais attuale e il teosinte, la graminacea selvatica che è il progenitore del mais, fornisce informazioni. Sebbene il mais e il teosinte siano piante morfologicamente dissimili, i loro genomi differiscono soltanto per un esiguo numero di mutazioni. In effetti, incrociando il mais attuale con il teosinte, si producono ibridi assai simili al mais primitivo coltivato dagli Indiani del Nord America circa 7000 anni fa, il che suggerisce che i coltivatori dell’età della pietra poterono derivare il mais dal teosinte selezionando poche mutazioni di regolazione.
Delbruck M., “La materia e la mente”, Einaudi, pag. 49

Il primo strumento costruito allo scopo di cacciare furono le bolas

I predecessori dell’uomo predavano le carogne degli animali uccisi dai grandi felini, entrando cosi in competizione con le iene per la spartizione dei resti. Leakey ha tentato di ripetere questo tipo di razzie nella savana africana attuale ed è riuscito, usando soltanto i mezzi di cui potevano presumibilmente disporre gli antichi ominidi, a scacciare le iene e ottenere parti delle carcasse di animali uccisi da altri predatori. E’ opinione di Leakey che questa pratica di nutrirsi di carogne abbia per un lungo periodo di tempo preceduto la caccia con uso di utensili. Secondo lui, infine, il primo strumento costruito allo scopo di cacciare furono le bolas, un’arma costituita da due pietre legate insieme da una striscia di cuoio.
Delbruck M., “La materia e la mente”, Einaudi, pag. 64

Un cervello in tre parti

Un cervello in tre parti — che comunicano con il resto del corpo tramite il midollo spinale. I dati sensoriali dei recettori olfattivi del naso giungono al proencefalo, quelli dei fotorecettori dell’occhio al mesencefalo (del quale, da un punto di vista embriologico, la retina non è che una parte), quelli, infine, dei recettori acustici dell’orecchio al rombencefalo. Sovrapposto al rombencefalo si trova il cervelletto, un organo che assolve complesse funzioni di coordinazione della sensibilità e della motilità.
Delbruck M., “La materia e la mente”, Einaudi, pag. 74

Perdere una parte delle sue proprietà topologiche: da esso sono state già ricavate le informazioni essenziali

La distribuzione delle connessioni sinaptiche stabilite dalle fibre genicolate laterali con le cellule nervose dell’area 17 è tale che nel corso della proiezione dalla retina alla corteccia visiva risultino conservate le proprietà topologiche dell’immagine del campo visivo. In altre parole, sebbene la forma dell’area 17 sia assai diversa da quella della retina, punti contigui nell’immagine visiva vengono tuttavia «visti » da parte di punti contigui sulla corteccia visiva.
Dall’area 17, si dipartono ulteriori proiezioni a differenti aree della corteccia visiva, denominate aree 18 e 19, nelle quali le proprietà topologiche dell’immagine visiva vengono ancora conservate. Quando invece, dalle aree 18 e 19 l’input visivo viene nuovamente trasmesso ad altre aree corticali per subire ulteriori processi di elaborazione, esso viene a perdere una parte delle sue proprietà topologiche.
La ragione di ciò sta probabilmente nel fatto che nel momento in cui l’input visivo lascia le aree 18 e 19 da esso sono state già ricavate le informazioni essenziali sulle correlazioni spaziali delle varie componenti dell’immagine; le successive elaborazioni cui è sottoposto riguardano soltanto livelli di astrazioni più elevati come la forma, il colore o l’identità degli oggetti nel campo visivo.
Delbruck M., “La materia e la mente”, Einaudi, pag. 94

Lo schizzo dell’artista corrisponde in qualche modo a una fase intermedia del processo

Hubel e Wiesel trovarono che singole cellule nervose della corteccia visiva rispondono soltanto a particolari schemi di luce-oscurità che compaiono nell’area del campo visivo, ignorando al contrario stimoli che si presentino secondo altri schemi. Un tipo di cellule risponde solamente a margini rettilinei di contrasto fra luce e oscurità che abbiano una particolare orientazione rispetto agli assi del corpo dell’animale. Un altro tipo di cellule risponde invece soltanto a margini rettilinei di contrasto fra luce e oscurità che siano dotati di un’orientazione particolare e che si muovano in una particolare direzione e con una particolare velocità attraverso il campo visivo. In tal modo, le cellule nervose dell’area 17 della corteccia cerebrale effettuano un ulteriore processo di astrazione dell’input visivo. Mentre le cellule gangliari della retina ricavano dall’attività dei fotorecettori retinici informazioni circa il contrasto di luce all’interno di singole, piccole aree circolari dell’immagine, le cellule corticali dell’area 17 estrapolano informazioni riguardanti il contrasto di luce indotto da insiemi composti da molte di queste piccole aree disposte lungo linee rette di particolare orientazione.
Questa funzione delle cellule corticali scoperta da Hubel e Wiesel trova spiegazione nell’ambito di una teoria della percezione visiva delle forme proposta da David Marr negli anni settanta. La teoria di Marr prende avvio dall’esperienza del tutto comune secondo la quale una scena reale e lo schizzo di questa stessa scena a opera di un artista inducono percetti simili in chi guarda, nonostante esse diano luogo a immagini retiniche assai differenti. Questo fenomeno suggerisce che lo schizzo dell’artista corrisponde in qualche modo a una fase intermedia del processo tramite il quale il percetto viene estrapolato dall’immagine della scena reale. Sulla base di queste premesse, l’idea di Marr è che la percezione inizi con la trasformazione dell’immagine retinica in ciò che egli denomina l’abbozzo primitivo (primalsketch). Infatti, tanto il disegno, quanto l’interpretazione dell’abbozzo primitivo presuppongono implicitamente la conoscenza da parte di colui che percepisce del fatto che le linee di contorno, e quindi le forme, degli oggetti nel campo visivo esterno sono rappresentate da aree nell’immagine dove si ha un brusco cambiamento di intensità luminosa. Cosi, per rendere esplicita la presenza di linee di contorno, che sono soltanto implicite nell’immagine, occorre innanzitutto descrivere in che modo l’intensità luminosa cambi da un punto all’altro dell’immagine: questa descrizione costituisce appunto l’abbozzo primitivo.
Al fine di produrre l’abbozzo primitivo, l’immagine deve essere sottoposta esattamente a quello stesso tipo di analisi dei contrasti di luce che è eseguito dai neuroni dell’area 17 della corteccia visiva. Secondo Marr, questi neuroni sarebbero deputati a misurare la velocità di cambiamento dell’intensità luminosa lungo una direzione assegnata, in modo che, analizzando simultaneamente l’intera immagine, l’insieme di tutti questi neuroni è in grado di desumere da essa quale sia lo schema complessivo di variazione spaziale dell’intensità luminosa. Nell’ abbozzo primitivo, proprio come nello schizzo di un artista, ogni linea rappresenta la posizione e l’orientazione di un cambiamento di intensità luminosa nell’immagine; esso precisa, perciò, la posizione, la direzione, la grandezza e l’estensione spaziale dei gradienti di intensità luminosa che sono presenti nell’immagine. La teoria di Marr prevede infine che lo stadio successivo del processo di percezione visiva — che probabilmente viene compiuto dai neuroni delle aree corticali 18 e 19 — determini quali linee dell’abbozzo primitivo corrispondano effettivamente a linee di contorno di qualche oggetto.
Delbruck M., “La materia e la mente”, Einaudi, pag. 98

La visione frontale

Questa abilità nel predare piccoli animali ha conferito alla visione frontale e « focale » un notevole vantaggio selettivo. In primo luogo, il predatore per afferrare la preda deve averla di fronte e guardare quindi innanzi a sé. A tal fine, gli occhi frontali dànno un’immagine di qualità ottica assai superiore a quella degli occhi laterali, dato che nei primi la visione in direzione anteriore avviene lungo l’asse ottico del cristallino, mentre nei secondi avviene lungo una retta formante un angolo ampio con l’asse ottico, il che è causa di considerevoli aberrazioni ottiche. In realtà, per minimizzare aberrazioni di tal genere, che sono presenti anche negli occhi frontali, l’apparato visivo dei primati si concentra soprattutto su quella parte dell’immagine che cade nella regione centrale della retina, cioè sulla fovea. Ne segue che una parte sproporzionatamente estesa della corteccia visiva del cervello dei primati è deputata a elaborare l’input visivo foveale. In secondo luogo, l’abilità di mettere a fuoco lo stesso oggetto con entrambi gli occhi offre al predatore la possibilità di compiere stime stereoscopiche sia della direzione che della distanza della preda. Per rendere massima l’utilità della visione binoculare stereoscopica, èinoltre necessaria una buona coordinazione mano-occhio da parte del cervello.
Per acquisire la visione frontale si dovette comunque pagare un prezzo, ossia la perdita della capacità di vedere dietro la testa, che rende possibile mettersi tempestivamente in allarme se qualche nemico o predatore si avvicina alle spalle. I primati compensarono questa perdita in due modi differenti, ciascuno appropriato per un differente stile di vita. Un modo consistette nello sviluppo di un sistema di localizzazione dei suoni assai efficiente, allo scopo di udire l’avvicinarsi di una causa di pericolo. Questa soluzione fu adottata dalle proscimmie, come i lemuri, e dai carnivori che possiedono una visione frontale, come i cani e i gatti. L’altra soluzione, adottata dai primati antropoidi, che comprendono l’uomo, consistette invece nello sviluppo di un’organizzazione sociale complessa, che comprendesse segnali facciali di allarme, nonché un vocabolario di richiami di allarme. (A sostegno della reale esistenza di un tale vocabolario, si potrebbe osservare che alcune specie di scimmie possiedono tre richiami nettamente distinti, uno per avvisare della presenza di serpenti, un altro per avvisare di quella di predatori terrestri e l’ultimo di quella di predatori dal cielo. Il vantaggio di un vocabolario di richiami sta nel fatto che le scimmie in fuga possono sapere in anticipo quale tipo di azione elusiva intraprendere senza avere la necessità di vedere la causa dell’allarme).
Delbruck M., “La materia e la mente”, Einaudi, pag. 102

Come fanno i due emisferi a dare origine a una sola mente?

Come mai la mente percepisce un oggetto come un tutto e il mondo come un unico mondo reale, se il cervello consiste di due emisferi? Per porre il problema in altro modo: come fanno i due emisferi a dare origine a una sola mente? Dalla nostra discussione precedente, sappiamo che la metà destra del campo visivo si proietta sulla metà sinistra della corteccia visiva, mentre quella sinistra sulla metà corticale destra. Si ha una simile via incrociata anche per quanto riguarda la proiezione del campo acustico alla corteccia udiriva e le proiezioni che si dipartono dalle aree motrici della corteccia, destra e sinistra, le quali inviano i loro comandi ai muscoli del lato opposto del corpo. L’esistenza di due metà del cervello non è in se stessa sorprendente, dato che il corpo umano è globalmente a simmetria bilaterale. Queste due metà devono in ogni caso essere in comunicazione, in quanto hanno un comportamento coordinato.
Si potrebbe pensare che questa coordinazione o integrazione delle due metà debba aver luogo in qualche organo che non abbia simmetria bilaterale, ma sia invece unico, rispecchiando l’unità della mente.
Delbruck M., “La materia e la mente”, Einaudi, pag. 112

Lateralizzazionedelle diverse facoltà corticali

Nella nostra ricerca della mente dobbiamo concentrare la nostra attenzione sulla corteccia cerebrale, che è l’organo della coscienza e del linguaggio. Ma la coscienza e il linguaggio si riferiscono alla medesima funzione? Sicuramente no, perché altrimenti non ci mancherebbero mai le parole per esprimere i nostri pensieri. Ma come possiamo essere coscienti di qualcosa che siamo incapaci di esprimere verbalmente? A questo proposito, le ricerche sulla lateralizzazione delle diverse facoltà corticali hanno rivoluzionato le nostre conoscenze. Le due metà della corteccia sono di norma tanto intimamente integrate che risulta assai difficile indagare le loro funzioni individuali. Da alcuni anni, tuttavia, i chirurghi hanno introdotto, per pazienti affetti da epilessia grave, un’operazione nella quale viene sezionato il corpo calloso, un voluminoso fascio di fibre nervose che connette i due emisferi cerebrali. L’osservazione superficiale ditali pazienti dopo l’operazione rivelava, sorprendentemente, che essi parevano non aver sofferto alcuna perdita né delle loro normali percezioni, né delle loro attività motorie, né del loro eloquio. Ma studi più approfonditi, condotti da Roger Sperry, su pazienti con « cervello sezionato » (split brain) misero in luce una situazione sconcertante. E possibile realizzare stimoli visivi, uditivi, o tattili che raggiungano soltanto uno dei due emisferi: in questo caso, l’altro emisfero non viene a sapere assolutamente nulla di questi stimoli. Ciò si può dimostrare sperimentalmente chiedendo al paziente di identificare — toccando, poniamo, con la mano destra, che è controllata dall’emisfero sinistro — un oggetto che vede nella metà sinistra del suo campo visivo, e il cui input visivo giunge pertanto all’emisfero destro. Il paziente non può farlo, sebbene l’istruzione verbale venga data a entrambe le metà del cervello. Fatto ancor più sorprendente, l’emisfero destro è incapace di esprimere per via verbale ciò che « sa», anche se questa conoscenza è senza dubbio presente, dato che l’emisfero destro è in grado di utilizzarla per risolvere compiti mentali complessi.
Come si possono spiegare questi risultati sorprendenti?
Come abbiamo visto nel capitolo vi, le aree corticali deputate alla produzione del linguaggio non sono distribuite in maniera simmetrica su entrambi gli emisferi, bensi sono situate su un solo emisfero (usualmente quello sinistro). Quando il corpo calloso viene reciso l’emisfero sinistro, cui appartengono i centri di produzione del linguaggio, non ha la minima idea di che cosa si stia mostrando a quello destro. Quest’ultimo, ciò nonostante, per quanto non possieda la facoltà dell’eloquio, è in grado di svolgere indipendentemente una grande quantità di operazioni mentali. Questa dicotomia cerebrale si spinge fino al punto che un paziente può mostrare una reazione emotiva, poniamo un sorriso, vedendo un disegno con il cervello destro, ma, se gli si domanda perché sorrida, il cervello sinistro preposto all’espressione verbale può solamente riconoscere di ignorarlo. Queste profonde scoperte dimostrano che abbiamo due menti sotto lo stesso tetto, due menti che di solito sono cosi bene integrate da non apparire separate; esse comunicano l’una con l’altra mediante il corpo calloso, e comunicano con l’esterno tramite una sola voce, controllata dalla mente sinistra.
L’emisfero destro, l’emisfero che non può parlare, ha una coscienza? Di certo ha una mente, nel senso che può udire e comprende re il linguaggio e rispondere a domande m modo razionale, non attraverso l’eloquio, bensf risolvendo problemi. Se si volesse chiamare tutto ciò coscienza sarebbe soltanto una questione di terminologia, e la terminologia in questo campo non si è ancora stabiizzata. In ogni caso, l’unità della mente in un soggetto normale è palesemente il risultato di un accordo fra i due emisferi mediato dal corpo calloso.
Delbruck M., “La materia e la mente”, Einaudi, pag. 116

Il processo ontogenetico di maturazione della mente

Il processo ontogenetico di maturazione della mente, come descritto da Piaget, ha inizio con lo sviluppo delle nozioni di spazio, di tempo e di oggetto e prosegue, un po’ più tardi, con lo sviluppo delle idee di causalità, logica, insieme e numero. Queste categorie cognitive hanno origine in diversi periodi dello sviluppo.
1.         Il primo ditali periodi è quello sensomotorio (dalla nascita fino all’età di due anni), durante il quale i bambini costruiscono i concetti di oggetto, spazio e
causalità.
2.         Il secondo periodo è quello preoperativo (dai due fino ai cinque anni), durante il quale i processi di pensiero del bambino iniziano a fare uso di simboli, sia sotto forma di immagini mentali, che si sviluppano dall’imitazione e divengono via via più interiorizzate, sta sotto forma di parole, come rappresentazioni simboliche di oggetti ed eventi. E inoltre possibile che un oggetto venga considerato simbolo di un altro oggetto, come accade per esempio nei giochi di immaginazione e di finzione. In questo periodo i bambini iniziano anche a fare ragionamenti a memoria e per analogia.
3.         Nel periodo successivo, detto operativo concreto (dai cinque fino ai dieci anni), i bambini sono in grado di effettuare operazioni mentali su oggetti concretamente presenti; sono capaci di classificare, costruire delle strutture gerarchiche, cominciano a comprendere le relazioni d’ordine (ordinamento in serie), afferrano l’equivalenza di insiemi e fanno un uso effettivo dell’immaginazione. Più avanti, in questo stesso periodo, compare il concetto di conservazione di proprleta continue, come quantità, peso e volume.
4.         L’ultimo stadio è quello delle operazioni formali (dai dieci fino ai quattordici anni), durante la quale il mondo reale viene concepito come un elemento dell’insieme dei mondi possibili. Diventa quindi possibile il pensiero proposizionale, i cui asserti ed enunciati possono essere veri o falsi.
Delbruck M., “La materia e la mente”, Einaudi, pag.

Sebbene l’età alla quale i singoli bambini raggiungono l’uno o l’altro di questi periodio stadi sia alquanto variabile, la successione dei vari stadi non cambia

Ciascuno di questi periodi si può suddividere in un certo numero di stadi ulteriori, che sono caratterizzati da differenti strutture intellettuali.
Fra le conclusioni cui giunge Piaget, una delle più notevoli è che, sebbene l’età alla quale i singoli bambini raggiungono l’uno o l’altro di questi periodio stadi sia alquanto variabile, la successione dei vari stadi non cambia. Che l’ordine degli stadi sia sempre lo stesso significa necessariamente che l’inizio di uno stadio presuppone il completamento dello sviluppo che caratterizza tutti gli stadi precedenti. Ogni stadio è integrato con se stesso, in rapporto a uno stato di equilibrio di tutti gli elementi che compongono la facoltà cognitiva del bambino.
Delbruck M., “La materia e la mente”, Einaudi, pag. 129

La lobby degli Ebrei americani ha troppa influenza in politica estera

Il paradosso che segue ebbe origine nel mondo reale della politica. Nell’autunno del 1974, il generale George Brown, capo di Stato maggiore, cosi si espresse durante un discorso: «La lobby degli Ebrei americani ha troppa influenza in politica estera». La lobby degli Ebrei sollevò allora una protesta chiedendo al presidente Ford le dimissioni del generale Brown. Che cosa avrebbe dovuto fare Ford? Destituire il generale dimostrando cosi che aveva ragione, oppure non destituirlo dimostrando cosi che aveva torto? Il presidente — evidentemente tanto ferrato in logica quanto il viaggiatore del paradosso precedente — decise di convocare il generale alla Casa Bianca e di rimproverano per aver fatto una « osservazione avventata», senza confermare né smentire la sua asserzione (e confinandola perciò nella categoria degli enunciati indecidibili, che esamineremo nel prossimo capitolo).
Delbruck M., “La materia e la mente”, Einaudi, pag. 184

Il linguaggio: non fu la caccia organizzata a fornire la pressione selettiva per l’evoluzione del linguaggio

Per arrivare a comprendere la funzione biologica del linguaggio, sarebbe molto importante sapere come e quando esso si sia evoluto, ma a questo riguardo si brancola nel buio. Il linguaggio fluente è antico quanto l’umanità, che risale, come è oggi chiaramente documentato, almeno a tre milioni di anni fa? Oppure esso si è sviluppato soltanto 40 000 anni fa, contemporaneamente alla domesticazione del fuoco, sviluppandosi attorno ai focolari, quando c’era agio di parlare relativamente al sicuro dai predatori?
Una teoria alquanto in voga sostiene che l’evoluzione del linguaggio fu connessa alla pratica di cacciare mammiferi di grossa taglia. La caccia in gruppo rende necessaria l’organizzazione di interazioni complesse fra numerosi individui, nonché l’insegnamento di tecniche specializzate. Il fatto che gli uomini impegnati nella caccia si assentino a lungo comporta che si debbano approntare accampamenti sicuri per le donne, gli anziani e i bambini. E naturale pensare che tutte queste attività potessero essere molto agevolate dalla comunicazione verbale e che pertanto l’evoluzione delle capacità linguistiche ne risultasse favorita. Ciò nonostante, Louis Leakey, uno dei più eminenti studiosi di evoluzione umana, sostiene che non fu la caccia organizzata a fornire la pressione selettiva per l’evoluzione del linguaggio. Partecipando alle spedizioni di caccia di alcune tribù primitive contemporanee, Leakey constatò infatti con sorpresa che i cacciatori, per comunicare fra loro, ricorrono al linguaggio soltanto in misura minimale e che l’arte della caccia e della fabbricazione di utensili vengono insegnate ai neofiti soprattutto mediante l’esempio pratico, senza molte indicazioni verbali.
Una variante della teoria secondo la quale la prima origine del linguaggio si deve individuare nell’ambito della caccia asserisce invece che furono le donne che rimanevano all’accampamento a sviluppare il linguaggio durante la raccolta di vegetali commestibili. Tuttavia Leakey scopri, nuovamente con sorpresa, che, nelle tribù di cacciatori-raccoglitori contemporanee, le donne, mentre sono fuori per la raccolta, parlano poco, proprio come gli uomini durante la caccia. Il motivo del loro silenzio sta nel fatto che esse combinano la raccolta con la caccia di piccoli animali, quali lucertole e uccelli. Cosi, nessuna delle due teorie che mettono in relazione l’origine del linguaggio con la caccia pare molto plausibile.
Secondo Leakey fu principalmente l’uso del fuoco che spinse l’uomo a sviluppare le sue facoltà linguistiche. Nelle tribù primitive, le sere durante le quali il fuoco non è acceso si tace, a causa dei pericoli che si celano nelle tenebre. Soltanto intorno al fuoco dell’accampamento, che dà sicurezza tenendo alla larga gli animali pericolosi, si può essere abbastanza tranquilli e rilassati per conversare comodamente. Poiché, tuttavia, l’operazione di estrapolare dagli usi sociali di tribù primitive contemporanee il comporta. mento dei nostri antichi progenitori può avere ben poche pretese di validità, non rimane altro che affermare che le origini del linguaggio umano rimangono avvolte nel mistero.
Si può pertanto considerare ciascuna lingua umana come un modo di rappresentare significati attraverso suoni e viceversa. Il linguaggio dell’uomo può essere definito in base alle seguenti caratteristiche, del tutto generali.
1.         Da un piccolo numero di elementi fonici dettifonemi si formano, attraverso un procedimento combinato-rio, un gran numero di simboli dotati di significato (le parole). Esempi di fonemi sono la b di boy, la t di toy, o la o di box. Nelle migliaia di lingue parlate dall’uomo si impiegano soltanto circa settanta differenti fonemi. Alcune lingue impiegano solamente dieci fonemi, mentre altre usano tutti i settanta fonemi disponibili. L’inglese fa uso di circa trenta fonemi.
2.         Formiamo delle frasi, creando catene logiche di simboli (parole) secondo un numero finito di regole grammaticali che rendono possibile generare, a partire da un vasto numero di parole, un numero virtualmente illimitato di frasi differenti.
3.         Usiamo queste frasi per azioni di socializzazione.
4.         Noi tutti abbiamo la capacità innata di produrre i circa settanta fonemi e di apprendere dagli adulti a parlare ogni linguaggio naturale — di apprendere, cioè, le sue parole e la sua grammatica.
Delbruck M., “La materia e la mente”, Einaudi, pag.

Come si faccia ad accedere a questa memoria ogni volta che si dice o si ascolta una data parola rimane un mistero

Infatti i simboli che costituiscono il linguaggio umano hanno una « doppia articolazione», il che significa che essi comprendono un piccolo insieme di elementi (fonemi) che non hanno nessun significato in se stessi ma assolvono il solo scopo di differenziare significati distinti e un insieme più esteso di elementi provvisti di significato (detti «morfemi»), ossia parole.
E’ evidente che sia la produzione, sia la comprensione del linguaggio dipendono pesantemente dalla memoria: un soggetto che parli correntemente una lingua ha migliaia di morfemi immagazzinati nella sua memoria, ossia le parole di quella lingua, e, qualora ne conosca più di una, varie parole sono immagazzinate separatamente per uno stesso significato. Ma come si faccia ad accedere a questa memoria ogni volta che si dice o si ascolta una data parola rimane un mistero. Ogni parola è immagazzinata insieme a svariate informazioni a essa collegate, quali il suo significato, il suo suono, la sua ortografia, la sua categoria grammaticale.
Delbruck M., “La materia e la mente”, Einaudi, pag. 295

I bambini monologano, «pensando ad alta voce » le azioni che stanno per compiere

All’età di sei anni più della metà delle espressioni linguistiche infantili, in situazioni tipiche di un asilo, sono egocentriche (non servono cioè per comunicare): i bambini monologano, «pensando ad alta voce » le azioni che stanno per compiere. Il linguaggio è soltanto l’indice di una struttura di pensiero, una variabile dipendente. Come ben sa qualsiasi genitore, i bambini lo trovano difficile, perfino superfluo, per comunicare informazioni di carattere implicito. Quando vi sono costretti, essi « leggono ad alta voce» lo svolgersi delle loro percezioni, senza preoccuparsi di comunicare qualcosa che già conoscono. Questo comportamento differisce in maniera radicale dalle manifestazioni vocali proprie degli animali, le quali sono ereditate e non hanno niente a che fare con l’interiorizzazione del pensiero.
L’ordine delle parole ha un ruolo grammaticale differente nelle varie lingue. In latino le relazioni grammaticali sono fissate quasi completamente mediante modificazioni delle parole, sicché l’ordine nel quale queste sono disposte non svolge quasi alcun ruolo. Nella lingua cinese, al contrario, l’ordine grammaticale delle parole è fondamentale. In inglese, infine, sia l’ordine delle parole, sia le preposizioni, sia le relazioni semantiche fra parole hanno tutti una precisa funzione grammaticale. Quindi, per interpretare una frase inglese, è necessario esaminare la sua struttura interna facendo astrazione dall’effettivo ordine delle parole. A tale scopo, si deve dividere la frase in sintagmi che si riferiscono a chi compie l’azione (il soggetto), all’azione stessa (il verbo) e all’oggetto dell’azione — bisogna cioè farne l’analisi logica.
Delbruck M., “La materia e la mente”, Einaudi, pag. 300

Programmi che simulano i dialoghi con persone

L’intelligenza artificiale ha cercato di realizzare un altro programma di ricerca, ben più ambizioso e coronato così da ben poco successo: pro. gettare macchine in grado di produrre e comprendere il linguaggio umano. Consideriamo uno dei primi esempi di programmi ideati da K. M. Colby [Il programma di cui si tratta nel testo è ELIZA di J. Weizenbaum. Colby è autore di un programma simile, PARRY, che simula un paziente paranoico. N. d. T.]. al fine di consentire lo svolgersi di un dialogo fra un calcolatore e un essere umano. Si tratta di uno « psicoterapeuta automatico » che conversa con un paziente tramite un terminale:
Terapeuta:     Come posso aiutarti?
Paziente:       Non so.
Terapeuta:     Cerca di raccontarmi qualcosa.
Paziente:       No.
Terapeuta:     Puoi spiegarti meglio?
Paziente:       Oggi sono stanco e malato.
Terapeuta:     Hai idea del perché?
Paziente:       Si, sono vecchio.
Terapeuta:     Continua, per favore.
Paziente:       Mi sembra di aver perduto interesse a tutto.
Terapeuta:     Dimmi qualcosa di più su queste tue sensazioni.
Paziente:       Credo di avere un’idea del perché mi sento cost.
Terapeuta:     Certo.
Paziente:       Mi sembra che mi manchi una famiglia.
Terapeuta:     Qual è la ragione per cui senti che ti manca una famiglia?
Paziente:       È  un problema difficile da risolvere.
Terapeuta:     Perché è cosi importante per te?
Questa conversazione può forse dare l’impressione che la macchina capisca le risposte del paziente alle domande poste dal programma. In realtà, la macchina non analizza affatto la struttura delle frasi del paziente, ma è semplicemente programmata per rispondere selezionando poche espressioni chiave e incorporandole in alcune frasi stereotipate. Norbert Bjschof cita questo dialogo discutendo della dicotomia cartesiana. Alla domanda come facciamo a sapere se un oggetto sia dotato di facoltà mentali Bischof risponde che lo sappiamo in base alla nostra percezione soggettiva. Il paziente ritiene quindi che il suo interlocutore via telescrivente sia dotato di facoltà mentali a seconda che gli enunciati elaborati dal programma corrispondano o meno ai suoi criteri personali di valutazione della competenza linguistica.
Il programma di Colby non riesce in effetti a dare al paziente l’impressione di conversare con un essere intelligente. Ciò nonostante, per quanto rudimentale sia, può suscitare delle emozioni nei pazienti, come mostra la fine di uno di questi dialoghi:
Paziente:       Non capisco.
Terapeuta:     Vuoi capire?
Paziente:       Ti odio, stupida macchina.
Terapeuta:     Che cos’è che non ti piace in me?
Paziente:       Non hai sentimenti.
Terapeuta:     Che cosa vuoi dire?
Paziente:       Voglio dire che non puoi avere le mie stesse percezioni perché non sei altro che una macchina.
Terapeuta:     Dimmi di più su queste tue sensazioni.
Paziente:       Noi non stiamo comunicando.
Terapeuta:     Sto facendo del mio meglio per comunicare con te.
Paziente:       Davvero?
Terapeuta:     Da che cosa lo vedi?
Paziente:       Che vuoi dire?
Terapeuta:     Prova soltanto a dire che significa per te.
Paziente:       Penso che tu sia completamente andata.
Delbruck M., “La materia e la mente”, Einaudi, pag. 303

Ricaviamo dalla teoria della relatività una concezione della realtà che è in conflitto con l’intuizione e, ciò nondimeno, fornisce una visione più vera ed esaustiva

Dal punto di vista dell’epistemologia evolutiva l’insegnamento principale che ricaviamo dalla teoria della relatività speciale e generale è il seguente: gli esseri umani sono organismi capaci di compiere operazioni concrete sulle loro rappresentazioni interne del mondo, oltrepassando i limiti percettivi a cui sono biologicamente vincolati. In tal modo sono liberi di costruire una concezione della realtà che è in conflitto con l’intuizione e, ciò nondimeno, fornisce una visione più vera ed esaustiva.
Delbruck M., “La materia e la mente”, Einaudi, pag. 323

Intuizione: operazione mentale concreta compiuta con facilità

Dato che in questo saggio ho fatto un uso piuttosto libero del vocabolo «intuizione», vorrei dire due parole per precisare in quale accezione lo intendo. Sull’intuizione esiste una sterminata letteratura filosofica, il che suggerisce che il significato di questo termine sia abbastanza vago che in suo nome si possono commettere molti peccati. Io ho usato questa parola per riferirmi a qualsiasi operazione mentale concreta compiuta con facilità. Esempi di operazioni mentali di questo genere sono dati dalla ricostruzione di oggetti tridimensionali a partire dalle loro proiezioni prospettiche in due dimensioni, oppure dalla «visualizzazione» dell’equivalenza di due insiemi fra i cui elementi si può stabilire una corrispondenza biunivoca (ad esempio, visualizzare, a memoria, il cardinale 7 come insieme di sette oggetti). Rimane comunque in certa misura arbitrario dove fissare la linea di demarcazione fra intuizione e deduzione logica.
Si è visto che le conseguenze epistemologiche fondamentali della teoria dei quanti sono contenute nel principio di indeterminazione di Heisenberg, che fissa una sorta di limite all’uso dei concetti sviluppati dalla fisica classica. Il problema è capire il più chiaramente possibile quale sia la natura di questo limite. Come riconciliare gli aspetti ondulatori e corpuscolari della luce e della materia? Il prlnclpio di complementarità di Bohr cerca di chiarificare questo rompicapo epistemologico. Esso afferma che sarebbe errato dire: «la luce e la materia consistono in realteì di particelle, ma purtroppo si verificano delle malaugurate circostanze che ci impediscono di seguire le loro traiettorie; così dobbiamo accontentarci di calcolare la probabilità delle loro posizioni approssimative, ricorrendo a un formalismo astruso che comporta variabili complesse e simboli il cui prodotto non è commutativo ». La maggior parte dei libri di testo presentano in questo modo l’insegnamento epistemologico della teoria dei quanti, un modo tuttavia sbagliato in quanto implica che un giorno o l’altro saremo forse capaci di superare queste malaugurate circostanze. Al contrario, seguendo Bohr, dobbiamo concludere che l’insegnamento della teoria dei quanti è troppo ricco per essere inquadrato nello schema della « realtà oggettiva » della fisica classica. Gli aspetti ondulatorio e corpuscolare degli oggetti fisici si escludono l’uno con l’altro.
La teoria dei quanti riconcilia due realtà alternative: fra queste spetta all’osservatore scegliere quale delle due fare accadere. Una delle varie conseguenze della teoria dei quanti è la perdita delle categorie di identità e di conservazione degli oggetti, nonché una netta limitazione della categoria di causalità. Al momento della nascita la mente non possiede nessuno ditali concetti categoriali, i quali si formano durante lo sviluppo a seguito della maturazione delle nostre strutture cognitive ereditarie. Non è forse, dunque, del tutto irragionevole ritenere che la mente si possa sbarazzare del suo patrimonio biologico ereditario, o quanto meno non continuare a esserne vincolata, un patrimonio che si è evoluto per fronteggiare soltanto il mondo di medie dimensioni di cui abbiamo esperienza diretta.
Da una parte, le ricerche neurobiologiche e psicofisiche sulla percezione soggettiva hanno aiutato a comprendere come l’uomo arrivi a conoscere il mondo, mentre la cibernetica e anche l’intelligenza artificiale hanno contribuito a chiarire la natura del pensiero umano. Dall’altra, si sono modificate le nostre idee riguardo al carattere oggettivo del mondo fisico, e quindi alla natura della verità. In altri termini, la mente appare meno psichica e la materia meno materialistica, soprattutto alla luce del principio di complementarità di Bohr, che ha eliminato l’illusione della oggettività e della determinazione assolute.
La soluzione dell’enigma di come sia stato possibile per la mente affrontare con tanto successo aspetti del mondo per affrontare i quali non era stata mai selezionata sta forse in parte, ma solo in parte, in una combinazione di illusione efluttuazione. La fluttuazione deriva dal fatto che l’organizzazione sociale può amplificare enormemente anche le conoscenze semplici: per arrivare sulla Luna non è necessaria un’intelligenza straordinaria, ma è sufficiente la cooperazione di circa 500.000 menti comuni. L’illusione deriva invece dal fatto che tendiamo a sopravvalutare i nostri successi, timuovendo gli insuccessi. Quattro o cinquemila anni fa, in Inghilterra, uomini dell’età della pietra costruirono Stonehenge, fissando nella sua struttura architettonica alcune informazioni astronomiche; quegli uomini avevano probabilmente un’alla opinione di sé, ignorando quante cose ancora non conoscessero.
Delbruck M., “La materia e la mente”, Einaudi, pag. 325