• Andrea Daquino

La coscienza si può misurare?

Il dibattito sulla natura della rappresentazione mentale di se stessi potrebbe a prima vista sembrare un esercizio accademico, ma ha conseguenze reali e importanti nella vita di tutti i giorni.

di Christof Koch 29-08-21
Il panpsichismo è la convinzione che la coscienza si trovi in tutto l'universo, non solo nelle persone e negli animali, ma anche negli alberi, nelle piante e nei batteri. I panpsichisti ritengono che qualche aspetto della mente sia presente anche nelle particelle elementari. L'idea che la coscienza sia diffusa attira molti per ragioni intellettuali e, forse, anche emotive. Ma questa convinzione può essere testata empiricamente? Forse sì. Questo perché una delle teorie scientifiche più popolari della coscienza, la teoria dell’informazione integrata (IIT), condivide molte, anche se non tutte, le caratteristiche del panpsichismo.

Come ha sostenuto il filosofo americano Thomas Nagel, la coscienza è sempre coscienza di qualcosa, vale a dire che non si dà rappresentazione mentale senza un oggetto. Un cervello umano in uno stato di veglia si sente come qualcosa di specifico.  L’IIT specifica un numero univoco, le informazioni integrate di un sistema, etichettato dalla lettera greca φ. Se φ è zero, il sistema non sembra niente; il sistema, infatti, non esiste nel suo insieme, in quanto completamente riducibile alle sue componenti costitutive. 

Più grande è φ, più un sistema è cosciente e più irriducibile. Data una descrizione accurata e completa di un sistema, IIT prevede sia la quantità sia la qualità della sua esperienza (se presente). L'IIT prevede che a causa della struttura del cervello umano, le persone hanno valori elevati di φ, mentre gli animali hanno valori più piccoli (ma positivi) e i computer digitali classici non ne hanno quasi nessuno.

Il valore di una persona non è costante. Aumenta durante la prima infanzia con lo sviluppo del sé e può diminuire con l'insorgenza della demenza e di altri disturbi cognitivi. Fluttuerà durante il sonno, diventando maggiore durante i sogni e minore negli stati profondi e senza sogni. L’IIT  identifica cinque proprietà essenziali di ogni esperienza cosciente concepibile. Per esempio, le esperienze sono definite (esclusione). Ciò significa che un'esperienza non è meno di quello che è (sperimentando solo la sensazione del colore blu, ma non l'oceano in movimento che ha evocato alla mente il colore), né è più di quello che è (avendo esperienza dell'oceano mentre si è anche consapevoli della chioma degli alberi alle spalle).

In un secondo passaggio, l' IIT elenca cinque proprietà fisiche associate che qualsiasi sistema (cervello, computer, pino, duna di sabbia) deve esibire per sentirsi qualcosa. Un "meccanismo" in IIT è tutto ciò che ha un ruolo causale in un sistema; questo potrebbe essere un cancello logico in un computer o un neurone nel cervello. IIT dice che la coscienza sorge solo in sistemi di meccanismi che hanno una struttura particolare. 

Per semplificare un po', la struttura deve essere integrata al massimo, non esattamente descrivibile suddividendola nelle sue parti costituenti. Deve anche avere un potere di causa ed effetto su se stessa, vale a dire lo stato attuale di un dato meccanismo deve vincolare gli stati futuri non solo di quel particolare meccanismo, ma del sistema nel suo insieme. 

Data una precisa descrizione fisica di un sistema, la teoria fornisce un modo per calcolare il φ di quel sistema. I dettagli tecnici di come questo viene fatto sono complicati, ma il risultato è che si può, in linea di principio, misurare oggettivamente il φ di un sistema purché se ne abbia una descrizione precisa. (Possiamo calcolare i φ dei computer perché, dopo averli costruiti, li comprendiamo con precisione. Il calcolo dei φ di un cervello umano è ancora una stima).

I sistemi possono essere valutati a diversi livelli: si potrebbe misurare il φ di un pezzo del mio cervello delle dimensioni di una zolletta di zucchero, o del mio cervello nel suo insieme, o di me e un altro insieme. Allo stesso modo, si potrebbe misurare il φ di un atomo di silicio, di un particolare circuito su un microchip, o di un insieme di microchip che compongono un supercomputer. La coscienza, secondo la teoria, esiste per sistemi per i quali φ è al massimo. Esiste per tutti questi sistemi e solo per tali sistemi.

Il φ del mio cervello è più grande dei valori di una qualsiasi delle sue parti, tuttavia ci proponiamo di suddividerlo. Quindi sono cosciente. Ma il φ di me e un altro insieme è inferiore al mio φ o al suo φ, quindi non siamo coscienti "congiuntamente". Se, tuttavia, una tecnologia futura potesse creare un denso hub di comunicazione tra il mio cervello e il suo cervello, allora tale collegamento cerebrale creerebbe un'unica mente, distribuita su quattro emisferi corticali. 

Al contrario, il φ di un supercomputer è inferiore al φ di uno qualsiasi dei circuiti che lo compongono, quindi un supercomputer, per quanto grande e potente, non è cosciente. La teoria prevede che anche se un sistema di apprendimento profondo potesse superare il test di Turing, sarebbe un cosiddetto "zombie", che simula la coscienza, ma in realtà non è cosciente. 

Come il panpsichismo, quindi, l'IIT considera la coscienza una proprietà intrinseca, fondamentale della realtà che è graduata e molto probabilmente diffusa nell'albero della vita, poiché qualsiasi sistema con una quantità di informazione integrata non nulla sembrerà qualcosa. Ciò non implica che un'ape si senta obesa o che faccia programmi per il fine settimana. Ma un'ape può provare una certa felicità quando torna al suo alveare carica di polline al sole. Quando un'ape muore, cessa di sperimentare qualsiasi cosa. 

Il dibattito sulla natura della coscienza potrebbe a prima vista sembrare un esercizio accademico, ma ha conseguenze reali e importanti. Ovviamente, è importante come pensiamo alle persone in stato vegetativo. Tali persone possono gemere o muoversi senza essere stimolati, ma non rispondono ai comandi per segnalare in modo mirato muovendo gli occhi o annuendo. Sono menti coscienti, intrappolate nel loro corpo danneggiato, in grado di percepire, ma incapaci di rispondere? O sono senza coscienza?

Valutare queste persone per la presenza di coscienza è difficile. I sostenitori dell'IIT hanno sviluppato una procedura che può testare la coscienza in una persona che non risponde. Per prima cosa hanno creato una rete di elettrodi EEG in grado di misurare l'attività elettrica nel cervello. Quindi stimolano il cervello con un leggero impulso magnetico e registrano gli echi di quell'impulso. Possono quindi calcolare una misura matematica della complessità di quegli echi, chiamata indice di complessità perturbazionale (PCI).

In individui sani e coscienti, o in persone che hanno danni cerebrali, ma sono chiaramente coscienti, il PCI è sempre al di sopra di una determinata soglia. D'altra parte, il 100 per cento delle volte, se le persone sane dormono, il loro PCI è al di sotto di tale soglia (0,31). Quindi è ragionevole considerare il PCI come un proxy per la presenza di una mente cosciente. Se il PCI di qualcuno in stato vegetativo persistente viene sempre misurato al di sotto di questa soglia, possiamo dire con sicurezza che questa persona non è in alcun modo cosciente. 

Questo metodo è in fase di studio in numerosi centri clinici negli Stati Uniti e in Europa. Altri test cercano di convalidare le previsioni che l'IIT fa sulla posizione e sui tempi delle impronte della coscienza sensoriale nel cervello di umani, primati non umani e topi. A differenza del panpsichismo, le sorprendenti affermazioni dell'IIT possono essere testate empiricamente. Se resistono, la scienza potrebbe aver trovato un modo per tagliare un nodo che ha sconcertato i filosofi da quando esiste la filosofia.


Christof Koch è il capo scienziato del programma MindScope dell'Allen Institute for Brain Science di Seattle.

(rp)