Ne L’origine delle specie (1859), Charles Darwin delinea il lungo percorso dell’evoluzione, che dagli inizi della vita si snoda lungo due assi fondamentali: quello fisico e quello mentale. Corpo e mente. Tutti gli esseri viventi, non solo alcuni, si evolvono per selezione naturale sia nelle «dotazioni corporee che in quelle mentali», scrive Darwin. Quando la psicologia avrà accettato questa visione della natura, prevede Darwin, la scienza della mente «si baserà su un nuovo fondamento», lo sviluppo evolutivo, necessariamente graduale, «di ogni potere e capacità mentale».
Darwin ipotizzò che la vita sia scaturita da un’unica «forma» ancestrale, presumibilmente unicellulare. Ben presto, altri scienziati in Germania, Francia e Stati Uniti iniziarono a studiare organismi microscopici alla ricerca di prove della presenza di «facoltà mentali» (percezione, memoria, processo decisionale, apprendimento). Questi gruppi di studiosi erano tutti guidati da uomini destinati a grandi imprese. Due di loro – Alfred Binet, lo psicologo che ideò il primo test di intelligenza pratico, e Herbert Spencer Jennings, che pose le basi della genetica matematica – trovarono riscontro delle idee di Darwin nelle loro ricerche: il comportamento, anche nei microbi, suggerisce che l’evoluzione non riguardi soltanto la sfera fisica ma anche quella mentale. Max Verworn, un gigante della fisiologia tedesca, invece non ne era convinto.
Ebbe così inizio un acceso dibattito intorno alla continuità dell’evoluzione mentale, ovvero l’idea che ciò che negli esseri umani chiamiamo «mente» e negli altri animali indichiamo solitamente con il termine «cognizione» si sia sviluppato e modificato nel corso di milioni di anni (miliardi, in realtà). Questo dibattito continua ancora oggi. All’inizio del Novecento, tuttavia, l’ascesa del comportamentismo, che attribuiva un ruolo privilegiato al comportamento osservabile come unico dato scientifico ammissibile, segnò una battuta d’arresto, marginalizzando per decenni la riflessione sull’origine della mente. All’avvio della “rivoluzione cognitiva” intorno agli anni Cinquanta l’idea della discontinuità era ormai consolidata. Gli scienziati concordavano sul fatto che, a un certo punto dell’evoluzione (e forse non sapremo mai quando) – puff! – la cognizione faceva in qualche modo la sua comparsa in alcuni animali. Si riteneva che, prima di allora, il comportamento – l’unico indicatore di cognizione disponibile in assenza di linguaggio – fosse interamente innato, come quello di una macchina, riflessivo. Poteva anche sembrare che fosse guidato dalla cognizione, ma non era così. Questa rimane la visione dominante, fondata quasi del tutto sulla plausibilità «intuitiva» secondo i canoni del senso comune.
Il filosofo Daniel Dennett, tra i primi filosofi cognitivi ad adottare una prospettiva evoluzionistica, ha definito la selezione naturale «l’idea pericolosa di Darwin» perché dimostrava che nel momento in cui si manifesta un disegno progettuale in natura questo non presuppone necessariamente l’esistenza di un progettista, sia esso divino o di altro genere. Come la maggior parte dei suoi colleghi, filosofi e scienziati, tuttavia, Dennett non credeva nella continuità dell’evoluzione mentale. Ora, la mia opinione è che questa trascurata intuizione di Darwin sia la sua idea più radicale, un’idea che ha le potenzialità di provocare una vera e propria rivoluzione copernicana nelle scienze cognitive e di trasformare il modo in cui vediamo le cose e il nostro posto nel mondo.
La rivoluzione copernicana si basa su un unico cambiamento di prospettiva. Per millequattrocento anni, gli studiosi europei hanno concordato con la gente comune sul fatto che la Terra fosse il punto fisso attorno al quale ruotavano i cieli. Il modello tolemaico del cosmo poneva il Sole, la Luna, le stelle e i pianeti in movimento all’interno di sfere cristalline annidate l’una nell’altra attorno alla Terra. Nel 1543 Niccolò Copernico pubblicò una dettagliata alternativa che sostituiva la Terra con il Sole. Messo in moto attorno al Sole insieme ad altri «vagabondi» celesti, il nostro pianeta fu dunque detronizzato dal suo ruolo di centro del cosmo: fu la nascita dell’astronomia moderna.
Allo stesso modo, l’idea radicale di Darwin detronizza il cervello umano e quello delle altre specie dalla loro posizione «intuitivamente ovvia» al centro dell’universo cognitivo (occidentale). Al loro posto, Darwin pone un essere in evoluzione e dotato di cognizione che lotta per sopravvivere, prosperare e riprodursi in condizioni che cambiano in modo prevedibile e imprevedibile. Questo singolo cambiamento di prospettiva – da un approccio incentrato sul cervello, in cui l’Homo sapiens è il punto di riferimento, ai fatti della biologia e dell’ecologia – ha profonde implicazioni. Ne risulta una descrizione più accurata e feconda di un fenomeno naturale ineludibile, fondamentale per comprendere come siamo diventati – e cosa significhi essere – umani.
Che cos’è la cognizione? Come molti concetti che riguardano la mente, non esiste una definizione condivisa di questo termine, cosa che destò le furie di William James centotrenta anni fa e, occasionalmente, anche di altri dopo di lui. Ecco dunque la mia proposta di definizione: La cognizione è l’insieme dei mezzi con cui gli organismi acquisiscono familiarità con le caratteristiche dell’ambiente circostante, le valutano, le sfruttano e le eludono al fine di sopravvivere, prosperare e riprodursi. Ed ecco come ci sono arrivata.
Durante il mio dottorato in Studi asiatici, ormai più di vent’anni fa, la mia ricerca si concentrava su quattro proposizioni buddhiste che intendevo sottoporre a un’analisi filosofica e scientifica rigorosa da una prospettiva occidentale. Queste proposizioni rinviano a una visione buddhista altamente sofisticata della mente: che cos’è, come funziona, cosa fa in condizioni di ignoranza, cosa può fare con l’addestramento e la pratica. Ho cercato un termine di paragone occidentale in quella che allora veniva chiamata scienza cognitiva (al singolare) e non ho trovato… nulla.
Dopo aver riempito di libri quattro scatoloni e di articoli un computer portatile, mi sono ritrovata con una raccolta di idee disparate e dissonanti, con le loro linee di ragionamento che in nessun caso riuscivano davvero ad afferrare l’esperienza di avere una mente o il ruolo che questa svolge nel comportamento. Come ha osservato nel 1998 il neurobiologo Steven Rose (e nulla è cambiato da allora), le neuroscienze hanno generato oceani di dati ma nessuna teoria per dar loro un senso. All’alba del Ventunesimo secolo mi sembrava scandaloso. E lo è ancora.
In quegli anni le scienze cognitive erano dominate da tre sistemi di riferimento (già vecchi da decenni) che costituivano le fondamenta del paradigma «cognitivista»: 1) il cervello umano; 2) la convinzione che il cervello sia una macchina computazionale; e 3) L’idea secondo cui «la cognizione è computazione in base a rappresentazioni». Quest’ultimo principio si sottrae ostinatamente a una spiegazione agevole, perché i concetti chiave hanno introdotto nuove ambiguità, come se non ce ne fossero già abbastanza. In termini approssimativi, il nocciolo è questo: nel cervello ci sono entità identificabili che “stanno per” gli aspetti corrispondenti del mondo, un po’ come le parole rispetto alle frasi. Queste unità di informazione vengono elaborate secondo algoritmi che restano ancora da scoprire. Ed è questo quel che chiamiamo pensiero, pianificazione, presa di decisioni e così via. Non c’è nessuna attività mentale al di là dell’elaborazione di rappresentazioni: la cognizione non è altro che questa elaborazione.
La biologia e l’evoluzione, che a mio modo di vedere avevano la massima importanza, erano in gran parte assenti, e lo stesso valeva per la fisiologia, l’emozione e la motivazione. I ricercatori convinti che lo studio del comportamento animale avesse qualcosa di utile da offrire alle scienze cognitive stavano appena iniziando a pubblicare studi in questo campo, e le loro ricerche non erano accolte con grande entusiasmo. L’idea di una cognizione «incarnata» e «situata» stava guadagnando terreno, ma all’epoca erano più un riconoscimento dell’ovvio che un quadro coerente. Senza criteri di identificazione, le attribuzioni di cognizione biologica finivano per essere sparse alla rinfusa in tutto il panorama tassonomico.
Avevo comunque ancora bisogno di un termine di paragone. Ho deciso allora di indagare se davvero la biologia racchiudeva le risposte che mi aspettavo di trovare in questa disciplina. E ho scelto di partire dalla radice dell’albero della vita – i batteri – per verificare se a questo livello c’è qualcosa di vagamente cognitivo: a distanza di vent’anni, sto ancora attingendo a questo ricco filone.
Le mie prime guide teoriche, raccomandate da un biologo australiano non convenzionale, sono state lo zoologo Jakob von Uexküll e il neuroscienziato Humberto Maturana. Il concetto di Umwelt di von Uexküll mi ha permesso di apprezzare la particolarità del mondo che risulta dal preciso insieme di sensi di un certo organismo e il valore che questo organismo attribuisce agli elementi costitutivi di questa costruzione, che si è evoluta in funzione del modo in cui l’organismo si procura il suo sostentamento. Un’elevata concentrazione di anidride carbonica è qualcosa di attraente per una zanzara in cerca di un pasto di sangue, ma induce in molte persone una transitoria mancanza di respiro, vertigini e una lieve ansia (come ha dimostrato l’esperienza della pandemia di COVID-19 con l’uso delle mascherine). Biologia della cognizione (1970) di Maturana mi ha permesso di comprendere quanto sia peculiare lo stato vivente rispetto a qualsiasi altro sistema fisico sulla Terra.
Secondo Maturana, la vita è auto-poietica, non semplicemente auto-organizzata o auto-mantenuta. Se un Airbus A380 dovesse compiere la stessa impresa, dovrebbe essere in grado di cercare, assorbire e trasformare in carburante fonti di materia ed energia provenienti dall’ambiente circostante e fabbricare i componenti che gli permettono di funzionare (rullare, decollare, volare, mantenere un ambiente interno stabile, atterrare) mentre è in volo. Senza parlare della riproduzione. Nella sua descrizione della cognizione, Maturana si concentra sulla necessità dell’organismo di interagire continuamente con l’ambiente circostante per compiere questa impresa straordinaria. Questo «dominio delle interazioni» tra organismo e ambiente è cognizione per Maturana, in modo tale che «vivere come processo è un processo di cognizione» (corsivo dell’autrice), una tesi di cui, con mia piena soddisfazione, ho trovato conferma nei batteri.
Il cognitivismo richiede effettivamente che la cognizione intesa come dominio delle interazioni sorga non prima dell’origine del cervello, e molto probabilmente molto tempo dopo. Secondo Maturana (che era un neuroscienziato), il dominio cognitivo delle interazioni è sorto con la vita unicellulare. Le strutture neurali hanno aggiunto complessità, sia nell’organismo cognitivo che nell’ambiente sfruttabile, ma non hanno generato la cognizione in quanto tale. Le prove a sostegno della visione di Maturana aumentano di giorno in giorno.
La cognizione basale – lo studio delle capacità cognitive negli organismi non neurali e in quelli neurali semplici (verso cui mi ha condotto la mia ricerca di dottorato) – è un campo ancora agli albori. Tuttavia, le prove già dimostrano che l’evoluzione aveva gettato solide basi per le capacità generalmente considerate cognitive ben prima della comparsa dei sistemi nervosi: circa 500-650 milioni di anni fa. Percezione, memoria, valenza affettiva, apprendimento, processo decisionale, anticipazione, comunicazione – tutte caratteristiche un tempo ritenute appannaggio esclusivo dell’umanità – si riscontrano in un’ampia varietà di organismi viventi, tra cui batteri, eucarioti unicellulari, piante, funghi, animali sprovvisti di sistema nervoso e animali dotati di un sistema nervoso e un cervello semplice.
Non c’è prova a favore della cognizione basale che possa tuttavia riuscire a persuadere un neurocentrico irriducibile, che continuerà a chiedere Cosa intende per memoria, valenza affettiva, processo decisionale? Non è una questione di definizione? L’idea radicale di Darwin dovrà risolvere problemi che il cognitivismo non è in grado di risolvere. Il modello copernicano non è diventato una rivoluzione finché il modello tolemaico non si è trovato di fronte a fenomeni che non era in grado di prevedere o spiegare, mentre il modello eliocentrico sì. Ci sono volute le meticolose ed esaustive osservazioni astronomiche di Tycho Brahe, le leggi del moto planetario di Johannes Kepler, le teorie di Galileo Galilei basate su osservazioni otticamente migliorate e la legge di gravitazione di Isaac Newton, che si fondava sul lavoro precedente («sulle spalle dei giganti»). Ci è voluto del tempo: 144 anni.
La tesi di Darwin sulla continuità dell’evoluzione mentale è più antica di così, ma è molto più vicina all’essenza stessa dell’identità umana. Dopotutto, la «saggezza» figura nella denominazione della nostra specie in latino (il «sapiens» in Homo sapiens). Il possesso di una mente intelligente e razionale dovrebbe essere la caratteristica distintiva del genere umano. Ammettere un cosmo incentrato sul Sole non è nulla in confronto ad accettare una psicologia incentrata sulla vita. Ma potremmo non avere scelta.
Le neuroscienze cognitive si trovano attualmente ad affrontare diverse sfide che occorre superare per poter comprendere come funzionano il cervello e il sistema nervoso, cioè per capire in che modo questi sistemi generino le capacità cognitive. Qui di seguito ci soffermiamo su tre di queste difficoltà. Quel che appare necessario in tutti e tre i casi sono sistemi-modello più semplici, che permettano di incrementare le probabilità di fare scoperte fondamentali riguardo ai fattori guida delle interazioni degli organismi con l’ambiente circostante. Queste scoperte potrebbero portare poi a stabilire principi generali verificabili in organismi più complessi.
La prima sfida per le neuroscienze riguarda l’«unità funzionale» del cervello o del sistema nervoso. Per oltre un secolo, la singola cellula nervosa è stata considerata l’unità strutturale e funzionale dell’attività cerebrale. I pionieri delle scienze cognitive hanno fatto della dottrina dei neuroni il fondamento delle presunte capacità computazionali del cervello. Ogni neurone era concepito come un interruttore on-off che si presumeva in grado di agire come una porta logica, consentendo alle informazioni di essere «digitalizzate» (trasformate in uno o zero) e quindi «codificate». Si presumeva che i singoli neuroni svolgessero compiti di codifica complessi, inclusi quelli relativi a luoghi, volti e posizioni nello spazio: su questa base è stato assegnato un Premio Nobel.
Due scoperte hanno messo in discussione questa teoria. La prima riguarda il numero di diversi tipi di cellule presenti nel cervello umano. Un recente studio ha rivelato non meno di 75 tipi diversi di cellule: 24 tipi di eccitatori, 45 tipi di inibitori e sei tipi non neuronali. Quello che fanno e come interagiscono tra loro è ancora poco chiaro. In secondo luogo, è ormai evidente che le popolazioni di neuroni – che agiscono in insiemi, reti e/o circuiti – sono i candidati più probabili come elementi di base dell’attività funzionale. Definire un insieme neurale, una rete e/o un circuito, tuttavia, non è banale: lo stesso vale quando si tratta di comprendere come si formano e interagiscono, di quanto siano stabili nel tempo, come e se presentino gerarchie annidate, e come generano il comportamento. Tutti questi aspetti sono ancora oggetto di importanti lavori in corso.
Per comprendere come si formano e funzionano i circuiti neurali bisogna presupporre che un organismo si comporti nel suo insieme come un sistema. Ecco perché il neuroscienziato Rafael Yuste ha proposto l’Hydra vulgaris, un animale d’acqua dolce dotato del sistema nervoso più semplice che si conosca, come modello per lo studio dei circuiti neurali. La scelta ha dato ottimi risultati. L’intera rete nervosa dell’Hydra è stata ripresa simultaneamente – in video – mentre il microscopico animale allunga i tentacoli per catturare il cibo e si contrae in una sfera, consentendo di correlare vari circuiti neurali con diversi comportamenti. Grazie alle capacità rigenerative dell’Hydra, è stato possibile identificare la sequenza passo dopo passo dalla crescita neuronale all’integrazione di reti neurali multiple nell’intero organismo in animali ricresciuti da cellule divise. Il significato ecologico del comportamento dell’Hydra, tuttavia, è ancora poco compreso, e resta molto lavoro da fare per capire a cosa servano i singoni comportamenti (per l’organismo). Queste ricerche dovrebbero contribuire a chiarire ulteriormente la logica (bio)dinamica dell’attività neurale.
Per quanto l’idea di collettivi mutevoli di cellule la cui attività coordinata richiede e può costituire la cognizione non si concili facilmente con il principio cognitivista della «computazione basata su rappresentazioni», questo è un approccio che trova ampio sostegno in biologia. Comportamenti complessi coordinati da migliaia di cellule autonome in interazione sono ben studiati nei batteri (ad es., Bacillus subtilis, Myxococcus xanthus) e nell’ameba sociale (Dictyostelium discoideum). La scoperta nel B subtilis di colonie che comunicano a lunga distanza tramite canali ionici – il meccanismo di trasmissione elettrica dei neuroni – ha mostrato che, in linea di principio, i microbi possono aiutarci a chiarire meccanismi cognitivi che di solito si associano agli animali complessi. Questa scoperta ha portato a ulteriori rivelazioni di comportamenti batterici collettivi precedentemente sconosciuti che ricordano alcuni tipi di attività cognitiva del cervello, compresa la memoria. Gli studi sul comportamento batterico mediato dalla segnalazione elettrica sono solo agli inizi.
I primi studi sull’attività di rete tra le proteine di trasduzione del segnale batterico risalgono a venticinque anni fa. Oggi, le proprietà di rete di grandi array di proteine di segnalazione, comuni nei batteri che si affidano a flagelli simili a fruste per navigare nei gradienti chimici (chemiotassi), costituiscono un’area di ricerca molto attiva. Altamente conservata nel corso dell’evoluzione, questa architettura è stata paragonata, con una punta appena di ironia, a un «nanocervello», perché funziona come una rete, è in grado di elaborare grandi quantità di informazioni, è estremamente sensibile a minuscoli cambiamenti nelle condizioni ambientali ed è posizionata all’estremità anteriore della cellula, che è come una «testa» della cellula, ma è in grado di cambiare posizione a mano a mano che la cellula cambia direzione.
È possibile che questi sistemi siano in grado elaborare più informazioni di quanto si immagini. Recentemente è stato scoperto che l’Escherichia coli rifiuta l’equivalente batterico del cibo spazzatura, perché questo ne rallenta la crescita. La chemiotassi, ovvero l’avvicinamento o l’allontanamento da determinati stati di cose, è uno dei comportamenti più dispendiosi in termini energetici per l’E coli: è davvero incredibile che questi batteri ignorino del cibo disponibile (il proverbiale uovo oggi) e continuino a cercare un nutriente migliore altrove, se non fosse che la strategia spesso funziona. Anche il Caenorhabditis elegans, un verme dal cervello minuscolo, agisce in questo modo. Se in passato si è nutrito di cibo di alta qualità, il vermiciattolo ignora cibi di scarsa qualità nella speranza di trovare qualcosa di meglio. All’epoca questa scoperta fu sbalorditiva, poiché si riteneva che un simile comportamento richiedesse una capacità decisionale di «ordine superiore».
La seconda sfida per le neuroscienze è arrivata quando un eroico successo scientifico ha rivelato un «sorprendente fallimento». Il diagramma di collegamento del cervello del C. elegans, un progetto avviato nel periodo di massimo splendore del cognitivismo, è stato completato. Sono state mappate le connessioni tra i 302 neuroni del verme e sono stati definiti i comportamenti associati alla maggior parte dei tipi di cellule. Eppure, questo straordinario risultato ha rivelato ben poco riguardo a come e perché un verme si comporti in quel modo, che era l’obiettivo della ricerca. Secondo la neuroscienziata Cori Bargmann, gli studi sul C. elegans «suggeriscono che non sarà possibile leggere uno schema di collegamenti [neurali] come se fosse un insieme di istruzioni» per il comportamento. Le principali ragioni sono due.
Anzitutto, il comportamento osservato in condizioni ecologicamente più realistiche ha smentito alcune ipotesi chiave riguardo alla relazione causale fra l’attività di particolari neuroni – per esempio sensoriali, motori o integrativi – e determinati comportamenti, come la locomozione in avanti e all’indietro o l’alimentazione, ipotesi ricavate da studi di inattivazione genetica. Al contrario, un singolo comportamento potrebbe essere indotto da diversi circuiti neurali. Inoltre, il punto di partenza di un circuito potrebbe determinare comportamenti diversi – persino opposti – in circostanze diverse. Insomma, un singolo schema di connessioni rappresenta più comportamenti potenziali di quanto inizialmente fosse stato ipotizzato.
In secondo luogo, il contesto e lo stato interno dell’organismo si sono rivelati molto più importanti per il comportamento di quanto inizialmente si credesse. Si ritiene che il contesto e lo stato interno siano segnalati da molecole – i neuromodulatori e i loro cugini più piccoli, i neuropeptidi – per quanto non sia chiaro esattamente in che modo. Queste molecole di segnalazione, molte delle quali sono prodotte dagli stessi neuroni, possono alterare la funzione neurale in un arco di tempo che va da pochi secondi a minuti o ore: interagiscono con diversi bersagli (altri neuroni, cellule muscolari, ghiandole) e attivano o silenziano interi circuiti. Il C. elegans produce più di 100 molecole di questo tipo.
Nei batteri e negli eucarioti unicellulari (cellule dotate di un nucleo definito, di cui i batteri sono privi), l’attività coordinata che coinvolge migliaia di individui – l’equivalente del comportamento multicellulare – è facilitata anche dalle molecole di segnalazione, un fenomeno chiamato quorum sensing. Le molecole di quorum sensing sono state paragonate agli ormoni perché alterano il comportamento attraverso meccanismi simili. Come gli ormoni negli animali e nelle piante – e l’attività dei neuromodulatori e dei neuropeptidi non è dissimile – le molecole di segnalazione prodotte dalle cellule microbiche inducono cambiamenti nel comportamento in quattro sedi possibili: 1) nella cellula produttrice; 2) in un vicino immediato tramite contatto cellula-cellula; 3) all’interno dei gruppi di cellule; e 4) in cellule a distanze maggiori. Esistono molte molecole di segnalazione unicellulari, ma il loro numero è molto inferiore rispetto agli organismi multicellulari.
La terza sfida per le neuroscienze non è stata un fallimento del paradigma: è arrivata da una direzione inaspettata. Tradizionalmente, i processi cognitivi erano concepiti come interamente reattivi: qualcosa nel mondo influenza l’organismo (input), determinando una risposta (output). La visione in termini di input-output è fondamentale per il cognitivismo. La scoperta, alla fine degli anni Novanta, di un’attività cerebrale spontanea e continua in assenza di stimoli esterni, quindi, è stata inizialmente attribuita a un artefatto della tecnologia di imaging, poi è stata considerata come qualcosa di profondamente sconcertante, e ora costituisce un campo di ricerca importante. Il default mode network è definito come una rete di regioni cerebrali funzionalmente connesse che sono attive durante il riposo da svegli e rimangono inattive nei comportamenti orientati a compiti specifici. Gli scimpanzé e i topi mostrano attività nel default mode network. Negli esseri umani, le perturbazioni del default mode network sono associate a disturbi psichiatrici. Ciò significa che il default mode network è importante per il funzionamento cognitivo.
Il default mode network non è l’unica oscillazione spontanea nel cervello, tutt’altro. Il neuroscienziato György Buzsáki, che ha richiamato a gran voce l’attenzione sui «ritmi del cervello», sostiene che questo tipo di attività cerebrale non sia rumore di sistema, ma «sia in realtà la fonte delle nostre capacità cognitive» e potrebbe essere l’«organizzatore fondamentale delle informazioni neuronali» del cervello. Oscillazioni spontanee a bassa frequenza sono state rilevate nell’Hydra, ma anche in un’ampia varietà di organismi, tra cui piante, eucarioti unicellulari e batteri, nonché in diversi animali. Se queste oscillazioni sono organizzatori centrali dell’attività vitale – come ipotizzato da Alison Hanson, specializzanda nel laboratorio di Yuste – è chiaro che i neuroni non sono necessari per generarle.
Le oscillazioni sono prodotte dai canali ionici presenti nelle membrane cellulari che si trovano in tutto l’albero della vita. Il laboratorio di Michael Levin ha dimostrato che la bioelettricità generata dai canali ionici svolge un ruolo chiave nella «memoria dei modelli» per la rigenerazione dei corpi animali. Le planarie decapitate rigenerano il cervello, i girini rigenerano la coda, le rane adulte rigenerano arti posteriori funzionali (se indotte) e la stimolazione elettrica può far crescere cose dove non dovrebbero, per esempio nei vermi una seconda testa dove dovrebbe esserci la coda. Secondo Levin, l’accettazione pragmatica del fatto che anche le cellule nei tessuti ereditino alcune delle capacità decisionali dei loro antenati unicellulari – quella che chiama «la lente cognitiva» – è forse destinata a rivoluzionare campi diversi come la biologia dello sviluppo, l’immunologia, le neuroscienze, la bioingegneria e l’intelligenza artificiale.
Quel che occorre è un cambiamento di prospettiva. In The Brain from Inside Out (2019), Buzsáki sostiene che molti dei problemi apparentemente irrisolvibili che devono affrontare le neuroscienze derivano interamente da «idee costruite dall’uomo» riguardo a come la mente/il cervello devono funzionare, basate su congetture filosofiche e scientifiche maturate nel corso di millenni, che vengono poi forzatamente applicate all’attività cerebrale osservata. È quella che Buzsáki definisce la prospettiva «outside-in»: «il quadro dominante della neuroscienza mainstream, che suggerisce che il compito del cervello consiste nel percepire e rappresentare il mondo, elaborare le informazioni e decidere come rispondere… in modalità “outside-in”». Maturana la chiama «dipendenza dall’osservatore», cioè dipendenza dal punto di vista dell’osservatore, non del sistema osservato. Il cervello spontaneamente attivo ha una sua logica, di cui non si capisce quasi nulla. L’obiettivo primario delle neuroscienze, sostiene Buzsáki, dovrebbe essere decifrare questa logica dalla prospettiva del sistema che genera l’attività – dall’«inside-out» – non proiettare ipotesi umane sulle osservazioni neuronali.
Ho stabilito una distinzione simile 15 anni fa. Ho definito antropogenico (di origine umana) l’approccio alla cognizione fondato su idee originate dall’esperienza e dalla riflessione umana, ovvero l’impostazione che Buzsáki chiama «outside-in». A dispetto di quanto sostiene il cognitivismo, cioè che la cognizione può realizzarsi in diverse forme fisiche (compresi i robot), questo approccio rimane antropogenico perché deriva dalla capacità umana di elaborare i numeri. L’opposto è quello che chiamo approccio biogenico (nato dalla vita), che privilegia la modalità biologica dell’esistenza come fonte della cognizione e comporta una visione «inside-out».
Se l’obiettivo è comprendere la cognizione umana, un approccio biogenico/inside-out è la via più promettente per smettere di arrancare stancamente su una strada che non porta da nessuna parte. Considerato l’enorme investimento di fondi pubblici e privati, per non parlare dell’ingegno umano, del tempo e degli sforzi profusi negli ultimi settant’anni, a questo punto dovremmo sapere molto di più su cosa sia la cognizione, a cosa serva e come funzioni: dovremmo avere delle teorie su questi fenomeni, non semplici dati estratti dall’attività cerebrale. Pensate a come la società si è trasformata dagli anni Cinquanta. Quanti dogmi sono crollati e andati in fumo? Qual è stato il progresso in tutti questi campi?
Il Progetto Genoma Umano doveva stabilire una «mappatura» genetica. Quando, più di vent’anni fa, abbiamo pubblicato la prima bozza, abbiamo scoperto invece quante erano le cose che ancora non sapevamo. Ad esempio, il cosiddetto «DNA spazzatura» è troppo perché lo si possa davvero considerare spazzatura; gli esseri umani condividono una percentuale sorprendente di geni con le piante; e il nostro genoma porta geni trasferiti da organismi unicellulari. A mano a mano che abbiamo potuto confrontare sempre più genomi completi, abbiamo scoperto che tra i geni condivisi con le piante ce ne sono alcuni presenti nel sistema nervoso centrale degli animali, esseri umani compresi. Inoltre, uno dei sistemi più critici per la sopravvivenza umana – i meccanismi di difesa immunitaria che operano autonomamente a livello delle singole cellule – è stato ereditato dai batteri o dal loro regno affine, quello degli archei, forse miliardi di anni fa. Cosa c’entra tutto questo con la cognizione? Ebbene, risulta che il funzionamento normale della memoria e dell’apprendimento dipende dall’interazione con i neuroni di elementi immunostimolanti (citochine). Una vera sorpresa. Negli anni Cinquanta (e in seguito), il cervello era considerato «immunoprivilegiato»: il sistema immunitario non poteva operare in quel contesto.
Eppure, manca ancora una comprensione adeguata dei fondamenti della cognizione: in che modo i sensi collaborano per la costruzione di un mondo; come e dove i ricordi vengono immagazzinati a lungo termine, se e come rimangono stabili, e in che modo il loro recupero li modifica; come vengono prese le decisioni e coordinate le azioni corporee; e come viene valutata la valenza affettiva.
La valenza affettiva è il valore che un organismo attribuisce alle circostanze all’interno di sé stesso e/o del proprio ambiente come vantaggiose, minacciose o neutre. Il ruolo centrale della valenza nelle emozioni è ben studiato. Si sta ora formando un consenso sul fatto che le emozioni umane siano fondamentalmente coinvolte nella regolazione delle funzioni di base del corpo. Da quasi cinquant’anni sappiamo che i batteri migrano verso determinate sostanze (vantaggio) e cercano di sfuggire ad altre circostanze (danno). È possibile che la comprensione dei meccanismi del comportamento batterico basato sulla valenza potrebbe fare luce su come le emozioni generano il comportamento in organismi più complessi? Non lo sapremo mai se non lo verifichiamo.
Alla fine de L’origine delle specie, Darwin descrive una «plaga lussureggiante» dove le leggi della selezione naturale si manifestano nell’evoluzione e nel comportamento attuale di piante e animali che appaiono così diversi tra loro da sembrare del tutto estranei, ma non lo sono, e che dipendono l’uno dall’altro per la vita. A un livello profondo, suggerisce Darwin, tutti gli esseri viventi sono imparentati. Oggi ne abbiamo prove che Darwin poteva solo immaginare, poiché disponiamo di strumenti incomparabilmente più sofisticati e di una comprensione molto più approfondita di come funziona l’evoluzione, che abbraccia la plasticità dello sviluppo, l’epigenetica e il cambiamento dell’intero genoma, il quale fornisce – oltre alle mutazioni di singoli geni – una variazione ereditaria su cui la selezione naturale può agire.
«C’è grandiosità in questa visione della vita», scrive Darwin, e ha ragione. Ora possiamo rispecchiarci – con cognizione di causa in senso scientifico e senza aver bisogno di sovrastrutture mistiche o antropomorfismi – in un narciso, in un lombrico, forse persino in un batterio, come in uno scimpanzé. Condividiamo origini comuni. Condividiamo geni. Condividiamo molti dei meccanismi attraverso cui ci familiarizziamo con i mondi creati dai nostri sensi e li apprezziamo. Tutti noi lottiamo per esistere, ciascuno a modo proprio, dipendenti gli uni dagli altri, sforzandoci di sopravvivere, di prosperare e (per alcuni) di riprodurci, su questo pianeta che condividiamo, che non è il centro dell’Universo, né tantomeno del sistema solare, ma è l’unica casa che abbiamo.
Come siamo giunti a considerare i nostri corpi come evoluti da forme corporee più semplici, così è il momento di abbracciare l’idea radicale di Darwin secondo cui anche le nostre menti si sono evolute da menti molto più semplici. Corpo e mente si sono evoluti insieme e continueranno a farlo.
