Perché gli animali sono biologicamente coscienti.

Per quanto ne sappiamo, la coscienza dipende dal cervello e il cervello è un organo biologico. In un incontro di boxe, un colpo alla mascella porta spesso a una perdita di coscienza, ma lo stesso impatto sul tronco non lo fa. Più specificamente, gli scienziati hanno a lungo pensato che la coscienza umana dipende da due grandi strutture cerebrali, la corteccia e il talamo. Il ciclo quotidiano di veglia, sogno e sonno dipende da generatori di ritmo globali distintivi nel talamo e nella corteccia. (Www.baars-gage.com, capitolo 8)

Mentre i nuclei cerebrali profondi controllano il ciclo giornaliero del sonno-veglia, i contenuti specifici della visione cosciente, come la vista di una tazza di caffè, sono direttamente supportati da regioni note della corteccia e nuclei corrispondenti nel talamo. La corteccia e i suoi satelliti sono alla base della parola e dell'udito, della vista, dell'udito e del tatto, della capacità di prendere decisioni e di controllare i nostri muscoli volontari.

Al contrario, gli studenti di medicina hanno da tempo imparato che i due grandi lobi del cervelletto, appesi dalla parte posteriore della corteccia, possono essere danneggiati negli esseri umani senza compromettere in modo significativo la coscienza. Dato che il cervelletto ha quasi lo stesso numero di neuroni della corteccia, la domanda diventa quindi: in che modo la corteccia supporta i contenuti coscienti? Perché non il cervelletto? (Figura 1).

• La psicologia dietro le interazioni con i social media
• Belli miti e menti degli schizofrenici
• Cosa dicono i tuoi occhi su chi sei
• Wicked Tuna: NGS supporta l'abuso di animali e la scarsa conservazione
• Esplorando la voragine che separa le grandi scimmie dagli umani

Ritmi del cervello

Se tu ed io siamo consapevoli, sembra dipendere interamente da un particolare regime oscillatorio del talamo e della corteccia. Mentre i ritmi osservabili del risveglio (cosciente) e del sonno (inconscio) sono noti da molti anni, i generatori del ritmo del sonno, della veglia e del sogno sono stati elaborati solo negli ultimi dieci anni da una serie di illustri scienziati, tra cui un canadese gruppo diretto da Mircea Steriade e Alain Destexhe.

Usando elettrodi impiantati in umani e animali, ora possiamo vedere veloci segnali interregionali che si muovono avanti e indietro durante la veglia e il sogno, rispetto a molto più traffico di segnale locale e stop-and-go nel sonno e in altri stati inconsci.

• Studio: i cani possono identificare i bugiardi e non si fidano di loro
• Emotione radicale: la psicologia incosciente dei terroristi (seconda parte)
• Empatia coinvolta: come migliorare le relazioni uomo-animale
• Valutare la tua intelligenza emotiva: 4 domande chiave
• Trovare nuove parti della personalità

Le alte e regolari onde delta del sonno inconscio riflettono miliardi di neuroni che sparano e si fermano all'unisono ogni due secondi circa. Le crisi epilettiche mostrano la stessa massiccia attività di stop-and-go in grandi parti della corteccia. Gli stati inconsci hanno spesso questo diffuso carattere stop-and-go.

Al contrario, durante gli stati coscienti, il traffico del segnale scorre molto più liberamente negli hub e nelle autostrade del cervello, in ciò che Gerald Edelman e Giulio Tononi hanno definito "il nucleo dinamico". Le esperienze coscienti individuali sembrano riflettere la segnalazione momento per momento in questo nucleo dinamico. (Baars & Gage, 2010)

La coscienza ha una storia evolutiva.

Qualche decennio fa, lo psicologo di Princeton, Julian Jaynes, ha ipotizzato che la coscienza sia un fenomeno recente, di poche migliaia di anni. Jaynes la pensava così basata su una differenza tra il linguaggio di Iliade di Omero e l'Odissea. Nell'Odissea, sosteneva, le voci degli dei vengono percepite come provenienti dal mondo esterno. Nell'Illiad, d'altra parte, si pensa che gli dei parlino all'interno delle teste degli eroi.

Ma si ritiene che il linguaggio pienamente formato risalga a circa 50.000 – 100.000 anni, e quanto alla coscienza, almeno la coscienza sensoriale sembra essere molto, molto più antica. La lateralizzazione emisferica come quella che troviamo nella lingua può essere osservata nelle cavie e negli uccelli canori. Il ricercato "gene del linguaggio" di FOXP2 è noto per esistere in alligatori. Le facoltà cognitive umane sono scorporate da adattamenti molto più antichi.

Gli esseri umani non sono gli unici possessori del cervello talamocorticale di base. Lo condividiamo con tutti i mammiferi, risalendo ai primordi circa 200 milioni di anni fa.

Le caratteristiche pompe del ritmo del sistema TC (talamocorticale) sono quindi condivise con cani e gatti, con topi e ornitorinco – e forse prima. Nelle parole di Edelman e Tononi, dal punto di vista del cervello potremmo vivere in "un universo di coscienza". Se è vero, quell'idea lancia una straordinaria nuova luce sulla biosfera.

Ciò non significa che i toporagni degli alberi abbiano una "coscienza di livello superiore" (Edelman, 1989), che è fortemente dipendente dal linguaggio, dalle funzioni esecutive e sociali, dalle basi cerebrali della cultura umana. Altri mammiferi condividono la nostra corteccia sensomotoria e il talamo, ma lobi frontali relativamente più piccoli.

Tuttavia, i primati come i macachi sono abitualmente studiati per approfondire la coscienza visiva umana, perché il nostro cervello visivo sembra così simile. Guarderemo questa letteratura scientifica in un prossimo numero.

Come altre importanti funzioni della vita, la coscienza ha una storia evolutiva.

Coscienza in altre specie.

Filosofi come Gilbert Ryle e Ludwig Wittgenstein hanno avvertito che non possiamo neppure essere sicuri che altri umani siano coscienti, ma questi collegamenti biologici di base suggeriscono il contrario. Se tutti gli umani condividono la stessa anatomia di base del cervello, la fisiologia e le funzioni comportamentali, è probabile che tu ed io non siamo esseri solitari in un universo solipsistico. Né è probabile che la coscienza sia "epifenomenica" – che non abbia alcuna funzione biologica o psicologica. Dopo tutto, quante funzioni corporee non svolgono alcun ruolo biologico? La risposta darwiniana deve essere: probabilmente nessuna. Senza sopravvivenza e benefici riproduttivi nessuna funzione principale può durare.

Tradizionalmente siamo stati avvertiti di non generalizzare leggermente dall'uomo ad altre specie. Questa è comunque una precauzione importante da tenere a mente. Ma è stato un po 'rilassato con importanti progressi nel codice genetico. Possiamo iniziare a leggere il codice genetico dei neuroni e i loro numerosi ruoli nell'evoluzione e, se un insieme di geni è simile, è probabile che anche la loro espressione fenotipica sia simile. Mentre Darwin era già convinto di sorprendere le somiglianze tra le emozioni dei mammiferi, ora stiamo iniziando ad aggiungere il codice del DNA per strutture come il talamo e la corteccia e per gli stati biologici come il sonno, la veglia e i sogni. La transizione tra sonno e veglia ora è nota per alterare l'espressione genica in centinaia di locazioni del DNA.

Quando si tratta di risveglio cosciente, il sistema talamocorticale è condiviso tra i mammiferi. I regimi oscillatori del veglia e del sonno sono anche ampiamente condivisi: il risveglio cosciente è uno stato che cambia rapidamente, con un gran numero di oscillazioni a fasi bloccate avanti e indietro, mentre il sonno comporta un arresto regolare e globale nel flusso del traffico di segnali. Durante la veglia cosciente gli animali si impegnano in un comportamento adattivo e propositivo. Il sonno ci rende vulnerabili alla predazione, quindi ci ritiriamo nella relativa sicurezza di alberi, caverne e insediamenti umani.

I neurobiologi suggeriscono ora che il cervello degli uccelli è molto più vicino ai mammiferi di quanto si pensasse. In particolare il "pallio" negli uccelli sembra essere omologo alla corteccia nei mammiferi. Ciò solleva la domanda: sono anche coscienti? Il famoso pappagallo africano grigio di Irene Pepperberg, Alex, sembra certamente suggerirlo.

Una visione biologica del cervello cosciente (e inconscio) rivela un tesoro di nuove intuizioni. E domande senza risposta, ovviamente.

Soggettività e rasoio di Occam.

Possiamo attribuire la soggettività ad altri animali? Le scimmie e i gattini hanno un punto di vista su un mondo di oggetti, eventi e scene coscienti? È come essere un pipistrello?

Durante sette decenni di dominio comportamentista, il Rasoio di Occam veniva spesso maneggiato contro quella nozione. (Circa dal 1920 al 1990). Se il comportamento poteva essere spiegato senza coscienza, si sosteneva, non c'è motivo di postulare più "entità" di quanto strettamente necessario. Il rasoio di Occam ha perso la soggettività.

Oggi, un vasto corpo di prove indica che la coscienza è un fatto biologico bruto. Si presenta in modi altamente prevedibili in certi tipi di cervello, in condizioni ben studiate. I cervelli coscienti hanno numerose proprietà consolidate (ad es. Baars, 1988; Edelman, 1989; Seth et al, 2005). Lo stesso vale per gli stati e i processi del cervello inconscio. Occam's Razor non può essere usato per perdere un bruto fatto. I fatti sono ciò che stiamo cercando di capire.

Ora è diventato eticamente necessario che gli scienziati descrivano i loro animali da laboratorio come "consapevoli". Insieme a un vasto corpo di prove, la presunzione scientifica è passata alla coscienza in animali come noi. Questa oscillazione di opinioni potrebbe rivelarsi sbagliata, ma riflette un grande peso di prove. Gli argomenti contro la coscienza animale dovrebbero essere pienamente informati su quel corpo di prove comportamentali e neurobiologiche. La coscienza animale non si basa più sulla speculazione o sulla filosofia astratta.

Riferimenti selezionati.

Baars, BJ (1988) Una teoria cognitiva della coscienza. NY: Cambridge University Press. Disponibile online in formato testo. Www.nsi.edu/users/baars

Baars, BJ e NM Gage (2010) Cognizione, cervello e coscienza: un'introduzione alle neuroscienze cognitive. 2a edizione. Elsevier, Inc./ Academic Press. Vedi www.baars-gage.com

Edelman, GM (1989) Il presente ricordato. NY: libri di base.

Edelman, GM & G. Tononi (2000) Un universo di coscienza: come la materia diventa immaginazione. NY: libri di base.

Seth, AS, BJ Baars, DB Edelman (2005) Criteri per la consapevolezza nell'uomo e in altri mammiferi. Coscienza e cognizione, 14, 119-139. Disponibile per il download su www.nsi.edu

Per i documenti tecnici per il download gratuito vedere www.nsi.edu e http://ccrg.cs.memphis.edu/papers.html