Due neuroscienziati di tutto rispetto, J. Allan Hobson e Karl Friston, hanno recentemente pubblicato una nuova teoria dei sogni (JA Hobson e KJ Friston; Sveglia e coscienza di sogno: considerazioni neurobiologiche e funzionali. Prog Neurobiol., 2012 luglio; 98 (1): 82 -98.di: 10.1016 / j.pneurobio.2012.05.003; PMCID: PMC3389346).
La teoria formalizza una concezione del cervello sognante come una macchina di simulazione o un generatore di realtà virtuale che cerca di modellare e prevedere in modo ottimale il suo ambiente di veglia e ha bisogno di processi di sonno REM, (in particolare le onde PGO) per farlo. L'idea di base è che il cervello sia dotato geneticamente di un sistema neuronale che genera una realtà virtuale del mondo della veglia durante il sonno REM perché i processi di sonno REM sono essenziali per ottimizzare questo modello generativo.
I trattamenti della mente / cervello come una macchina di realtà virtuale o un dispositivo di predizione o errore o "macchina di Helmholtz" (quasi la stessa cosa) sono diffusi in tutto il cognito e le neuroscienze, e ha molto senso considerare il sogno lungo questi linee pure. Dopo tutto, un sogno è vissuto come un "mondo" pienamente realizzato che sembra essere generato internamente senza il beneficio dell'attuale input sensoriale (dato che l'input sensoriale è bloccato durante il REM).
Hobson e Friston suggeriscono che i dati sensoriali sono campionati durante la veglia per costruire un modello complesso del mondo che può guidare il comportamento e ridurre l'errore di previsione e le sorprese. Quindi il modello viene messo offline durante il sonno ed è sottoposto a una procedura di ottimizzazione che elimina la ridondanza e riduce la complessità, migliorando così l'adattamento del modello al mondo.
Durante la veglia, i cambiamenti nei parametri del modello (esperti soggettivamente come percezioni) sono guidati dalla necessità di spiegare input visivi non previsti. Durante il sogno, tuttavia, non vi è alcun input sensoriale o visivo in modo tale che i sensi del sogno siano guidati dalla necessità di spiegare input oculomotori imprevedibili. Il contenuto del sogno è quindi il tentativo del cervello di trovare spiegazioni plausibili per le ricerche visive fittizie innescate dall'ingresso oculomotore (presumibilmente attraverso movimenti oculari e onde PGO rapidi) e dalla potatura delle connessioni sinaptiche che fa parte del processo di ottimizzazione della riduzione della complessità.
Perché è necessario andare offline per ottimizzare la macchina di simulazione? A mio avviso, gli autori non rispondono mai adeguatamente a questa domanda. La procedura di ottimizzazione ci offre un modello migliore che può guidare meglio il comportamento. Va bene e va bene, ma non spiega perché l'ottimizzazione debba avvenire offline. Dopo tutto, l'ottimizzazione del modello procede durante la veglia e probabilmente lo fa in modo molto più efficiente, dato il feedback sensoriale disponibile per il cervello di veglia.
Gli autori suggeriscono che l'uso dell'opzione offline era particolarmente acuto per il cervello complesso di mammiferi (e uccelli) che mostra il sonno REM. Ma le misure del sonno REM non sono correlate con le dimensioni del cervello o la complessità. Ci sono molti animali (es. Marsupiali) con molto sonno REM e cervelli non molto complessi.
Gli autori suggeriscono anche che la loro teoria getta un po 'di luce sul lasso di riflessi termoregolatori che sono caratteristici del REM. Il ritorno durante il REM a uno stato di poilkothermic è stato a lungo uno dei tanti misteri biologici associati al REM. Perché Madre Natura sottopone l'animale a una pericolosa perdita di termoregolazione durante il sonno? Gli autori sostengono che, tra le altre funzioni, la macchina di simulazione genera previsioni relative ai bisogni e alle condizioni termiche dell'organismo. Ma se la macchina viene messa offline, "il cervello sarà impermeabile alle fluttuazioni di temperatura e non risponderà agli errori di previsione termica di soppressione, causando una sospensione dell'omeotermia". Ma questo equivale a dire che i processi di regolazione termica non possono procedere perché i riflessi regolatori sono inibiti come parte dello stato REM. Ma quello che vogliamo sapere è il motivo per cui questi riflessi sono inibiti in primo luogo.
Forse gli autori vogliono sostenere che i riflessi sensoriali e l'input in generale sono inibiti come parte dello stato REM perché la procedura di ottimizzazione non può funzionare a meno che tutti gli input sensoriali non siano controllati. Gli autori sostengono che l'ottimizzazione può procedere con il gating sensoriale, ma non stabiliscono che deve procedere con il gating; vale a dire che è richiesto il gate
Il fatto che l'ottimizzazione possa verificarsi durante la veglia argomenta contro l'idea che il gating sia assolutamente necessario. Si noti che i vantaggi dell'ottimizzazione offline dovrebbero superare i suoi rischi, tra cui l'aumento della vulnerabilità alla predazione, l'interruzione della termoregolazione e così via.
Per sostenere l'argomentazione secondo cui l'ottimizzazione offline è necessaria, gli autori sostengono che senza una periodica riparazione offline (potatura), il modello diventerà eccessivamente complesso e disfunzionale, facendo rivivere la vecchia idea di Francis Crick che il sogno REM rappresenta una purga o una potatura di associazioni superflue e complessità nel sistema cognitivo. "In breve, togliere il cervello off-line per potare le associazioni esuberanti stabilite durante la veglia può essere un prezzo necessario che paghiamo per avere un sofisticato sistema cognitivo che può distillare associazioni complesse e sottili da campioni sensoriali." Ma ancora, ci sono molte specie di animali senza complessi sistemi cognitivi che hanno comunque REM in abbondanza e viceversa – ci sono specie con cervelli complessi con REM piccoli o assenti (ad esempio alcuni mammiferi marini).
La visione del cervello come realtà virtuale o modello generativo del mondo ci aiuta a capire il contenuto dei sogni? Per rispondere a questa domanda gli autori sollecitano un'appropriata cautela: "trovare un ordine nel mondo reale potrebbe non essere lo stesso di trovare un ordine nel mondo virtuale." Un mondo virtuale che sta subendo un processo di adattamento del modello o ottimizzazione probabilmente genererà tutto tipi di contenuti imprevedibili mi sembra. Questo è il motivo per cui penso che la teoria Hobson-Friston abbia bisogno di emendamenti importanti per lavorare sui contenuti onirici.
I sogni non sono poi così imprevedibili. Migliaia di studi sui contenuti onirici hanno ora stabilito chiaramente le regolarità nei contenuti dei sogni. Tali regolarità sono sostanzialmente coerenti con il sogno come teoria della macchina virtuale, ma la teoria deve prendere sul serio le regolarità dei contenuti onirici se spera di ottenere una buona corrispondenza con i dati. Per ottenere quella misura, gli autori suggeriscono che più di un processo di modellazione deve entrare in gioco come parte della procedura di ottimizzazione. Occorre trovare un equilibrio ottimale tra provare ciò che è già stato appreso sul mondo ed esplorare nuove ipotesi e possibilità che potrebbero essere sperimentate. Questo suggerimento ha senso per me.
