Nel 1994 usciva in contemporanea nelle librerie inglesi ed americane un volume scritto da un famoso fisico dell'Università di Oxford R. Penrose e intitolato "Le Ombre della Mente". Questo libro, per le tesi che prospettava nonché per l'autorevolezza del suo autore, mise in subbuglio il mondo medico-scientifico dell'epoca.

La tesi principale sostenuta da Penrose ruotava attorno all'inadeguatezza dei modelli interpretativi dei "processi cognitivi" e sulla possibilità di trovare strade alternative per spiegare le dinamiche degli "atti mentali".

Rifacendosi ad alcune pionieristiche ricerche dell'anestesiologo S. Hameroff e del neurofisiologo B. Libet, Penrose ipotizzò che i processi cerebrali come la coscienza o la consapevolezza dovessero essere direttamente collegati al fenomeno fisico noto col nome di "coerenza quantistica".

Non è questa la sede per entrare in dettagli tecnici ; qui basterà ricordare che la "coerenza quantistica" è quel meccanismo fisico per cui i metalli portati a bassa temperatura manifestano il fenomeno della superconduttività. A temperature molto basse infatti, alcuni metalli possono condurre l'elettricità senza opporre resistenza. Una corrente immessa in una spira superconduttrice scorrerebbe per un tempo infinito. Il segreto di questo fenomeno è che gli elettroni che trasportano la corrente elettrica si muovono tutti insieme in modo coerente, come se fossero una unica gigantesca particella. La conseguenza di questa "pan-armonia" è che la corrente elettrica scorre praticamente senza ostacoli.

Una situazione simile -seppur in condizioni ambientali decisamente diverse- avviene, secondo Penrose, anche a livello cerebrale (al livello dei tubuli). Il cervello umano è costituito da miliardi di neuroni (il neurone è la cellula fondamentale del sistema nervoso) che a loro volta sono costituiti da migliaia di microtubuli i quali sono composti da enti ancor più piccoli chiamati tubuli.

Ora, a parere di Penrose, l'evento cosciente nell'uomo, il passaggio cioè dallo stato di pre-coscienza allo stato di coscienza, avviene al raggiungimento da parte dei tubuli dello stato di massima "eccitazione coerente". Come gli elettroni nella superconduttività (i quali muovendosi all'unisono permettono alla corrente di fluire senza ostacoli) così la globalizzazione della coerenza tra i tubuli cerebrali permette il verificarsi del processo cognitivo.

Il tempo di transizione dalla fase pre-cosciente alla fase cosciente con la conseguente attivazione del segnale motore che consente ad esempio di muovere un braccio, dura circa mezzo secondo. Il susseguirsi delle transizioni dal livello minimo al livello massimo di coerenza dei tubuli, costituisce il "corso della coscienza" ; lo scorrere del tempo.

I fenomeni di coerenza quantistica oltre a spiegare razionalmente le dinamiche dei processi cognitivi, darebbero conto anche di quello che Penrose chiama "Senso Unitario" della mente. Il processo cosciente non può mai essere frutto dell'attivazione di una singola area del cervello ma deve scaturire dalla azione concertata in un gran numero di zone della mente. L'oscillazione coerente dei tubuli, la quale interessa la maggior parte del cervello, provvederebbe egregiamente a quel collegamento globale essenziale per l'estrinsecazione dell'atto mentale.

Una delle più singolari conseguenze dell'applicazione della coerenza quantistica alla mente, è che i processi cerebrali non potranno mai essere pienamente simulati da un calcolatore. Infatti, un computer per quanto evoluto possa essere, deve pur sempre ragionare seguendo una logica deterministica, ad ogni azione deve sempre corrispondere una reazione. Uno più uno deve sempre dare due. La coerenza quantistica alla base dei processi cerebrali invece, dovendo sottostare alle leggi della Meccanica Quantistica (le quali prevedono che qualsiasi sistema a loro soggetto debba sempre manifestare un certo grado di indeterminazione, di imprevedibilità), sfugge a questa logica. In altre parole l'aumento del grado di coerenza dei tubuli che deve condurre dallo stato di pre-coscienza allo stato di coscienza, può, seppur con probabilità molto bassa, fermarsi o accelerare spontaneamente, con tutte le conseguenze che ne derivano.

Ecco a grandi linee le novità introdotte nel campo delle "scienze cognitive" dalle idee di Penrose. Ovviamente non può bastare un semplice intervento giornalistico per spiegare in dettaglio una "costruzione di pensiero" che chiama in causa discipline scientifiche diversissime. Lo scopo del presente articolo è comunque essenzialmente quello di stimolare nel lettore la curiosità per una questione che, nei paesi anglosassoni, a differenza dell'Italia dove risulta pressoché sconosciuta, è tutt'oggi oggetto di acceso dibattito.

TIZIANO CANTALUPI

Il filo conduttore delle teorie di Penrose ruota attorno all'inadeguatezza dei modelli interpretativi dei processi cognitivi e sulla possibilità di trovare strade alternative per spiegare le dinamiche degli atti mentali. Lo studioso britannico indica nella "coerenza quantistica" la causa dei processi più intimi dell'attività cerebrale. La coerenza quantistica è quel processo fisico per cui un gran numero di particelle agisce coralmente assumendo le caratteristiche e le qualità di una unica macro-entità, consentendo il verificarsi di fenomeni quali l'emissione Laser o la Superconduttività. Le caratteristiche peculiari della coerenza quantistica sono essenzialmente due : l'evoluzione dei suoi processi dinamici secondo una logica non deterministica (non esprimibile cioè attraverso semplici meccanismi di causa ed effetto o "razionalizzabili") e l'estensione immediata e globale del fenomeno quantistico a tutti gli enti che partecipano al processo coerente. Tali caratteristiche ben si adattano al controllo dei processi mentali come gli "stati emozionali" (per loro natura non razionalizzabili) o "l'unicità dei processi cognitivi". Per quanto concerne quest'ultimo aspetto delle caratteristiche della mente, recenti studi di neurobiologia hanno dimostrato la non veridicità delle ipotesi secondo cui si avrebbe nel cervello una localizzazione ben definita delle funzioni deputate alla coscienza o al controllo dell'attività sensitiva. Tali funzioni andrebbero invece attribuite al cervello nel suo insieme, il quale, attraverso una fitta rete di sistemi interconnessi, controllerebbe ogni attività. Alle aree tradizionalmente ritenute sede delle funzioni cerebrali andrebbe soltanto riconosciuto il compito di originare il primo impulso per l'attivazione dell'atto mentale o sensitivo.

Negli ultimi anni si è assistito ad un acceso dibattito intorno alla supposta nocività delle microonde generate dai telefoni cellulari. Secondo chi scrive, finché la frequenza di oscillazione di tali apparecchi si manterrà al di sotto della soglia dei dieci miliardi di cicli al secondo (attualmente è dell'ordine del miliardo di cicli al secondo) le conseguenze risulteranno circoscritte alla sola produzione di calore. Se, viceversa, i costruttori di cellulari oltrepassassero tale soglia si rischierebbe di interferire direttamente con i processi cerebrali più profondi, con conseguenze imprevedibili.

Giunti a questo punto dell'esposizione non resta che concludere ribadendo con forza l'importanza di percorrere nuove strade per l'interpretazione dei processi cognitivi, strade come quelle indicate da Penrose e altri, le quali, oltre ad aiutarci a capire meglio la mente nel suo insieme, potrebbero, in futuro, fornirci nuove armi per combattere efficacemente determinate patologie cerebrali.

TIZIANO CANTALUPI