Informazioni e coscienza

 La carissima amica Annarita di Scientificando, in un commento mi chiede di chiarire meglio qualche mia affermazione, tra le quali quella che stabilisce la creazione di un nuovo tipo di coscienza, definita in mancanza di meglio “organica” e che consisterebbe in una forma di intelligenza che si costituisce come punto di riferimento dell’intero organismo, che appartiene al corpo fisico e che è molto più puntuale e completa delle altre due coscienze, almeno fino a quando non collassa in qualcosa di compiuto: un atto.

In realtà, per lo stesso problema che coinvolge i due tipi di coscienza classici, la primaria e la secondaria, e cioè la perdita di informazione nel collasso nel mondo fisico, rimane per me difficile spiegare compiutamente quello che credo di aver compreso a livello di intuizione “organica”.

Già un’altra volta avevo accennato a una specie di serbatoio di conoscenza che esubera quella attualmente disponibile per  ognuno di noi per comprendere il mondo in termini di movimenti da effettuarvi o parole per descriverlo.

Intendo dire che quello stesso insieme di neuroni che comprende un dato aspetto del mondo (qualsiasi cosa, dal funzionamento di un frullatore a un discorso politico a come fare le capriole) è più ampio e completo di quello che si seleziona e attiva per agire e descrivere il mondo. Bisogna che faccia un disegno, eccolo.

          

La Fig. 1 dovrebbe illustrare questo meccanismo, ovviamente in maniera semplificata.

Da sinistra arrivano gli stimoli sensoriali (frecce grigie)  che colpiscono i recettori (pallini verdi). Il potenziale d’azione che si crea forma una corrente elettrochimica che dà vita a una serie di circuiti, dei quali solo quelli con maggiori legami sinaptici esitano, a destra, in un’uscita motoria (pallini rossi).

I collegamenti in nero sono quelli che raggiungono l’uscita motoria, i collegamenti in rosso sono quelli sacrificati, come dire, e che non raggiungono l’uscita motoria. La parte tratteggiata del collegamento in rosso sta proprio a significare che il circuito non è in grado di chiudersi.

Diciamo subito che questo modo di procedere non è dannoso per l’organismo, in quanto gli è necessario per decidere. In un articolo recente avevo citato un lavoro che dimostrava come la scelta sia più facile quando gli elementi in gioco sono in numero limitato, rispetto per esempio a un numero più elevato di elementi. Questo perché subentra quello che potremo definire un elemento dispersivo, un po’ quello che succede ai singoli membri di uno stormo di uccelli, o a quelli di un banco di pesci: il fatto di muoversi tutti insieme disorienta il predatore che si trova a dover scegliere fra troppe opzioni (aumento del disordine, diminuzione dell’informazione).

Ora, questi circuiti che non raggiungono l’uscita rappresentano, per me, un surplus di conoscenze, che a causa di un impedimento fisico vengono sacrificate sull’altare della decidibilità. Magari, dal punto di vista motorio, questo fatto non rappresenta un handicap, però da quello simbolico io credo che rappresenti una perdita di informazioni importante, al quale forse si deve il gap tra quello che possiamo conoscere e quello che sappiamo descrivere.

A questo fatto però potrebbero opporsi le considerazioni di Boltzamm sulla termodinamica statistica. Egli ipotizzò che la freccia termodinamica, e cioè la tendenza naturale delle cose a evolvere verso il disordine, si derivi da queste osservazioni: Boltzmann immaginò di avere una scatola divisa in due compartimenti uguali e di avere a disposizione otto particelle. Ora, si chiese, qual è il modo più semplice di disporre le particelle e quale quello più complesso? Se metto tutte e otto le particelle in uno scomparto, ci sarà un solo modo di disporle ma se io comincio a metterne sette da una parte e una dall’altra, ci saranno otto possibili modi, uno per ogni particella che può essere messa nello scomparto da sola.

In generale il numero di diverse combinazioni è dato dalla formula generale

P= N!/ N1! N2!

dove P è il numero delle diverse combinazioni, N! è il fattoriale di tutte le particelle (1 x 2 x 3 … x N)  e N1! e N2! sono i fattoriali, rispettivamente, delle particelle di ogni scomparto (Fig. 2)

                    

Ora, in linea generale, la Teoria dell’informazione dice che minore l’entropia (disordine del sistema) maggiore l’informazione, e viceversa. Adesso bisogna capire se quello che interviene a formare circuiti stabili all’interno del cervello è sempre un’operazione che aumenta l’ordine e quindi l’informazione, o se ci può essere una perdita di informazione anche dal fare ordine.

Infatti, l’equazione di Boltzmann della termodinamica statistica è

S = k  log P               (1)

con S=entropia, k=costante, P=numero di microstati, e quella di Shannon della teoria dell’informazione è

I = - k log  P            (2)

con I=informazione, si può derivare la seguente equazione

I = - S                        (3)

la quale  dice appunto che l’informazione di uno stato è uguale alla sua entropia, ma di segno negativo, fatto questo che ha contribuito a creare il nome, da parte di Norbert Wiener, di negentropia (negentropy) che significa appunto entropia negativa (ricordo che l’entropia è la misura del disordine, dunque la negentropia è la misura dell’ordine).

L’idea che vorrei sviluppare riguarda dunque una situazione in cui la scienza ha già fatto luce, la Teoria dell’Informazione, aspetto essenziale della quale è la relazione inversa che occorre tra informazione e disordine. Ho però come la sensazione che questo possa adattarsi a quelle situazioni nelle quali si voglia trasmettere un’informazione da isolare dal resto del rumore del segnale ma non esattamente al modello di funzionamento del cervello.

Qui non è tanto e solo l’estrazione di un’informazione dal segnale, isolandola dal rumore, quanto l’estrazione della massima quantità di informazioni, ivi compreso il rumore di fondo. Il più delle volte l’ambiente non invia segnali omeodiretti verso un particolare organismo, salvo i casi di comunicazione intraspecifica, ma invia segnali eterodiretti che i sistemi di filtraggio degli organismi trasformano in informazioni.

Un limite, come visto, è dato più dall’esigenza di non sovraccaricare il sistema nervoso del ricevente affinché sia possibile una decisione che dal pericolo di interpretare in maniera fallace l’informazione. Una mezza informazione è quindi meglio di cento informazioni?

(continua)