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Journal of Neuroscience, Psychology and Cognitive Science
On-line date: 2009-01-05
La Coscienza
di Daniela Scuticchio
Keywords: EEG, REM, Coscienza, Damasio, Comprensione
Nello studio della mente umana le stesse conclusioni cui si perviene scatenano talvolta il dubbio di
non essere mai stati così lontani dalla verità, forse perché qualsiasi tipo di approccio scientifico,
seppur efficace e persuasivo, è comunque spesso parziale e riduttivo di fronte ad alla complessità
di alcuni aspetti propri dell'uomo. Restringendo il campo ai soli processi psichici, alcuni di essi in
particolare rimandano direttamente alla sofisticatezza che lo contraddistingue, sfuggendo alla
possibilità di essere definiti univocamente ed oggettivamente nella loro interezza. La coscienza,
continuamente oggetto di dispute scientifiche, pone come sfida per i ricercatori l'individuazione
delle sue basi neurofisiologiche ed è evidente quanto questo tentativo sia arduo a partire dalla sua
connessione al più vasto ambito dei rapporti mente-cervello. La comprensibile difficoltà di
integrare l'aspetto organico della coscienza con quello relativo ai contenuti consapevoli
dell'esperienza individuale ha favorito il mantenimento di due principali approcci teorici: la
coscienza è stata infatti considerata da alcuni studiosi prevalentemente come fenomeno qualitativo
della psiche, da altri come entità fisiologica neurobiologicamente localizzabile. In neurofisiologia
le conoscenze sul funzionamento della Formazione Reticolare (FR; Moruzzi e Magoun, 1949) ed i
risultati ottenuti tramite l'utilizzo del metodo elettroencefalografico hanno contribuito ad
assimilare il fenomeno della coscienza a quello della vigilanza. " La coscienza - secondo la
definizione di C.W. Simon e W.H. Emmons del 1956 - si riferisce agli stadi di stato vigile durante
i quali si hanno vari gradi di consapevolezza degli stimoli esterni, e allo stato di transizione
durante il quale stimoli interni, cioè i sogni, sono presenti e sono ricordati". Neurologicamente
essa corrisponde all'attivazione di un'estesa rete di neuroni corticali, sostenuta da quella di aree
sottocorticali. Il vissuto cosciente è frutto della cooperazione fra molte regioni cerebrali, il che
rende inverosimile l'identificazione di una specifica zona deputata alla sua genesi. Dati
sperimentali e clinici indicano piuttosto che la coscienza, le sue variazioni di stato e di contenuto
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dipendono dal grado di integrazione dell'attività di tre diversi livelli del Sistema Nervoso Centrale
(SNC): - livello troncoencefalico, in cui l'attivazione dell'ARAS (Ascendine Reticular Activating
System) produce lo stato di veglia tonica e di attenzione tonica, con conseguente
desincronizzazione del tracciato elettroencefalografico. Le porzioni caudali e rostrali dell'ARAS
sembrano esercitare un controllo a livello del talamo. - livello talamico, responsabile
dell'integrazione, della codificazione e della proiezione delle afferenze sensoriali alla corteccia
cerebrale. - livello corticale, in cui le informazioni provenienti dai sistemi talamo-corticali
vengono trasformate da input privi di specifici significati in esperienza cosciente dotata di senso,
attraverso processi di associazione ed immagazzinamento. Nel 1952 Penfield e Jaspers hanno
descritto un sistema comprendente tutte le formazioni assiali che si estendono dal bulbo al
mesencefalo, e contenente tutte quelle strutture che controllano sia fasicamente che tonicamente
l'attività della corteccia cerebrale. Nella loro ipotesi troncoencefalica circa la genesi della
coscienza gli elementi ad alta specializzazione (corticali), responsabili di tale fenomeno, vengono
attivati dal sistema reticolare situato nel tronco dell'encefalo, sensibile alle informazioni
provenienti dal mondo interno e da quello esterno. Tale sistema agirebbe mediante tre operazioni:
trasmissione degli input afferenti ed efferenti, presenza di output anche in assenza di input, firing
spontaneo (non evocato da un evento specifico). Giuseppe Moruzzi nel 1972 scriveva "..il sistema
reticolare attivatore ascendente è un sistema a proiezione diffuso capace di aumentare estesamente
l'attività della corteccia cerebrale e quindi di aumentare la vigilanza". Anche nel suo modello il
presupposto teorico è che il livello dell'attività cerebrale (neocortex in particolare) è sotto il
controllo della reticolare troncoencefalica, il cui grado di attivazione dipende da fattori endogeni
(umorali, neurochimici) ed esogeni (input sensoriali). Il processo di integrazione spaziale e
temporale delle attività essenziali per i vari stati di coscienza avverrebbe dunque a livello della FR,
a cui bisogna aggiungere l'attività degli interneuroni e quella graduata delle sinapsi dendritiche e
somatiche che condizionano elettrotonicamente l'eccitabilità di tutte le strutture del sistema. Il
compito della neurofisiologia è inoltre quello di correlare la funzione di questi complessi circuiti
con le variazioni dello stato di coscienza, i cui poli estremi corrispondono alla veglia ed al sonno
profondo. Attualmente i dati di cui si dispone lasciano supporre che la desincronizzazione EEG e
la comparsa del sonno comportamentale siano innescati da un meccanismo attivo a partire da
strutture ipotalamiche rostrali situate a livello delle regioni preottiche con la diretta partecipazione
dei neuroni bulbo-pontini, posti nelle regioni caudali del troncoencefalo. Studi sperimentali
mostrano che il massimo livello operativo del sistema reticolare attivatore si accompagna ad un
EEG altamente desincronizzato, ad un elevato livello di vigilanza ed alla presenza delle
componenti emotive associate ad un comportamento finalizzato; tale stato di attività mentale è
stato definito "veglia attiva". Durante la "veglia rilassata" ed il riposo mentale si ha invece un
equilibrio fra sistemi sincronizzante e desincronizzante, e l'EEG, pur rimanendo generalmente
desincronizzato, mostra la comparsa di attività sincrone (onde alfa). Quando i rapporti fra i sistemi
sincronizzante e desincronizzante si invertono al comportamento cosciente subentra il sonno. Il
prevalere dei sistemi sincronizzanti, per inibizione dell'ARAS, fa si che l'EEG divenga
progressivamente più lento e sincrono (onde theta e delta). A livello comportamentale il soggetto
entra nello stato di sonno sincronizzato (non REM), precedente a quella di sonno paradosso o
desincronizzato (REM). Durante l'addormentamento il soggetto esperisce soggettivamente un
progressivo restringimento del campo di coscienza (insieme dei contenuti coscienti), una perdita
del senso di realtà e, talora, la comparsa di fenomeni allucinatori (allucinazioni ipnagogiche) e
motori (clonie ipniche). Il massimo livello di attività del sistema sincronizzante si ha durante gli
stadi 3 e 4 del sonno NON REM e parallelamente il sistema desincronizzante raggiunge il livello
più basso. In coincidenza del termine di questa fase gli elementi caratteristici del sistema
desincronizzante (onde beta) cominciano a riorganizzarsi e dopo qualche tempo si assiste ad
un'improvvisa inversione del processo, che diviene caratterizzato da un notevole aumento
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dell'attività del sistema sincronizzante (prevalentemente a partenza da strutture del ponte). L'EEG
si fa desincronizzato, simile a quello della veglia attiva, e può verificarsi l'esperienza soggettiva
del sogno, caratterizzata da allucinazioni ed autorappresentazioni. Le variazioni di potenziale,
rilevabili nel tracciato EEG, sono l'espressione dell'attività di numerose strutture sottocorticali e
corticali che contribuiscono al mantenimento della coscienza e ne rispecchiano le oscillazioni di
stato. Naturalmente ridurre i diversi stati di questa funzione ai vari gradi di attivazione e
deattivazione dei sistemi sincronizzanti e desincronizzanti risulta semplicistico; piuttosto è
indispensabile completare l'analisi quantitativa con quella qualitativa dei pattern di attività
(contenuti di coscienza) con cui operano i vari sistemi. Un'ipotesi interessante è quella che
attribuisce un ruolo determinante agli interneuroni che sono attivati da circuiti ricorrenti di cellule
talamiche a proiezione corticale diffusa, le quali guidano le sequenze post-sinaptiche eccitatorie ed
inibitorie (EPSP-IPSP), che conducono a loro volta le onde elettriche cerebrali. Gli interneuroni,
come già detto in precedenza, sarebbero influenzati anche dalla reticolare caudale e rostrale. Ne
consegue che dalla combinazione delle diverse influenze eccitatorie ed inibitorie sui vari tipi di
interneuroni talamici e corticali dipenderanno le caratteristiche della sincronizzazione e della
desincronizzazione dell'attività bioelettrica cerebrale. Queste caratteristiche sono difficilmente
differenziabili nelle loro più fini componenti ma possono sottendere una grandissima varietà di
stati funzionali e rappresentare l'equivalente bioelettrico dei vari stati di coscienza. Ad esempio, in
condizioni normali la durata dell'azione degli interneuroni inibitori talamici è di 80-150 msec e la
loro azione determina la frequenza e l'ampiezza delle onde sincrone. Una scarica interneurale
inibitoria della durata di 100 msec induce in corteccia onde sincrone a 10 c/sec (alfa), mentre un
aumento della scarica induce una diminuzione di frequenza ed un aumento di voltaggio, che è
quanto avviene negli stadi 3 e 4 del sonno NON REM. Si può concludere che il meccanismo sia
sostenuto da un'attività di base dei neuroni talamici a proiezione corticale, determinata dalla
scarica "tonica" di interneuroni ad azione facilitatoria sulla quale l'azione "fasica" degli
interneuroni inibitori crea una pausa. Inevitabilmente lo studio delle funzioni coscienti acquisisce
maggiore significato se si prende in considerazione l'organismo a cui appartengono e i rapporti che
quest'ultimo intrattiene con l'ambiente circostente. Questo è anche il punto di vista di A. Damasio,
che, mettendo in discussione l'ipotesi cartesiana del dualismo mente-corpo, che addirittura
attribuiva alla prima un fondamento non materiale, ha evidenziato che la natura ha costruito
l´apparato della razionalità non solo al di sopra di quello della regolazione biologica, ma
anche a partire da esso e al suo stesso interno. La coscienza consiste secondo il neuropsicologo
portoghese nella costruzione di conoscenze rispetto a due aspetti: l´organismo che entra in
relazione con qualche oggetto e l´oggetto coinvolto nella relazione che causa un
cambiamento nell´organismo. Comprendere la biologia del fenomeno significa quindi
capire in che modo il cervello riesca a rappresentare le due componenti - organismo ed oggetto - e
in che modo si stabilisca la relazione tra queste. La coscienza sarebbe indissolubilmente legata al
sentire corporeo, anche se non completamente sovrapponibile alle altre modalità sensoriali. La
forma più semplice in cui questa conoscenza emerge mentalmente è il sentimento di sapere,
sentimento di ciò che capita quando un organismo è impegnato a processare un oggetto - ed è solo
in un secondo momento che possono cominciare a verificarsi inferenze e interpretazioni intorno a
tale sentimento. Nel modello di Damasio la funzione cosciente si struttura gerarchicamente,
secondo un gradiente di complessità sempre maggiore: - Proto-sé, fenomeno primordiale di
autoidentificazione che l´uomo condivide con gli animali superiori, alle cui base sono le
emozioni, eventi strettamente biologici, sui quali si sviluppano poi i sentimenti (paura, fame,
sesso, rabbia...) che hanno come motore l´interazione tra l´organismo e il mondo
oggettuale. Il 'proto-sé' non è autoconsapevole, ma limitato a alla progressiva comprensione si
essere qualcosa di ben distinto dal mondo esterno. - Coscienza nucleare, fenomeno biologico nel
quale sono simultaneamente presenti tre elementi: l´oggetto di sui si è coscienti, la
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posizione del proprio corpo rispetto a quell´oggetto e la relazione che si stabilisce tra queste
due entità. La coscienza nucleare dà all´organismo un senso di sé hic et nunc, senza
concedere la possibilità di fare previsioni. L´unico passato che possiede perviene a ciò che è
appena accaduto. - Coscienza estesa, che si costituisce sulla base della coscienza nucleare ed è
all´origine del 'sé autobiografico'. Questo livello di coscienza richiede il linguaggio,
necessario alla formulazione della storia personale. Per riassumere questa parentesi
neurofisiologica, la struttura della coscienza, secondo una schematizzazione di G. Benedetti nel
1969, comprende complesse attività neuronali favorite dall'azione inibitrice esercitata su altri
sistemi neuronoci, che altrimenti ne impedirebbero il funzionamento ( la selettività è rilevabile
dalla desincronizzazione che compare nel tracciato EEG); l'avvio di circuiti periferici sensoriali a
partire da regioni centrali, con conseguente feed-back centro-perifero-centrale, che genera l'atto
percettivo cosciente; l'eccitazione delle zone corticali che ritengono tracce mnestiche e permettono
il riconoscimento dell'input sensoriale; l'attivazione delle zone encefaliche che assicurano lo
"schema corporeo" e dunque la possibilità di attribuire le percezioni attuali alla propria persona;
l'integrazione dell'attività di analisi percettiva in schemi ideo-verbali a livello corticale, che
arrivano poi al linguaggio. Lo stesso Benedetti ha però integrato questa descrizione con aspetti
fenomenologici quali: consapevolezza del soggetto della propria sensibilità, della propria
continuità temporale ed integrità psicofisica. Se nella prospettiva neurofisiologica i concetti di
vigilanza e di coscienza sono per lo più sovrapponibili, in quella fenomenica il vissuto cosciente è
qualcosa di non assimilabile e riducibile ad una funzione neuronale. F. Varela, seguendo le teorie
di eminenti suoi predecessori quali Husserl e Merleau-Ponty, considera la coscienza come tre cicli
permanenti di attività: - il cervello esiste all´interno di un organismo impegnato
essenzialmente nella propria autoregolazione, alla base della quale si trova il sentimento di esserci,
di avere un corpo dotato di una certa integrità. - Il cervello interazione costantemente col mondo
attraverso tutta la superficie sensorio-motrice. Le cose esistono per l'uomo solo grazie a questo
collegamento, che è una fonte permanente di senso. Quando si parla di contenuti di coscienza (es.
vedere iun oggetto, il volto di un amico, ecc.) è difficile parlare solo di un tratto di circuito
neuronale che capta un´informazione dal mondo e ne fa un correlato cosciente, piuttosto si
ha a che fare con qualcosa che è necessariamente decentrato rispetto al cervello, che si trova nel
ciclo, nel rapporto (intenzionalità diretta alle cose, direbbe Husserl) tra l´esterno e
l´interno. Il contenuto cosciente nasce nell´azione e nel ciclo, nello stesso modo in
cui il sentimento di esserci esiste nel ciclo tra l´apparato neuronale e il corpo. - L'uomo è
strutturalmente concepito per avere rapporti con i conspecifici, è dotato di un´abilità innata,
detta empatia, d´importanza fondamentale in quanto la vita mentale, la vita della coscienza,
la vita del linguaggio e quella vita mediata dal linguaggio si basano sulla comprensione emotiva
dell'altro. La coscienza è un´emergenza che richiede l´esistenza di questi tre
fenomeni, di questi tre cicli: con il corpo, con il mondo e con gli altri. "La coscienza non è un
segmento di circuiti cerebrali, ma appartiene ad un organismo incessantemente coinvolto nei
diversi cicli e che quindi è un fenomeno eminentemente distribuito, che non risiede solo nella
testa. Il cervello da parte sua è essenziale perché contiene le condizioni di possibilità perché questo
avvenga, ma la nozione di neuronal correlates of consciousness in quanto tale è, per usare le
parole di Alfred Norton Whitehead, 'una concretizzazione inopportuna".
Bibliografia
-Birbaumer, N. (1996). Psicofisiologia clinica. Padova: Imprimitur.
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-Darley, J.M., Glucksbergerg, S., Kinchla, R.A. (1993). Psicologia I. Bologna: il Mulino.
-Mecacci, L. (2001). Manuale di psicologia generale. Firenze: Giunti.
-Galimberti, U. (2004). Psicologia (dizionario). Torino: Garzanti.
-Francisco Varela "La coscienza nelle neuroscienze" (2001); intervista di S. Benvenuto, pubblicata
su www.filosofia.rai.it
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