Il «libero arbitrio» deriva dal rumore di fondo del cervello?

 

Il lavoro, finanziato dal National Institutes of Health, è stato pubblicato online sul Journal of Cognitive Neuroscience. Bengson attualmente è anche assistente visiting professor al Bates College nel Maine. Hanno collaborato Todd Kelley, ricercatore post-dottorato del Center for Mind and Brain; il professor Jane-Ling Wang e lo studente laureato Xiaoke Zhang, del Dipartimento di Statistica; e il professor George (Ron) Mangun, del Center for Mind and Brain e decano della Divisione di Scienze Sociali alla UC Davis.

 

Martedì 10 Giugno 2014 14:21 | Stampa | E-mail

Il 'libero arbitrio' deriva dal rumore di fondo del cervello?

 

Preparazione di un volontario per rilevare il rumore di fondo del cervello (Foto: University of California - Davis)

 

La nostra capacità di fare delle scelte - e talvolta errori - potrebbe derivare da fluttuazioni casuali del rumore elettrico di fondo del cervello, secondo un recente studio del Center for Mind and Brain dell'Università della California di Davis.


"Come ci comportiamo in maniera indipendente dalla causa e dall'effetto?" si è chiesto Jesse Bengson, ricercatore post-dottorato del centro e primo autore dello studio. "Questo dimostra come gli stati arbitrari nel cervello possono influenzare le decisioni apparentemente volontarie".


Il cervello ha un normale livello di «rumore di fondo», ha detto Bengson, poichè gli schemi di attività elettrica fluttuano in tutto il cervello. Nel nuovo studio, si sono potute prevedere le decisioni sulla base del modello di attività cerebrale immediatamente prima che fosse presa la decisione stessa.


Bengson ha fatto sedere dei volontari di fronte a uno schermo e ha detto loro di mantenere la loro attenzione sul centro, mentre usava l'elettroencefalografia (EEG) per registrare l'attività elettrica del loro cervello. I volontari sono stati istruiti a prendere una decisione, guardando a sinistra o a destra, quando un simbolo-indizio appariva sullo schermo, e quindi di dichiarare la loro decisione. Lo spunto per guardare a sinistra o a destra appariva a intervalli casuali, per cui i volontari non potevano prepararsi, nè consciamente nè inconsciamente.


I ricercatori hanno scoperto che il modello di attività elettrica, più o meno nel secondo precedente all'apparizione dell'indizio (prima che i volontari sapessero che avrebbero preso una decisione), poteva prevedere il probabile esito della decisione. "Lo stato del cervello proprio prima dell'apparizione dell'indizio determina se si porta l'attenzione a sinistra o a destra", ha detto Bengson.


L'esperimento si basa su un famoso esperimento del 1970 di Benjamin Libet, uno psicologo della UCSF che è passato poi al Center for Neuroscience della UC Davis. Libet aveva anche misurato l'attività elettrica del cervello immediatamente prima che un volontario prendesse la decisione di premere un interruttore in risposta ad un segnale visivo. Ha trovato dell'attività cerebrale subito prima che il volontario riferisse di decidere di premere l'interruttore.


I nuovi risultati si basano sulla scoperta di Libet, perché forniscono un modello del modo in cui l'attività cerebrale potrebbe precedere la decisione, secondo Bengson. Inoltre, Libet aveva dovuto contare su quando i volontari dicevano di aver preso la loro decisione. Nel nuovo esperimento, la tempistica casuale implica che "sappiamo che le persone non stanno prendendo la decisione in anticipo", ha detto Bengson.


L'esperimento di Libet ha sollevato questioni di libero arbitrio: se il nostro cervello si prepara ad agire prima di sapere che agiremo, come facciamo a prendere la decisione consapevole di agire? Il nuovo lavoro, però, mostra come il «rumore del cervello» potrebbe effettivamente creare l'apertura per il libero arbitrio, ha detto Bengson: "Esso inserisce un effetto casuale che ci permette di essere liberati dal semplice causa-ed-effetto".

 

Note:

per prima  cosa  gli esperimenti di Libet sono stati male interpretati e Libet stesso ha negato relazioni con il libero arbitrio. Come  seconda osservazione si può dire  che è facile prevedere  che una automobile,  con una ruota a terra uscirà di strada alla prima  curva.  Il rumore termico ed il rumore Fliker  non possono avere effetto sulla sinapsi che, al massimo,  possono essere  soggette al rumore spot che è impedito dalla barriera  formata dalla sinapsi  stessa.  In sostanza  le  sinapsi sono dei dispositivi che hanno lo scopo di ridurre la probabilità di  attivazione casuale.

Dal punto  di vista matematico è possibile prevedere il  successivo di una successione  causale  (calcolando  l'autocorrelazione). La correlazione è una delle operazoni che il cervello sa fare (vedere udito) e  non è nemmeno detto che sia un processo volontario e consapevole  anzi è molto più probabile che sia involontario e inconsapevole  (per risparmiare tempo essenso  funzionale alla sopravvivenza).

 


Fonte University of California - Davis  (> English text) - Traduzione di Franco Pellizzari.


 

Alle stesse conclusioni si giunge applicando al cervello la Teoria dei Sistemi. Il cervello è una macchina elettrica fisicamente realizzabile causale e tempo invariate. Ciò esclude qualsiasi forma di precognizione perché la causa non può precedere ’effetto.  In quanto macchina elettrica il cervello produce rumore (questo è una evidenza nota da anni).

 

Il processo che porta ad una decisione è un processo “molti ingressi -> una uscita” determinato anche dal rumore (Bendant and Piesol).

Ogni ingresso porta con sé una dose di rumore. In oltre ogni blocco funzionale somma una ulteriore quantità di rumore. (indicato con +n). La Teoria dei Sistemi consente, sotto opportune ipotesi, di concentrare il rumore in un unico generatore posto all’uscita del sistema. Ne risulta uno schema più semplice con un unico generatore di rumore equivalente. Il rumore è un processo di Markoff quindi, a rigore, non c’è “chiusura causuale”.  Anzi la “chiusura causale” non è richiesta per ottenere delle previsioni (vds cinematica).

La continua ricerca di “principi assoluti” è un grave impedimento sulla strada della conoscenza. La condizione umana incertezza ed errore, che si cerca di superare attraverso la previsione con errore noto, deve essere accettata perché non ha alternativa.

 

 

La funzione del corpo è produrre glucosio per alimentare il cervello. Quando il cibo è scarso il cervello predispone il consumo delle riserve di creatina, grasso e successivamente l’autodigestione dei muscoli. L’ultimo muscolo ad essere “sacrificato” è il cuore. Poi interviene la morte per inedia.

 

Quelli che si lasciano morire di fame  si oppongono alla funzione del corpo. L’unica cosa che dimostrano è che la volontà è in grado di dominare l’ istinto. Questa dimostrazione culmina con la morte. Fortunatamente non hanno figli quindi non trasmettono geneticamente questa inclinazione distruttiva e contronatura.


 

 

 

Il 'brusio' del cervello fa sviluppare i neuroni

E' la chiave per le nuove connessioni

 

rumore elettrico di fondo aiuta lo sviluppo delle corrette connessioni neurali (fonte: Lab of Brian McCabe, PhD/ Columbia University Medical Center)

 

12 maggio 2014

 

Il rumore elettrico di fondo aiuta lo sviluppo delle corrette connessioni neurali (fonte: Lab of Brian McCabe, PhD/ Columbia University Medical Center)

Il rumore elettrico di fondo aiuta lo sviluppo delle corrette connessioni neurali (fonte: Lab of Brian McCabe, PhD/ Columbia University Medical Center)

 

Il 'brusio' elettrico del cervello, una sorta di rumore di fondo dei neuroni, è il terreno fertile necessario per la formazione di nuove connessioni (sinapsi) fra le cellule nervose. Lo ha scoperto, nel cervello dei moscerini della frutta, il gruppo di ricerca della Columbia University di New York. Pubblicato sulla rivista Neuron, il risultato potrebbe spiegare come i piccoli segnali elettrici di fondo possano avere un ruolo importante nello sviluppo cerebrale.

Il nostro cervello può essere immaginato come un'intricatissima rete elettrica costituita da miliardi di neuroni attraverso i quali viaggiano rapidi impulsi elettrici. Una volta trasmesso lungo tutto il neurone, il segnale elettrico viene inoltrato ai neuroni successivi, il cui 'punto di contatto' sono le sinapsi. La comunicazione avviene attraverso il rilascio di una certa 'dose' di sostanze chimiche, chiamate neurotrasmettitori.
Numerosi studi avevano però osservato che, anche se in misura molto ridotta, esiste una quasi continuo scambio di neurotrasmettitori attraverso le sinapsi anche in assenza di precisi impulsi elettrici. Si tratta di un'attività 'minima' e che per lungo tempo è stata considerata come un semplice brusio, un rumore di fondo. (Nota di MB: in elettronica si chiama spot noise e fliker noise e si osserva quando delle cariche attraversano casualmente una barriera. il rumore Spot differisce dal rumore flicker per la forma spettrale. Il rumore flicker presenta uno spettro rosa.)

Analizzando il meccanismo chimico di questi 'disturbi', i ricercatori ne hanno ora scoperto l'importanza. L'eliminazione o l'aumento di questo apparente 'rumore' provoca infatti danni al corretto sviluppo, tanto che secondo i ricercatori questo brusio avrebbe un ruolo chiave per la formazione corretta delle 'strade' di comunicazione tra i neuroni. Il prossimo obiettivo sarà ora comprendere se il rumore di fondo abbia un ruolo anche nelle malattie neurodegenerative.