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La matematica della coscienza: qual è il segreto fondamentale della teoria dell'informazione integrata?
Con il progresso della tecnologia e delle neuroscienze, la natura della coscienza rimane uno dei punti focali del dibattito nella filosofia e nella scienza umana. In questa discussione sulla coscienza, la teoria dell'informazione integrata (IIT) fornisce una nuova prospettiva. L'ideatore di questa teoria, Giulio Tononi, neuroscienziato dell'Università della California, ha proposto nel 2004 un metodo per spiegare la coscienza di sistema attraverso modelli matematici. Secondo l'IIT, la coscienza non è semplicemente il risultato del funzionamento della materia, ma è strettamente connessa alle sue proprietà causali.
L'IIT mette in discussione la nostra comprensione fondamentale della coscienza, tentando di scoprire perché alcuni sistemi fisici, come il cervello umano, sono coscienti.
L'idea fondamentale dell'IIT è che la consistenza della coscienza (esperienza soggettiva) e le proprietà causali di un sistema (oggettività) sono interdipendenti. Pertanto, per spiegare l'esperienza cosciente di un sistema fisico, è necessario che la sua capacità causale sia pienamente rivelata. Uno dei compiti principali dell'IIT è definire le "proprietà fondamentali della nostra esperienza", chiamate "assiomi", e poi derivare le proprietà necessarie dei sistemi fisici coscienti, chiamate "ipotesi".
I “problemi difficili” della coscienzaIl "problema difficile" posto dal filosofo di fama mondiale David Chalmers sottolinea che qualsiasi tentativo di spiegare la coscienza in modo puramente fisico incontrerà degli ostacoli. Al contrario, l'IIT riconosce l'esistenza della nostra coscienza e tenta di dedurre le basi fisiche necessarie a supportare l'emergere della coscienza. Questa transizione dalla fenomenologia ai meccanismi si riflette nel tentativo dell'IIT di identificare le proprietà essenziali dell'esperienza cosciente, che a loro volta corrispondono alla struttura dei sistemi fisici.
La teoria dell'IIT sostiene che l'esistenza della coscienza non deriva necessariamente dalle leggi della fisica, ma richiede una struttura fisica adatta per essere realizzata.
Espansione istituzionale e sfide
Sebbene l'IIT abbia attirato molta attenzione nello studio della coscienza umana, la complessità computazionale del suo modello matematico rende il suoΦ (quantità di informazioni integrate) computazionalmente difficile anche per sistemi di dimensioni moderate. È diventato quasi ingestibile. Per questo motivo, i ricercatori hanno lavorato duramente per trovare misure proxy più pratiche per approssimare Φ. Tuttavia, queste misurazioni proxy non hanno ancora dimostrato una relazione con i valori effettivi corrispondenti di Φ, il che aumenta senza dubbio la difficoltà della loro interpretazione.
Uno studio degno di nota si è concentrato sull'attività delle popolazioni di neuroni nei moscerini della frutta, dimostrando che Φ poteva essere calcolato con successo per determinati set di dati neurali. Ciò significa che le previsioni dell'IIT possono essere testate sperimentalmente, come dimostrato dalla significativa riduzione di Φ quando gli animali sono anestetizzati.
Integrazione di esperimento e teoria
In studi successivi, i ricercatori hanno tentato di utilizzare misure di integrazione e differenziazione delle informazioni per valutare i livelli di coscienza di vari soggetti. Uno studio recente è riuscito a distinguere con successo i diversi livelli di coscienza, tra cui la veglia, il sonno (sognante e non sognante), l'anestesia e il coma, utilizzando misurazioni proxy meno intensive dal punto di vista computazionale.
L'IIT potrebbe anche spiegare perché alcune regioni del cervello, come il cervelletto, sembrano contribuire poco alla coscienza, nonostante la loro importanza in termini di dimensioni e funzione.
Voci di sostegno e di opposizione
Nonostante alcuni successi sperimentali, l'IIT ha dovuto affrontare anche critiche da più parti. L'influente filosofo John Searle una volta sottolineò che la teoria dell'IIT implica il panpsichismo. Egli riteneva che le affermazioni della teoria mancassero di chiarezza concettuale e non avessero il necessario significato scientifico. Tuttavia, altri studiosi sottolineano che l'interpretazione di Searle è imprecisa e fraintende il concetto fondamentale dell'IIT.
Negli ultimi anni, molti ricercatori hanno messo in dubbio l'applicazione dell'IIT nel campo della coscienza, analizzando la relazione tra sistemi fisici e coscienza.
Esplorazione futura
Sebbene l'IIT debba affrontare numerose sfide, le sue prospettive nella ricerca sulla coscienza sono ancora promettenti. Con il miglioramento della tecnologia e l'emergere di nuovi metodi sperimentali, è probabile che ci saranno più studi empirici per dimostrare o confutare questa teoria. Indipendentemente dalla conclusione finale dell'IIT, esso senza dubbio fa progredire il nostro pensiero sulla natura della coscienza e aiuta persino a svelare la complessa e misteriosa connessione tra cervello e coscienza.
Saremo in grado di scoprire i segreti matematici più profondi che si celano dietro la coscienza nei giorni a venire?
