La coscienza umana potrebbe essere un effetto collaterale dell’entropia

Tutto quello che possiamo vedere e toccare è composto da atomi prodotti nel cuore delle stelle, anche il nostro cervello e costituito dalla stessa materia stellare che ha fornito la materia prima per realizzare le grandi strutture che formano l’universo.

Una ricerca ha suggerito che la materia stellare e gli atomi che compongono le nostre strutture cerebrali potrebbero avere molto altro in comune.

Come avviene per l’universo, anche il nostro cervello potrebbe essere programmato per massimizzare il disordine – in modo simile al principio dell’entropia, e la nostra coscienza potrebbe essere semplicemente dovuta alla massimizzazione.
La ricerca per comprendere la coscienza umana – la nostra capacità di essere consapevoli di noi stessi e di ciò che ci circonda – si protrae da secoli.

Da dove viene la coscienza?

Sebbene la coscienza sia una parte fondamentale dell’essere umano, i ricercatori ancora non capiscono veramente da dove provenga e perché ne possediamo una.
Un nuovo studio, condotto da ricercatori francesi e canadesi, propone una nuova strada: cosa succederebbe se la coscienza sorgesse naturalmente come risultato del nostro cervello che massimizza le informazioni che contiene? Cosa succederebbe se la coscienza fosse un effetto collaterale del nostro cervello che si muove verso uno stato di entropia?

Entropia è il termine usato per descrivere la progressione di un sistema dall’ordine al disordine. Immaginate un uovo: quando è tutto perfettamente separato in tuorlo e bianco, ha una bassa entropia, ma quando lo mescolate, la sua un’entropia cresce, cioè il disordine è aumentato.

I fisici ritengono che la stessa cosa accada all’intero universo. Dopo il Big Bang, l’universo ha visto subire un costante aumento della sua entropia, e poiché la seconda legge della termodinamica afferma che l’entropia in un sistema può solo aumentare, potrebbe spiegare perché la freccia del tempo si muove sempre e solo in una direzione, dal passato al futuro.

I ricercatori hanno deciso di applicare le stesse idee alle connessioni presenti nel nostro cervello per capire se mostrano schemi nel modo in cui scelgono di ordinarsi mentre siamo coscienti.

Per capirlo, un team dell’Università di Toronto e dell‘Università Paris Descartes ha utilizzato,  per modellare le reti neurali del cervello di nove persone, di cui sette affette da epilessia, un tipo di teoria della probabilità chiamata meccanica statistica.

In particolare, hanno analizzato la sincronizzazione dei neuroni – se i neuroni oscillavano in fase l’uno con l’altro – per capire se le cellule cerebrali erano collegate o meno.
I ricercatori hanno esaminato due set di dati: in primo luogo hanno confrontato i modelli di connettività quando i partecipanti erano sia addormentati che svegli; e poi hanno esaminato la differenza quando cinque dei pazienti epilettici presentavano convulsioni e quando il loro cervello era in uno stato normale di “allerta”.

In entrambe le situazioni, i ricercatori hanno osservato la stessa tendenza: il cervello dei partecipanti mostrava un’entropia più elevata quando si trovava in uno stato di piena coscienza.

“Troviamo un risultato sorprendentemente semplice: i normali stati di veglia sono caratterizzati dal maggior numero di possibili configurazioni di interazioni tra reti cerebrali, che rappresentano i più alti valori di entropia”, scrive il team.

Questo ha portato i ricercatori a sostenere che la coscienza potrebbe essere semplicemente una proprietà emergente di un sistema che sta cercando di massimizzare lo scambio di informazioni.

Prima di lasciarci prendere la mano da un’idea un po’ spregiudicata, questo lavoro presenta alcuni difetti, principalmente la piccola dimensione del campione. È difficile individuare tendenze conclusive da sole nove persone, in particolare perché il cervello di tutti i partecipanti ha risposto in modo leggermente diverso ai vari stati.

Il fisico Peter McClintock della Lancaster University nel Regno Unito, che non era coinvolto nella ricerca, ha detto a Edwin Cartlidge di Physics World  che i risultati sono “intriganti”, ma devono essere replicati con un numero maggiore di soggetti, inclusi esperimenti durante altri stati cerebrali, ad esempio mentre i pazienti sono sotto anestesia.
Ma lo studio è un buon punto di partenza per ulteriori ricerche e suggerisce una possibile nuova ipotesi sul perché il nostro cervello tende ad essere cosciente.

Il team ora intende indagare ulteriormente sui risultati, misurando lo stato termodinamico di diverse regioni per capire se ciò che sta accadendo è davvero la vera definizione di entropia o qualche altro tipo di organizzazione.

I ricercatori estenderanno i loro esperimenti al comportamento cognitivo generale, ad esempio vedere come cambia l’organizzazione neurale quando le persone si concentrano su un compito e quando sono distratte.

Stiamo solo iniziando a capire come l’organizzazione del cervello potrebbe influenzare la nostra coscienza. Questo ci ricorda che siamo tutti governati dalle leggi che regolano l’Universo.

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