Scarabocchi e concentrazione

Nella mia pluriennale carriera studentesca ho trovato, ad ogni livello scolastico, notevoli difficoltà nel fare capire ai prof. che non sono affatto distratta. Anche nelle conversazioni impegnative con persone che giudicavo importanti: non mi sto facendo all'improvviso i fatti miei!

Mi riferisco alla mia ineludibile esigenza di cominciare a disegnare. C'è il periodo in cui deformo scritte, quello in cui faccio scarpe (specie col tacco alto e sottile), poi animali fantasy, mostri, ma la figura che va per la maggiore è in assoluto la figura femminile intera (che inizio spesso a disegnare partendo dai piedi), o michelangiolescamente incompleta, come se aspettassi che finissè da sè di emergere dal resto del disegno, o ancora profili, occhi, visi, mani. A voglia insistere: "Mi serve, mi aiuta a concentrarmi". Le uniche persone che l'han capito ci sono arrivate da sè, con l'osservazione, e con qualche prova del tipo:"Ripeti quello che ho detto" (a cui rispondevo citando interi discorsi con estrema precisione), mentre mi coglievano in flagrante a invadere i bordi dei quaderni per gli appunti, interi fogli di taccuini e persino il retro dell'involucro di merendine o cioccolate (e regalandoli poi al primo che esclama "Oh, ma che bellooo!").

Ora, mi dilettavo a guardare un post arretrato di un blog che sono solita frequentare specie se sono in cerca di ispirazione per le mie - umili - creazioni, quando, oplà, l'autrice nel citare quelli che lei chiama dislogrammi risolve una pluriennale questione anche per me.

Finalmente uno studio da ragione a quanti, come me, vogliono concentrarsi a modo loro su ciò che richiede attenzione, in barba a chi non capisce questo loro stato di apparente trance, o distrazione.

Perchè però lo faccio così spesso? Evidentemente sono sempre concentrata (su quello che voglio io, obviously)!

;-)

ps: non so se i miei "colleghi" pubblicheranno altri post il 31. In ogni caso, colgo l'occasione per fare i migliori auguri per un proficuo 2010 a loro, a quanti ci hanno letto finora, e a quanti ci scopriranno poi!

Diagnosi e terapia dei disturbi mentali

In medicina uno dei momenti cruciali del processo terapeutico è la diagnosi. Infatti solamente dopo che un certo disturbo è stato identificato è possibile curarlo facendo riferimento a tutto il corpus di conoscenze scientifiche che su di esso sono state accumulate nel tempo. Semplificando, una volta diagnosticata una frattura si sa ad esempio che per curarla è bene applicare all'arto fratturato un gesso che lo immobilizzi, così che l'osso al suo interno possa lentamente ricrescere e la funzionalità dell'arto possa essere recuperata. E' interessante notare come la diagnosi "frattura" permetta al medico di arrivare ad una terapia senza che questi debba lambiccarsi più di tanto il cervello sul perché della frattura stessa. Che si sia caduti, o scivolati, o che si sia finiti male nel tentativo di realizzare un Guinness dei primati, la soluzione sarà sempre la stessa. Non solo: una volta che il nostro braccio o la nostra gamba saranno guariti difficilmente ce li romperemo di nuovo... ...o almeno così si spera :)
I più informati potranno ora aver pensato: "E l'osteoporosi? Come la mettiamo?" Essi avranno pensato a questo punto ad un'altra etichetta diagnostica, che individua una qualche forma di predisposizione ad avere fratture. Dico "una qualche forma", perché anche di "osteoporosi" così come di "frattura" e pressoché di ogni altra diagnosi esistono molteplici varietà. Laddove un paziente dovesse riportare molteplici fratture in un breve periodo di tempo il medico che dovesse averlo in cura potrebbe doversi preoccupare non più solo della terapia delle singole fratture ma anche della presa in carico di una osteoporosi.

Perché mi dilungo (si fa per dire) su questi disturbi fisici, di competenza medica?
Volevo degli esempi che mostrassero chiaramente come la diagnosi è né più né meno che uno strumento, un passo del complesso processo terapeutico. Il terapeuta una volta fatta una diagnosi è in grado di ricollegare i sintomi lamentati dal paziente ad un più o meno preciso insieme di conoscenze scientifiche (o perlomeno supposte tali), e di scegliere così la o le forme di terapia che ritiene più adeguate per la cura del disturbo stesso.
Volevo inoltre far rilevare dei concetti importanti: una cosa è il disturbo ("il male in sé"), un'altra la diagnosi ("l'etichetta che il clinico attribuisce al disturbo"), un'altra ancora (o altre ancora) le cause che determinano il disturbo stesso ("eziologia"); rimane inoltre da considerare che una volta posta una certa diagnosi (non sempre certa, a volte solo probabile), e quindi una volta ipotizzate la presenza di un certo disturbo nonché, se possibile, delle eziologie per lo stesso, il clinico dovrà ancora scegliere tra molteplici forme di terapia prima che il paziente possa arrivare ad ottenere la sua tanto agognata guarigione.

A cosa servono queste precisazioni?
Per cominciare, dovrebbero metterci in guardia rispetto ad un errore fatto talvolta persino nel mondo della medicina, cioè usare etichette diagnostiche relative a dei disturbi per identificare un paziente. Pensando al passato abbiamo l'esempio del "lebbroso", o dell' "appestato"; oppure, fino a non poco tempo fa sapevamo di dover stare attenti a parlare di "portatore di handicap" e non di handicappato (ora diremmo forse "diversamente abile" ma questa è, per così dire, un'altra storia). Nell'ambito dei disturbi mentali il pericolo e la frequenza di questa confusione è ancora maggiore: "...lascialo stare a quello, lui è..." ...un depresso", "...un drogato", "...uno schizofrenico", etc etc. Un'etichetta diagnostica è assolutamente insufficiente già solo per identificare un disturbo, figuriamoci per descrivere una persona; anche senza considerare gli effetti dello stigma sociale che discendono da questa identificazione (già accennati nel precedente post di Sovrappensiero) l'identificazione del paziente stesso in una diagnosi è talvolta un ostacolo alla sua guarigione (es: "sono fatta così, sono anoressica").

Oggi il paradigma di studio più accreditato delle cause all'origine di un disturbo mentale prevede che esse siano di tre diversi ordini: "bio"-"psico"-"sociali". In sostanza, perché ci sia un disturbo mentale dev'essere presente una combinazione di questi tre fattori. Grossomodo, la parte biologica fa riferimento alla base genetica di ognuno, che determina punti di forza ma anche di vulnerabilità, a seconda delle esperienze con cui poi l'individuo si dovrà confrontare (esagerando, immaginate un individuo con un comodo salvagente "in dotazione genetica", e quanto diversamente questo gli sarebbe d'aiuto a seconda del suo doversi confrontare con il mare o con un deserto); la parte psicologica consiste, sempre grossomodo, nel modo in cui ognuno di noi ha imparato a far fronte a determinate esperienze, modo magari adatto e quanto mai di successo nella stragrande maggioranza dei casi, ma, per esempio, insufficiente di fronte ad un terremoto (o anche davanti ad altre esperienze di vita meno estreme); la parte sociale è relativa infine alla maggiore o minore efficacia con cui le reti sociali in cui siamo inseriti possono aiutarci o ostacolarci nel far fronte a determinate esperienze.

Diagnosi di disturbi mentali identiche almeno limitatamente all'etichetta (ad es. "depressione maggiore") possono avere eziologie anche molto diverse tra di loro, avere un diverso tipo di substrato biopsicogenetico, e richiedere pertanto trattamenti anche molto diversi tra loro. Attualmente, un clinico (psicologo o psicoterapeuta) che voglia davvero fare una buona diagnosi dovrà stare bene attento ad individuare l'etichetta (o le etichette) diagnostica migliore tra quelle disponibili, approfondire anamnesi, storia familiare, notizie biografiche, struttura di personalità del paziente, escludere eventuali cause biologiche, e solo allora potrà con buona approssimazione scegliere tra le terapie possibili per quel disturbo proprio quella più efficace per quel singolo paziente.

In conclusione, è vero che una buona diagnosi ci semplifica grandemente le cose quando vogliamo avere informazioni relative all'andamento prevedibile medio di un disturbo mentale, ma ciononostante perché il disturbo mentale di un singolo paziente possa davvero essere curato la diagnosi di quello stesso disturbo non sarà che una piccola parte delle molte conoscenze che assieme al paziente dovremo acquisire non solo sulle specifiche caratteristiche del suo disturbo in particolare ma anche e soprattutto su di lui (il paziente stesso) più in generale nonché sul suo mondo "biopsicosociale".

Correlati neurali I: esempi e introduzione

Molte persone al mondo, spesso motivate da giornali troppo zelanti, pensano che i neuroscienziati siano quasi arrivati ad una comprensione della mente umana. Cosa vorrebbe dire comprensione? Una buona definizione mi pare: "Essere in grado di spiegare, al livello più elementare possibile, come e perche un essere umano si comporta in una data maniera". È abbastanza evidente che per rispondere ad una tale domanda sia necessario sapere preventivamente cosa accade nel cervello di una persona (dato che noi riteniamo il cervello essere l'implementazione della mente) quando essa si comporta in una data maniera. Sappiate, allora, che anche questa domanda è, in gran parte, senza risposta. Però la risposta, se ci fosse, avrebbe un nome altisonante: i correlati neurali. Un ruolo particolare hanno ovviamente i correlati neurali della coscienza.

Vorrei fare alcuni esempi di cosa si sa al livello di neuroni. Come abbiamo spiegato più volte, i neuroni sono cellule la cui attività si esprime tramite brevi scariche elettriche. Noi sappiamo con sicurezza che: ci sono percezioni o azioni che hanno come correlato neurale l'attività aumentata di alcuni neuroni; ci sono percezioni o azioni che hanno come correlato neurale l'attività diminuita di alcuni neuroni; neuroni correlanti con la stessa classe di rappresentazione (forma, colore, odore, movimento) simili sono facili da trovare in zone vicine del cervello; ci sono correlati che non sono l'attività aumentata o diminuità. Vi faccio alcuni esempi:

Attivitá aumentata

Non ve ne accorgete, ma voi muovete in continuazione il punto di fissazione del vostro occhio. Prima di ogni micromovimento, ci sono alcuni neuroni che si attivano.

Attività diminuita

Alcuni neuroni sono più attivi se un oggetto si trova in un punto abbastanza preciso del vostro campo visivo, ma meno attivi del solito se l'oggetto si trova nelle immediate vicinanze. Per saperne di più.

Zone

Neuroni che correlano con la direzione di movimento si trovano tutti in una zona particolare della corteccia visiva. Muovendosi di pochi micrometri, la classe di correlazione cambia.

Correlati diversi

Ci sono neuroni che aumentano solo lievemente la loro attività poco prima di un segnale motorio, mentre la regolarità della loro attività aumenta molto di più.

Questo riguarda il cosa. Ovviamente, sapere come vengono manipolate queste rappresentazioni è ancora molto, ma molto, ma molto al di là di venire. È capire se è possibile ridurre la mente ai suoi correlati neurali è una domanda probabilmente destinata a rimanere per sempre senza risposta.

Reinforcement learning, parte prima: la ricompensa

Ho partecipato di recente a un convegno in Turchia, al quale era presente, tra gli altri, Allan Collins, il guru della nicotina.
Quando si parla di fumo si va subito alla dipendenza, al consumo di droghe, a come smettere. Ed ecco la prospettiva offerta dal luminare.

La nicotina è un composto agonista dell'aceticolina, un neurotrasmettitore presente nel sistema nervoso centrale e periferico. Normalmente l'aceticolina liberata da un neurone trasmittente si lega al recettore presente sulla superficie del neurone ricevente e scatena una certa risposta, a seconda delle proprietà del recettore. Quando é presente la nicotina, questa si lega al recettore al posto dell'aceticolina, attivandolo: perciò è detta "agonista".

Esistono recettori diversi per lo stesso neurotrasmettitore. Nel caso dell'aceticolina c'é un recettore chiamato "nicotinico", perchè vi si lega la nicotina, e uno chiamato "muscarinico", perché vi si lega la Muscarina. Quest'ultimo non ci interessa al momento.
Il recettore nicotinico é un canale, cioè una proteina con una cavità che, qualora "aperta" dalla giusta chiave, permette il passaggio di molecole responsabili della trasmissione del messaggio.
Il panorama é ancor più vario: ogni canale è costituito da piú subunità, che vengono assemblate per costruire il canale. Il nostro organismo è in grado di fabbricare subunità diverse anche per lo stesso canale, combinandole poi variamente per ottenere canali con proprietà leggermente diverse.

Quando si fuma si attivano indiscriminatamente tutti i canali nicotinici. Alcuni sono responsabili del benessere dato dal fumo per via del loro collegamento con neuroni dopaminergici. Altri canali agiscono nel sistema nervoso periferico procurando dolori di stomaco e altre sensazioni sgradevoli. Quello che in ultima analisi il fumatore ricerca é una po' di dopamina in piú, e per farlo si accolla il rischio di cancro, il sapore amaro della nicotina, le sgradevoli sensazioni intestinali.
Questo è un comportamento appreso: nessuno "nasce fumato".
Si apprende grazie a un particolare circuito che sfrutta la dopamina. Semplificando, una certa azione guida a un rilascio di dopamina nel cervello, e da ciò l'organismo "capisce" che l'azione che ha preceduto il rilascio di dopamina è una cosa buona, ed è bene prendere l'abitudine di compiere questa azione. È un tipo di condizionamento operante. Detto con un esempio, il mio andare in pizzeria é ricompensato da una buona pizza (cibo, rinforzo primario), mi sento bene e ci voglio tornare. Mi costa denaro, quindi devo lavorare per tornare in pizzeria. Lavorando ottengo i soldi necessari a procurarmi la pizza: col tempo il recarsi in pizzeria perde di significato e sposto l'azione decisiva sul lavoro e la ricompensa sul denaro (rinforzo secondario).

Così ragionava Allan Collins: perchè devo fumare e procurarmi inconvenienti per una spremutina di dopamina? Non esiste un farmaco più specifico, che si attacchi solo ai recettori responsabili delle sensazioni positive? Ma certo. Il concetto non é la nicotina, ma la ricompensa. Ebbene, ci sono altre ricompense: il sesso, ad esempio, fornisce col piacere un rinforzo primario. Col tempo questo rinforzo primario può essere parzialmente o interamente sostituito da un bacio, dal parlare con la persona amata, dal vedere la persona amata.

L'amore è il farmaco piú specifico per procurarci il benessere.

Approccio fenomenologico e stigma.

Ritornavo quasi per caso sulle parole di Vincent, su cui mi ero già fermata a riflettere non troppo tempo fa all'interno di un progetto italonorvegese (ancora in fieri) sulla salute mentale, e non ho potuto fare a meno di riproporvi su un caro vecchio problema metodologico.

Più volte mi sono trovata a condividere gli approcci fenomenologici, sia in psicologia che nelle scienze sociali, convinta del fatto che il lavoro sull'unicità abbia delle corsie preferenziali per la rimozione delle cause dei problemi umani, e che quindi anche una minore standardizzazione metodologica possa meglio ritagliarsi sulle esigenze dell'oggetto di studio senza inficiare le impellenze conoscitive del così detto "scienziato".

Ma giunta ormai a un bivio, alla necessità, cioè, di fare una scelta, mi rendo conto che è proprio dalla definizione classica di studioso che devo partire, se voglio cambiare il punto di vista.

La salute mentale è un ambito decisamente toccante e coinvolgente, perchè, a meno che non si rimanga su un piano estremamente superficiale, ti costringe a guardarti in faccia e comprendere i tuoi fantasmi e pregiudizi, prima ancora di poter "capire" veramente gli altri.

Con un'espressione un tantino weberiana - passatemela... anzi colgo l'occasione per condividere uno dei miei oggetti di venerazione ^_^ - partirei dal fatto che il vero poblema è la comprensione. E - rivelo subito chi è l'assassino - attraverso la comprensione passa e si articola il problema del pregiudizio e quindi dello stigma, e dei sui annessi e connessi.

Ci sono "casi", che non saprei dire se più commuoventi o più fortunati, che hanno espresso il proprio disagio mentale attraverso l'arte. O un qualcosa che la società identificava come tale. Nei loro confronti mi è parso, e potrei citare Van Gogh o Cézanne come casi noti, che il dibattito scientifico abbia più facimente ammesso un approccio fenomenologico al problema. Non solo: nel sentire comune il loro esser diversi pareva un'eventualità con cui ci si deve aspettar di fare i conti quando si è artista.

In altre parole, i grandi artisti aflitti da disagio mentale avevano una chance in più dei loro "equivalenti mentali" (ammesso e non concesso che si possa fare un'equivalenza tra menti... è una semplificazione), una minima riserva inscalfibile di dignità . E l'accesso ad almeno alcuni "rituali sociali" (un esempio italiano può esser la vita di Ligabue).

Ma per tutti i "Vincent" ospedalizzati, trascurati fino a che non resta altra risposta se non il TSO (e per il bene di chi? Del "paziente" o di chi gli sta intorno?), isolati, dimenticati dai familiari, dagli amici, dal welfare, chi è disposto a stare ad ascoltare? Chi si assumerà il ruolo di accoglierne pienamente le istanze, il punto di vista?

Possiamo sperare, immutate le posizioni scientifiche tradizionali (o rinviata la riflessione su quelle che ri-propongono una nuova via, per esempio questa), che gli studiosi deputati a raccogliere le istanze di questi testimoni privilegiati smettano di adattare il contenuto - la vita dei pazienti psichiatrici - al contenitore - la scienza, e capiscano l'importanza di adattare semmai il contenitore al contenuto?

Trent'anni fa un mal canalizzato entusiasmo post-Goffmann portò molti esperti (Basaglia in prima fila per quanto riguardava l' Italia) a ritrattare tutto: riforme a tappeto (anche senza le disponibilità economiche per attuarle), rinegoziazione del rapporto medico-paziente (guardate se vi capita il film-documentario San Clemente, una produzione francese che riuscì a coglier il clima culturale e politico della L.180 per intercessione di Basaglia stesso)... ma nel frattempo la mal disposizione nei confronti degli utenti psichiatrici, la diffidenza sociale, o, per dirla nelle giuste parole, lo stigma, sono davvero venuti meno?

Sicuramente in molti - specialmente i c.d. utenti - avranno pensato che "gli altri" avrebbero finalmente ascoltato le loro ragioni. Dopo tanti anni e tante sperimentazioni, però, la sensazione è che ci sia ancora molta strada da fare e che se il mondo scientifico (quello che a mio avviso ha maggiore responsabilità nel condizionamento ed avvallamento dei pensieri e delle pratiche del senso comune) non cambierà rotta, riprendendo le conclusioni della canzone di McLean, perhaps they never will.

Connessionismo. Un'introduzione

Per la comprensione della mente umana o anche solo di suoi singoli aspetti sono state utilizzate nel tempo diverse metafore, ed in particolare una nuova metafora, quella del computer, ha preso sempre più piede negli ultimi anni nell'ambito dello studio dei processi psicologici; essa s'è affermata contemporaneamente al diffondersi del cognitivismo come nuovo paradigma di ricerca in psicologia e con la visione dell'uomo come elaboratore di informazioni che questo ha spesso portato con sé. Il computer, anch'esso elaboratore di informazioni, grazie alla sua ormai "classica" distinzione tra hardware e software offre diversi spunti che sembrano aiutarci a capire qualcosa di più dell'uomo diviso tra mente e corpo, o tra mente e cervello. Però, nonostante il progressivo prevalere da Cartesio in poi della distinzione mente-corpo, e nonostante la tradizione ormai secolare che questa idea può vantare, è possibile ritrovare voci critiche, fuori dal coro, che ci mettono in guardia contro l'applicazione troppo semplicistica di questo dualismo (si pensi alla psicologia o alla medicina psicosomatica o, per rimanere in un ambito più vicino alle neuroscienze, alle idee sviluppate ad esempio da Antonio Damasio, 1994); ed in effetti è possibile ritrovare metafore alternative a quella del computer che permettono di andare oltre l'idea di un sistema cognitivo da studiare come cosa totalmente diversa rispetto alle reti cerebrali da cui esso è sostanziato. Ad esempio i primi computer svolgevano le varie funzioni logiche per cui erano stati sviluppati per mezzo della stessa struttura fisica che li costituiva (von Neumann, 1966); leggendo lo stesso von Neumann si scopre come sia stato in buona misura per un motivo opportunistico, e cioè a causa dell'inaffidabilità dei materiali di cui i primi calcolatori erano costituiti, che man mano si è arrivati all'espediente della distinzione tra hardware, inteso come struttura fisica di un computer, e software, inteso in maniera ampia come le varie funzionalità che un dato hardware è in grado di gestire.

C'è un paradigma di studio in particolare che ci permette di salvaguardare l'importante legame che è possibile intravedere tra la struttura delle nostre reti neuronali cerebrali ed il funzionamento della nostra mente: si tratta del paradigma connessionista, che ha il suo "manifesto" nel libro di Rumelhart & McClelland (1986) "Parallel distributed processing: explorations in the microstructure of cognition". Tramite questo paradigma è possibile in qualche modo giovarsi del rigore e della precisione formale propri dei modelli matematici, essere contemporaneamente attenti al lato psicologico dei fenomeni oggetto di studio (percezione, memoria, linguaggio, ragionamento, etc.), e infine recepire le indicazioni provenienti da vari studi più propriamente "biologici", di tipo neuropsicologico e di neuroimmagine.

Secondo questo paradigma l'elaborazione delle informazioni avviene nel nostro sistema cognitivo in modo parallelo, distribuito ed interattivo. I modelli connessionisti (o “reti neurali”) sono composti da unità (“neuroni virtuali”) aventi ognuna un certo valore d'attivazione (consistente in un semplice numero reale), e collegate tra loro da connessioni pesate (e cioè in qualche modo regolabili) di tipo eccitatorio o inibitorio (cioè esse rispettivamente possono aumentare o diminuire l'attivazione del neurone a cui si connettono). Quando un certo input, stimolo, è somministrato ad un sotto-insieme delle unità che compongono la rete, l'attivazione che questo input determina in esse si propaga per mezzo delle varie connessioni lungo tutta la rete, arrivando a determinare una certa attivazione finale nel sottoinsieme di unità di output (di uscita) della rete; questa attivazione finale dipende oltre che dalle connessioni esistenti anche dalla loro maggiore o minore forza. Per far sì che ad un certo numero di input corrisponda un determinato numero di ben precisi output si può fare affidamento su una serie di algoritmi creati appositamente per allenare secondo diversi criteri una rete neurale, oppure si possono anche settare le varie connessioni manualmente, a seconda del fenomeno che si desidera simulare e degli scopi per cui la rete viene costruita.

Le potenzialità di questo paradigma consistono soprattutto nella sua capacità di superare l'ottica di una divisione troppo netta tra mente e cervello, e negli spunti che esso offre a favore di una visione complessa e di interazione dei fenomeni oggetto di indagine. Ad esempio l'approccio connessionista getta una nuova luce sulla contrapposizione storica tra empirismo e innatismo, dal momento che i suoi modelli sono costituiti da un'ossatura innata su cui si innestano diversi processi per mezzo dei quali avviene un vero e proprio apprendimento su base empirica (il “training” di preparazione a cui vengono sottoposte le reti). Ancora, questo approccio porta nuovi contributi alla altrettanto storica contrapposizione tra elementismo e approccio molare, globale, in quanto i modelli connessionisti sostituiscono l'elaborazione localizzata dei simboli con operazioni distribuite, operazioni che danno luogo all'emergenza di proprietà globali.

In letteratura sono ormai noti diversi vantaggi e svantaggi dell'approccio connessionista rispetto all'approccio teorico simbolico classico di simulazione e teorizzazione dei processi cognitivi. Per quanto riguarda i vantaggi, le reti neurali sono robuste e flessibili: la distruzione di alcune unità di una rete neurale o la presenza di un input ambiguo causano un decadimento solo parziale delle prestazioni della rete; al contrario un modello realizzato secondo un approccio puramente simbolico che venga danneggiato o testato con input ambigui di solito fallisce completamente il suo obiettivo. Ancora, le reti neurali hanno delle capacità spontanee di generalizzazione assenti nei modelli classici, per cui ad esempio in compiti di categorizzazione riescono a gestire meglio le eccezioni e gli stimoli nuovi. Tra gli svantaggi bisogna certamente considerare invece che i modelli attuali non considerano molte delle differenze tra i diversi tipi di neuroni cerebrali, e non sono in grado ad esempio di simulare una importante proprietà dell'apprendimento umano: mentre le reti necessitano di lunghi cicli di apprendimento per arrivare a eseguire correttamente i loro compiti, all'uomo e a molti animali basta spesso fare esperienza una sola volta di un dato pericolo per apprendere ad esempio una risposta di evitamento.

Ulteriori riferimenti biliografici:
Damasio, A. R. (1994). Descartes' Error: Emotion, Reason, and the Human Brain. New York: Putnam Publishing
Garson, J. (pubblicato 2007, consultato Settembre 2008). Disponibile su http://plato.stanford.edu/entries/connectionism/
von Neumann, J. (1966). Theory of self-reproducing automata. Ed. by Arthur W. Burks. USA: University of Illinois.

Livelli di apprendimento

Uno degli argomenti più importanti delle neuroscienze è l'apprendimento; è una sfida fondamentale capire quali sono gli algoritmi che permettono l'apprendimento. E, ovviamente, se tali sono veri algoritmi nel senso turinghiano del termine.

Oovviamente non ci riferiamo solamente all'apprendimento scolastico, o, in generale, in ambito umano. Ci riferiamo, invece, ad un concetto molto più ampio. Adesso andremo ad esaminare alcuni livelli a cui può avvenire l'apprendimento.

Piccola premessa: queste sono solo le mie personali opinioni in proposito, e non intendo dire nulla di definitivo, o anche solo di autenticamente scientifico, sulla questione.

Apprendimento esplicito eteronomo: con questo indico l'apprendimento che sono in grado di portare a termine esseri viventi se addestrati. In questo rientrano gran parte dell'educazione umana, ma anche l'addestramento di cani e cavalli da parte dell'uomo; l'educazione alla caccia negli animali. La trasmissione, insomma, di comportamenti non-innati fra individui diversi. La cultura, in senso lato, se volete.

Apprendimento implicito autonomo: ogni essere vivente, se esposto ad una pressione ambientale, modifica il suo comportamento per adattarsi all'ambiente. Questo vale sia per animali dotati di facoltà intellettive mediamente superiori, diciamo mammiferi ed uccelli, sia per animali dotati di facoltà inferiori, come i pesci o gli insetti. Vi faccio due esempi che mi hanno colpito molto.

Allo zoo di Stoccarda ci sono molte zone per animali delimitate da fossati, piuttosto che da gabbie. In tali fossati vivono carpe. Se vi avvicinate per osservare gli animali proiettando un ombra sul fossatto, osserverete che le carpe vengono a galla aprendo la bocca. Evidentemente hanno appreso che spesso e volentieri i visitatori lanciano loro da mangiare.

Ad un livello ancora più primitivo: il C. Elegans memorizza durante i primi stadi del suo sviluppo la temperatura a cui è stato cresciuto, e tende a muoversi sempre verso temperature simili.

L'esempio di C. Elegans è decisamente estremo! Infatti il nostro nematode dispone di poche centinaia di neuroni; quindi vediamo come il comportamento di movimento deve essere in qualche maniera codificato all'interno di questa piccola rete neurale, tramite le sue connessioni con i neuroni sensoriali. Questo ci porta all'apprendimento di livello più basso.

Apprendimento parametrico: questo è quello che realizzano le reti neurali; un certo output della rete neurale viene premiato o meno con una ricompensa (virtuale) e, a seconda di questa ricompensa, vengono rinforzate o modificate le connesioni, in maniera tale che la rete tenda ad ottimizzare la ricompensa che ottiene. Questo è il principio del reinforcement learning. Ovviamente, per questo tipo di apprendimento è necessaria un'istanza superiore che elargisca la ricompensa.

Quali sono le grande sfide delle neuroscienze? Vediamone alcune:

- capire quali sono i meccanismi esatti dell'apprendimento parametrico;
- cosa sono le istanze ricompensanti dei vari circuiti;
- capire quali e quanti sono i livelli dell'apprendimento implicito e come sono legati fra loro;
- capire come è possibile l'emergenza dell'apprendimento esplicito ad un livello più alto.

Capite la difficoltà dell'impresa?