GIUSEPPE PERRELLA
ILLUSTRA LA TEORIA DI GERALD EDELMAN
(DODICESIMA PARTE)
Complessità e cervello. Seguendo l’esposizione di Patrizio Perrella, prendiamo le mosse dalla definizione di sistema complesso per introdurre il concetto matematico di complessità:
“Un sistema si dice complesso se le leggi che lo descrivono sono qualitativamente differenti da quelle che governano le singole parti di cui esso è composto”[1].
Tale enunciato può anche essere reso in questi termini: “Complesso è un sistema le cui parti si comportano in maniera indipendente e seguono regole diverse da quelle che governano l’intero sistema”[2]. Riflettendo su questa definizione si può dedurre che “la complessità è una proprietà caratteristica di quei sistemi la cui natura non è banalmente riconducibile alla natura delle parti che li costituiscono”[3].
L’importanza di questa proprietà diviene evidente quando si osserva che, a fronte dell’esistenza di numerosi oggetti e fenomeni che possono essere compresi e studiati come entità isolate, ve ne sono altri che appaiono come insiemi articolati che non si prestano ad una scomposizione in unità semplici isolate dal contesto, perché la loro identità consiste parzialmente o totalmente nell’interazione di parti che si comportano come un tutto.
Forse non è superfluo precisare che non è la quantità degli elementi a determinare la natura complessa di un sistema, come accade che si creda intuitivamente[4], ma i rapporti che intercorrono fra questi. Infatti nei sistemi semplici, pur costituiti da numerosi componenti, il tutto è sempre riconducibile agli elementi primi separatamente indagabili e conoscibili, mentre in quelli complessi si assiste al singolare fenomeno del tutto che risulta qualitativamente diverso dalla somma delle sue parti[5].
In effetti, tutta la realtà che ci circonda può essere descritta per livelli distinti e scale di grandezza differenti e, nella maggior parte dei casi, lo studio sperimentale che ha nella fisica il suo modello paradigmatico, opera su una implicita base analitica individuando ed isolando in un dato livello un particolare oggetto di studio, che potrà essere efficacemente conosciuto perché la sua natura non è influenzata in maniera significativa dal contesto e dai fenomeni che si verificano parallelamente ai diversi livelli e scale di grandezza. Come osserva Patrizio Perrella, se il nostro obiettivo è la descrizione del moto di caduta libera di un sasso “siamo certi di poter trascurare le perturbazioni dovute all’attrazione gravitazionale di Alpha Centauri o le perturbazioni dovute al campo elettromagnetico relativo allo spin di un elettrone appartenente ad un qualsiasi atomo del sasso stesso. Ciò perché tali perturbazioni, pur sussistendo, risultano, di fatto, irrilevanti”[6].
Al contrario, in natura e nella realtà realizzata dall’uomo, esistono molti esempi di oggetti e fenomeni che non risulterebbero comprensibili se non si tenesse conto delle interazioni dei loro costituenti ai diversi livelli definiti per l’osservazione.
L’approccio secondo il modello del sistema complesso può essere impiegato nello studio dei più vari aspetti ed elementi della realtà, quali gli uragani, le forme delle chiome degli alberi, i sistemi economici, i contesti sociali, le reti di iperlinks sul web e gli apparati del nostro organismo. “Ma l’esempio più significativo ed affascinante di sistema complesso è il cervello. Qui la complessità ha un’applicazione pressoché ricorsiva. Infatti il cervello può essere visto, nel suo insieme, come un sistema complesso costituito da n sottosistemi operanti in maniera concorrente, inoltre ciascun sottosistema può essere studiato a sua volta come sistema complesso”[7].
Un aspetto della massima importanza per comprendere l’utilità di un approccio metodologico basato sui sistemi complessi nello studio dell’encefalo umano, è costituito da alcune proprietà caratteristiche di questi sistemi, che trovano ampio riscontro in aspetti noti e rilevanti della neurofisiologia dei sistemi:
1. EMERGENZA,
2. NON-LINEARITÀ,
3. IMPREVEDIBILITÀ,
4. AUTO-ORGANIZZAZIONE,
5. SISTEMI APERTI[8].
1. Prima proprietà: fenomeno dell’emergenza. Nel passare dalle unità componenti all’intero sistema complesso si manifestano proprietà nuove, assenti al livello dei singoli costituenti.
[continua]
Il
testo, ripartito in parti pubblicate settimanalmente, è una sintesi della
trascrizione della registrazione della relazione del professor Perrella che è
autore anche delle note, salvo dove è diversamente specificato. Il professor
Rossi ha provveduto ai tagli necessari a rendere il testo più snello ed adatto
alla lettura da parte di studenti e studiosi non specialisti.
[Tipologia del testo: RELAZIONE ORALE
TRASCRITTA]
[1] Perrella P., Complessità, p.1, BM&L-Italia,
Firenze 2006.
[2] Perrella P., Ibidem.
[3] Perrella P., op. cit., p. 2. E’ da notare che, nel citato
saggio, alla pagina 6, l’autore precisa che “l’espressione «Teoria della
Complessità» individua, in Matematica, anche un’altra branca che riguarda,
sostanzialmente, la stima dell’ordine di difficoltà (in questo senso
complessità) di un calcolo algoritmico”.
[4] Mi è capitato spesso di sentire, anche da parte di studenti
ed uditori dei nostri seminari, frasi del genere: “E’ ovvio che il cervello è
un sistema complesso: è costituito da miliardi di neuroni!”.
[5] Perrella P., Complessità, op. cit., p. 2.
[6] Perrella P., Ibidem.
[7] Perrella P., Complessità, op. cit., p. 3.
[8] Perrella P., Complessità, op. cit., p. 4. Di qui in
avanti si riassume l’illustrazione delle proprietà (v. pp. 4-5).