Cervello svelato: L’emozionante viaggio tra neuroscienze e intelligenza artificiale

Un viaggio tra neuroscienze, IA e percezione

La mente umana, pur capace di straordinarie conquiste, si trova ancora a confrontarsi con l’enigma del cervello, l’organo più intimo e complesso che la genera. Le neuroscienze, disciplina relativamente giovane rispetto a pilastri come fisica e chimica, si dedicano con fervore a svelare i segreti di questa intricata macchina biologica. Il professore di neuroscienze Giorgio Vallortigara, figura di spicco in questo campo, ci guida attraverso le sfide e le scoperte in un dialogo stimolante.

Il cervello, con la sua architettura delicata e complessa, si rivela un oggetto di studio arduo. Ma la vera sfida, l’ultima frontiera della conoscenza, risiede nella comprensione della coscienza. Come emerge la consapevolezza dalla materia grigia? Qual è la natura dei ricordi? Queste sono solo alcune delle domande fondamentali che ancora attendono una risposta definitiva.

Strumenti avanzati e limiti etici: la ricerca in neuroscienze

Negli ultimi anni, le neuroscienze hanno beneficiato di progressi tecnologici straordinari. Strumenti sofisticati permettono di osservare l’attività cerebrale con un dettaglio senza precedenti. Tuttavia, la ricerca sull’uomo è vincolata da limiti etici che ne circoscrivono le possibilità. Per questo motivo, i modelli animali, come gli zebrafish trasparenti allo stadio larvale, si rivelano preziosi alleati. Grazie a tecniche di whole-brain imaging, è possibile visualizzare l’intero cervello di questi piccoli pesci a livello neuronale, aprendo nuove prospettive sulla comprensione dei meccanismi cerebrali.
Nonostante l’accumulo di dati sempre più complessi, la comprensione dei principi fondamentali rimane una sfida. Ad esempio, la natura dei ricordi resta un mistero. Si ipotizza che la memoria sia legata a variazioni nella conducibilità delle sinapsi, i punti di contatto tra i neuroni. Tuttavia, la rappresentazione di un ricordo specifico nel cervello rimane ancora sconosciuta.

La coscienza come “repubblica di meccanismi nervosi” e il ruolo del corpo

Vallortigara descrive la coscienza come una “repubblica di meccanismi nervosi”, suggerendo che non sia localizzata in un’area specifica del cervello. La forma più elementare di esperienza cosciente è quella legata alle percezioni sensoriali. L’ipotesi di un singolo punto focale per la coscienza appare quindi poco plausibile.
La distinzione tra sensazione e percezione, risalente al Settecento, è fondamentale in neuroscienze. La sensazione è l’esperienza consapevole, mentre la percezione è il riconoscimento dell’oggetto esterno. In alcune condizioni patologiche, come la visione cieca, queste due componenti possono dissociarsi.

L’osservazione degli ultimi vent’anni rivela che gran parte della nostra vita mentale si svolge in modo inconsapevole. Attività complesse e sofisticate possono essere eseguite senza che ne siamo coscienti. Questo solleva interrogativi sull’intelligenza artificiale e sulla sua potenziale capacità di sviluppare una coscienza.

Intelligenza artificiale e coscienza: una questione aperta

Sebbene Vallortigara non veda limitazioni di principio allo sviluppo di una coscienza artificiale, sottolinea l’importanza del corpo. La coscienza, a suo avviso, è intrinsecamente legata agli organismi biologici. Per poter generare una coscienza artificiale, si renderebbe necessaria la replicazione di entità biologiche.
L’esempio del bicchiere di vino che “sa di tappo” illustra la differenza tra l’intelligenza umana e quella artificiale. Un chatbot analizza la frase confrontandola con milioni di altre, mentre un essere umano assaggia il vino, mettendo in relazione ciò che sente con il proprio corpo. Questa connessione corporea è fondamentale per la comprensione del significato.

Il contributo italiano all’avanguardia dell’Intelligenza Artificiale

In Italia, numerosi ricercatori e docenti si distinguono nel campo dell’intelligenza artificiale, contribuendo in modo significativo al progresso di questa disciplina. Davide Bacciu si occupa di sistemi cyber-fisici, mentre Giuseppe Iannaccone lavora al “lato hardware” dell’IA, sviluppando chip con materiali bidimensionali. Giuseppina Sgandurra applica l’IA alla pediatria, sviluppando strumenti clinici per la diagnosi e la tele-riabilitazione. Enzo Pasquale Scilingo conduce ricerche sui segnali psicofisiologici impiegando l’IA, mettendo a punto sensori non invasivi per l’analisi delle emozioni.

Altri esperti, come Arti Ahluwalia, Giovanni Vozzi, Carmelo De Maria e Matteo Bianchi, si dedicano allo sviluppo di tecnologie applicate alla salute, alla creazione di organi in provetta e alla riproduzione del corpo umano in dispositivi artificiali. Franco Scarselli si occupa di teoria del deep learning e delle sue applicazioni, mentre Domenico Prattichizzo studia la robotica uomo-centrica e l’IA per la riabilitazione. Stefano Melacci si concentra sull’apprendimento automatico e sull’integrazione di conoscenza simbolica e modelli neurali. Marco Gori, Monica Bianchini, Mauro Barni, Domenico Ursino, Claudia Diamantini, Alessandro Bogliolo, Fabio Giglietto, Giovanni Boccia Artieri, Emanuele Lattanzi e Sara Montagna contribuiscono con le loro competenze in diversi settori dell’IA, dalla cybersecurity alla sociologia dei processi culturali e comunicativi.

Il CNR (Consiglio Nazionale delle Ricerche) svolge un ruolo cruciale nella ricerca sull’IA, con figure di spicco come Marco Conti, Giuseppe De Pietro, Fabrizio Sebastiani, Sara Colantonio, Vieri Giuliano Santucci, Giovanni Pezzulo e Paolo Soda. L’Università La Sapienza di Roma vanta un gruppo di esperti di alto livello, tra cui Riccardo Milanesi, Sara Bernardini, Riccardo Rosati, Paola Velardi, Antonella Poggi, Emanuele Rodolà, Flavio Chierichetti, Domenico Lembo, Andrea Santilli, Giuseppe Italiano, Irene Finocchi e Blerina Sinaimeri. L’Università Federico II di Napoli contribuisce con Francesco Loreto, Fanny Ficuciello e Bruno Siciliano. L’Università Parthenope II di Napoli è rappresentata da Fabio De Felice, Massimo De Santo e Mario Vento. Stefania Costantini e Giovanni Stilo rappresentano l’Università degli Studi dell’Aquila. Il Politecnico e l’Università di Bari sono rappresentati da Tommaso Di Noia, Vito Walter Anelli, Michele Ruta, Floriano Scioscia e Angela Lombardi. Georg Gottlob, Nicola Leone, Francesco Scarcello e Gianluigi Greco contribuiscono con le loro competenze all’Università della Calabria. Simona Ester Rombo, Concetto Spampinato, Giovanni Maria Farinella e Battista Biggio rappresentano l’Università di Palermo e l’Università di Cagliari. Alessandro Vespignani e Tomaso Poggio sono figure di spicco nel panorama internazionale dell’IA.

Verso una scienza più umana: il valore dell’esperienza e della divulgazione

Vallortigara evidenzia l’esigenza di connettere in modo diretto l’esperienza fenomenica – ovvero ciò che le persone riferiscono di vedere, udire, odorare e toccare – con l’attività fisico-chimica del cervello. Questo approccio richiede un’indagine introspettiva, che non costituisce una misurazione oggettiva esterna.

La questione della coscienza negli animali solleva interrogativi etici fondamentali. Se non siamo certi che le altre persone abbiano coscienza, come possiamo esserlo per gli animali?

Per superare le riserve e i sospetti verso la scienza, Vallortigara invita ad aprire i laboratori e a mostrare concretamente cosa fanno i ricercatori. La divulgazione scientifica è essenziale per promuovere una comprensione più profonda e consapevole del mondo che ci circonda.

Riflessioni conclusive: la coscienza tra biologia e tecnologia

*La ricerca sulla coscienza rappresenta una delle sfide più affascinanti e complesse del nostro tempo. Comprendere come la consapevolezza emerge dalla materia grigia del cervello e come si relaziona con l’intelligenza artificiale richiede un approccio multidisciplinare che integri neuroscienze, filosofia, informatica e altre discipline.

Una nozione base di psicologia cognitiva ci ricorda che la percezione non è una semplice registrazione passiva della realtà, ma un processo attivo di costruzione e interpretazione. Il nostro cervello seleziona, organizza e interpreta le informazioni sensoriali, influenzato dalle nostre esperienze passate, aspettative e motivazioni.

Una nozione avanzata ci introduce al concetto di embodied cognition*, che sottolinea il ruolo cruciale del corpo e dell’interazione con l’ambiente nella cognizione. La nostra mente non è un’entità separata dal corpo, ma è profondamente radicata in esso e influenzata dalle nostre esperienze sensoriali e motorie.

Riflettiamo: la ricerca sulla coscienza non è solo un’indagine scientifica, ma anche un’esplorazione della nostra umanità. Comprendere come funziona la nostra mente può aiutarci a vivere in modo più consapevole, a relazionarci meglio con gli altri e a prendere decisioni più sagge. E chissà, forse un giorno saremo in grado di creare macchine consapevoli, capaci di condividere con noi la meraviglia dell’esistenza.