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L'ebook (formato epub3) ha varie figure animate.

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PRESENTAZIONE

PERCHÉ LA COSCIENZA?

un’evoluzione inevitabile per organismi biologici e artificiali

Neri Accornero - Marco Capozza

 

4à edizione Febbraio 2025

Presentazione dell’opera 

 

Questo è un libro gratuito perché siamo interessati alla condivisione del nostro pensiero maturato in più di quarant’anni di attività accademica e quindi l’intendimento è  divulgativo anche se con livelli di comprensibilità diversi nei vari capitoli. Pensiamo che i primi siano   sicuramente accessibili a tutti coloro che abbiano una media cultura anche non universitaria e possano orientarli nella comprensione dei processi evolutivi che da aggregati molecolari semplici hanno prodotto automaticamente organismi di grandi dimensioni e alcuni anche consapevoli di essere vivi!  Il processo evolutivo è un processo automatico autocatalitico e inevitabile che si applica a tutto quello che è comparso, che è presente  e che si modifica costantemente nell'universo che conosciamo, non è una particolarità del mondo biologico.

 

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Perché l’evoluzione su questo pianeta ha prodotto organismi consapevoli di esistere? Virus, batteri, piante, funghi, molluschi, celenterati e insetti vivono efficacemente ed in gran quantità da milioni di anni senza l’ombra d'una consapevolezza. Cosa spinge l’evoluzione a produrre sistemi nervosi sempre più complessi e ora pensanti? E questa “coscienza” in cosa consiste? Queste domande sono antiche come l’uomo e le risposte date finora non sono esaurienti. Nel nostro precedente libro (COSCIENZA ARTIFICIALE dal riflesso al pensiero - Aracne editrice 2009abbiamo proposto una spiegazione con la convergenza di tre diverse discipline: neurobiologia, evoluzionismo e informatica; in sintesi, reti neurali artificiali e connessionismo evolutivo. In questo secondo libro, ora alla quarta edizione, proponiamo una spiegazione più articolata e speriamo più comprensibile

Per la quasi totalità del genere umano permane la convinzione che la coscienza sia un processo misterioso e insondabile, e il pensiero religioso corre in soccorso per giustificare il mistero; ma quello che sorprende è che anche tra gli “addetti ai lavori”, i neurologi e neurofisiologi, non vi sia accenno ad una spiegazione plausibile, e l’argomento venga tranquillamente taciuto. Nei testi per uso universitario non c’è ancora traccia di una spiegazione del funzionamento globale del sistema nervoso, mentre il dettaglio del funzionamento dei singoli neuroni è quasi ossessivo. Questo lascia spazio a filosofi e fisici teorici che di questi tempi pensano di risolvere il problema con la fisica quantistica (che per alcuni aspetti assomiglia molto ad una religione!).

Nella prima parte del libro vengono ricordati sinteticamente i meccanismi evolutivi Darwiniani che hanno promosso e consentito lo sviluppo progressivo del sistema nervoso dagli organismi più semplici come gli anellidi (vermi) all’Homo Sapiens. La consapevolezza è un fenomeno biologico emerso per evoluzione naturale per fini autoconservativi e pertanto va studiato a questo livello. È già da molti anni che tutti gli strumenti cognitivi e tecnologici sono disponibili, e se si affronta il problema in quest’ottica improvvisamente il mistero scompare senza il bisogno di scomodare divinità o entanglement quantistici. 

Nella parte centrale del libro presentiamo una descrizione anatomo-funzionale innovativa del sistema nervoso umano, nel suo complesso, che non trova ancora riscontro nelle pubblicazioni scientifiche più autorevoli. Questa descrizione si basa su osservazioni di anatomia comparata che dimostrano che le varie strutture neuronali cerebrali si sono modificate in modo non uniforme nel corso dell'evoluzione delle specie. La nostra prospettiva suggerisce una correlazione diretta tra queste modificazioni anatomiche progressive e l'incremento esponenziale delle strategie comportamentali che le specie hanno sviluppato per interagire utilmente con il proprio ambiente percepito.

Abbiamo definito “tripletta associativa”, una sequenza operativa nelle reti neuronali cerebrali costituita da due stati sensoriali e uno motorio tra loro correlati: percezione di uno stato sensoriale iniziale, azione o evento nell’ambiente, e percezione della retroazione sensoriale conseguente all’azione o evento. Questo processo, effettuato ripetutamente, consente un apprendimento automatico dei nessi causali impliciti negli eventi percepiti, inclusi il proprio comportamento e i suoi effetti sulla propria persona e sull’ambiente, con notevole vantaggio nelle scelte operative. A seconda del livello cerebrale in cui questo processo avviene si configurano comportamenti riflessi (riflessi condizionati associativi e operanti) o comportamenti intenzionali coscienti nelle specie più evolute. In queste uno o più degli elementi della tripletta possono essere costituiti da stati sensoriali immaginati invece che da stati sensoriali contestuali percepiti, con conseguente possibilità di prevedere le conseguenze del comportamento prima di effettuarlo, e quindi eventualmente modificarlo.  Questo processo viene descritto dettagliatamente in alcuni capitoli del libro perché riteniamo sia cruciale per la comprensione del funzionamento globale del sistema nervoso.

Le funzioni cognitive su cui la consapevolezza si basa (ricordo, immaginazione, previsione, intenzione, attenzione, pensiero/ragionamento) si manifestano con una componente privata: la sensazione della propria attività mentale, ovvero il sentimento; e con una componente pubblica: il comportamento, l’interazione con l’ambiente. Per questo studio è quindi necessario valutare anche le variabili ambientali che entrano nel circuito retroattivo sensoriale percepito dall’individuo. Come dire “la consapevolezza non è dentro il cervello, ma nell’interazione del cervello, tramite il corpo, con l’ambiente”.

In estrema sintesi:

  1. I meccanismi evolutivi selezionano e promuovono ciecamente (Dawkins) tutte le nuove soluzioni strutturali e comportamentali che si manifestano casualmente alla nascita in ogni singolo individuo e che modificano e aumentano la sua probabilità di sopravvivenza e riproduzione nell’ambiente in cui vive.
  2. L’ambiente cambia in continuazione per eventi naturali, ma anche in modo ricorsivo per la presenza di tutte le specie che lo popolano, che ne sfruttano le risorse e ne affrontano i pericoli, e questo riorienta continuamente la pressione evolutiva in ogni singola specie.
  3. La comparsa evolutiva del sistema nervoso e la sua progressione hanno consentito dapprima una efficace reattività sensori-motoria geneticamente trasmessa (istinti e riflessi genetici) e successivamente la possibilità di apprendimento individuale dei nessi causali tra gli eventi percepiti nel corso della vita del singolo individuo, con notevole aumento della possibilità di sopravvivenza e riproduzione (riflessi condizionati).
  4. La consapevolezza, ultima arrivata nell’evoluzione dei processi cognitivi, aumenta esponenzialmente le possibilità di sopravvivenza per la capacità di valutare gli effetti sulla propria persona di eventi sensoriali contestuali o immaginati (percepiti, ricordati o previsti). Insomma è per salvare la pelle e riprodursi che la consapevolezza è comparsa. Il pensiero serve per agire meglio, e i risvolti etici e filosofici ne sono solo una conseguenza (non sempre utile!).
  5. Il funzionamento di una rete di neuroni è stato ben compreso e validato da più di quarant’anni grazie a simulazioni informatiche (reti neurali artificiali) che hanno mostrato capacità di rappresentazione, riconoscimento, classificazione e trasformazione di pattern sensoriali in esecuzioni motorie molto simili a quelle biologiche, ma questo non è ancora diffusamente descritto nei testi di Neurologia.

 

Nella parte finale presentiamo una serie di esperimenti informatici di simulazione comportamentale con reti neurali artificiali (connessionismo evolutivo) che abbiamo effettuato nel corso di più di trent’anni della nostra attività universitaria. Questi esperimenti confermano l’universalità e potenza dei processi evolutivi, che sono applicabili anche ad “organismi” artificiali quando debbano interagire con ambienti complessi, artificiali o naturali, con evoluzione di soluzioni molto simili a quelle biologiche e con risultati a volte sorprendenti. 

Abbiamo infine introdotto qualche considerazione sulla interazione tra uomo e intelligenze artificiali, con vantaggi e svantaggi, includendone la pericolosità, soprattutto alla luce dei notevoli risultati che gli ultimi sistemi del tipo openAI (chat GPT) o di generative AI (Wall-e 2 e 3) stanno mostrando. Nelle conclusioni abbiamo anche suggerito quali possano essere i passi che potrebbero produrre organismi artificiali senzienti, nel bene e nel male che questo comporti per la specie H. Sapiens, perché probabilmente siamo in procinto di una rivoluzione mentale ben più imprevedibile di quella industriale di più di un paio di secoli fa.

Il testo di questo libro, 215 pagine, 98000 parole, 630000 caratteri è stato tradotto dall’italiano all’ inglese americano da un sistema AI, ben noto e orientato alla traduzione, in pochi secondi e con meno di 10 piccoli errori tipografici … e ad un costo irrisorio, 100 volte inferiore a quello effettuato da un traduttore umano per la prima edizione!

 

Questo libro è un ebook multimediale che contiene immagini animate e brevi filmati che sono indispensabili per apprezzare il comportamento dei modelli connessionisti che vengono presentati. È scaricabile in due versioni, EPUB3 e PDF in quest’ultima però si perdono le animazioni, anche se è disponibile nella stessa sezione una presentazione PPSX con la selezione delle immagini animate scaricabile. 

INDICE

 

  1. Introduzione  
  2. Riassunto        
  3. Voi siete qui   
  4. Sistemi complessi       
  5. Definizioni      
  6. Consapevolezza          
  7. Verifica di consapevolezza    
  8. Evoluzione      
  9. Luci e suoni    
  10. L’altro replicante        
  11. Auto-organizzazione  
  12. Forma corporea         
  13. Interazione ambientale         
  14. Comunicazione          
  15. Sistemi nervosi           
  16. Immagini strumentali cerebrali         
  17. Organizzazione del sistema nervoso
  18. Perché una mente      
  19. Livelli funzionali gerarchici    
  20. Le mani dell'uomo     
  21. Il tempo          
  22. Memoria e apprendimento
  23. Emozioni e sentimenti           
  24. Linguaggio e consapevolezza
  25. Libero arbitrio?
  26. Considerazioni riassuntive     
  27. Il Connessionismo      
  28. Learning-by-doing      
  29. Neuroni canonici e neuroni specchio
  30. Sperimentazioni con reti neurali       
  31. ALIFE   
  32. GAZE   
  33. ARM    
  34. POSTURA        
  35. ROOMS           
  36. Conclusioni     
  37. Bibliografia per argomenti

 

 

 

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