La coscienza come sistema di memoria, parte 2

La nostra teoria è coerente con la distinzione tra sistema 1 (inconscio) e sistema 2 (conscio).

La nostra teoria della memoria della coscienza è pienamente coerente con la distinzione che Kahneman e Tversky (Kahneman, 2011; vedi anche Carruthers, 2015) hanno fatto tra il Sistema 2 lento, faticoso, logico, calcolatore e cosciente e il Sistema 2 veloce, automatico, stereotipato e inconscio. 1. La nostra teoria aggiungerebbe semplicemente che il Sistema cosciente 2 è stato reso possibile dallo scopo originale della coscienza: essere il contenuto della memoria episodica.

La memoria cosciente e la memoria sono due concetti correlati. La memoria cosciente è quando immagazziniamo consapevolmente determinate informazioni nella nostra mente, mentre la memoria è quando possiamo richiamare tali informazioni in un secondo momento. La memoria cosciente è fondamentale per il nostro studio, la vita e il lavoro e la qualità della memoria influisce direttamente sul nostro successo e sulla nostra felicità.

La memoria di ognuno ha i suoi limiti intrinseci. Tuttavia, possiamo migliorare la memoria attraverso la memoria cosciente. Ad esempio, possiamo approfondire consapevolmente l'impressione delle informazioni attraverso tecniche come i metodi di concentrazione e associazione, e provare a ricordarle in seguito. Possiamo migliorare indirettamente il nostro livello di memoria attraverso la pratica continua per migliorare il nostro livello di memoria.

Allo stesso tempo possiamo anche migliorare la nostra memoria attraverso alcune abitudini di vita. Dormire a sufficienza, seguire una dieta sana ed esercitarsi regolarmente possono aiutarti a migliorare la memoria. Inoltre, imparare cose nuove e mettersi costantemente alla prova può anche favorire lo sviluppo delle funzioni cerebrali, così da poter mantenere meglio una buona memoria.

Migliorare la memoria e la memoria cosciente richiede pazienza e perseveranza. Solo attraverso la pratica e l’esplorazione continua possiamo diventare migliori esperti di memoria. Affrontiamo le sfide con un atteggiamento positivo e fiducioso e crediamo che saremo in grado di ottenere risultati eccellenti in questo campo! Si può vedere che dobbiamo migliorare la nostra memoria. La Cistanche può migliorare significativamente la nostra memoria, perché la Cistanche può anche regolare l'equilibrio dei neurotrasmettitori, come ad esempio aumentare il livello di acetilcolina e i fattori di crescita, che sono molto importanti per la memoria e l'apprendimento. È importante sottolineare che, inoltre, la carne può anche migliorare il flusso sanguigno e promuovere l’apporto di ossigeno, il che può garantire che il cervello riceva nutrimento ed energia sufficienti, migliorando così la vitalità e la resistenza del cervello.

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Dai contenuti della memoria alla risoluzione dei problemi e al ragionamento astratto

In che modo la coscienza è passata dall'essere esclusivamente il contenuto della memoria episodica all'essere coinvolta nella risoluzione dei problemi, nel ragionamento astratto e nelle altre capacità rese possibili dal Sistema 2? Ipotizziamo che la coscienza si sia evoluta e sia stata coinvolta in queste altre capacità perché la coscienza è un elemento chiave della funzione del sistema di memoria episodica di combinare in modo flessibile e creativo i ricordi episodici per immaginare il futuro.

Immaginiamo una fase iniziale di questo tipo di combinazione che ci consentirebbe semplicemente di prevedere il futuro. Ad esempio, i ricordi episodici del ritrovamento di una bacca deliziosa vicino a una grotta specifica ogni autunno potrebbero combinarsi con un altro ricordo episodico dell’essere inseguito da un orso vicino a quella grotta. Il risultato è che possiamo prevedere che se andiamo a raccogliere le bacche, potremmo finire per essere inseguiti da un orso.

Oltre a limitarsi a immaginare come il futuro potrebbe svolgersi, in un momento successivo, questo processo di ricombinazione creativa della memoria cosciente prevedeva due o più possibili risultati futuri. In un futuro, quando andremo a raccogliere le bacche, saremo inseguiti dall'orso, mentre in un altro futuro non saremo inseguiti.

Una volta che la coscienza può confrontare due possibili futuri, la risoluzione dei problemi arriva quando pensiamo a cosa possiamo fare per contribuire a realizzare il futuro che desideriamo ed evitare il futuro che non desideriamo. Ad esempio, possono venire in mente ricordi di modi per determinare se un animale è nella sua tana o meno. Altri ricordi potrebbero ricordarci che un orso può inseguire solo una persona alla volta. Il confronto di questi tipi di recupero della memoria – che forse ora potremmo chiamare pensieri – può consentire lo sviluppo di un piano. Attualmente è in corso la risoluzione dei problemi nella coscienza/memoria di lavoro tramite il recupero episodico della memoria.

Una volta avvenuta la risoluzione del problema, il passo verso il ragionamento astratto consapevole è breve. Quando più eventi archiviati nella memoria episodica si generalizzano nella memoria semantica, si verificano automaticamente le astrazioni. Le memorie episodiche di singoli cani, orsi e conigli consentono la formazione delle categorie generali di memoria semantica di cane, orso e coniglio. Può quindi emergere una categoria di memoria semantica più astratta degli animali, che può essere contrapposta alla categoria astratta di memoria semantica delle piante, e così via.

Lingua

Molto è stato scritto sullo sviluppo del linguaggio che non verrà ripetuto in questa sede (ad esempio, Pinker, 1994). In breve, crediamo che il linguaggio si sia sviluppato da una congiunzione di coscienza e memoria semantica.

Una delle cose che rendono il linguaggio un caso interessante, tuttavia, è che sebbene possiamo certamente parlare con piena consapevolezza e deliberazione, la nostra osservazione è che possiamo anche parlare inconsciamente, senza pensarci. Torneremo su questo importante concetto in un paragrafo successivo. Per ora vogliamo semplicemente introdurre l'idea che solo perché una funzione si sviluppa con la coscienza non significa che debba essere presente solo con la coscienza.

Percezione cosciente come memoria

A questo punto del nostro articolo, si potrebbe essere disposti ad accettare la nostra teoria secondo cui la coscienza si è evoluta come parte del sistema di memoria episodica, ma dire: "E allora? In che modo questa spiegazione ci aiuta a comprendere la coscienza (o, del resto, la memoria episodica) ?"

Se crediamo che la coscienza si sia evoluta come parte del sistema di memoria episodica, come una parte critica di quel sistema che ci consente di immagazzinare esperienze precedenti nella memoria e recuperarle in modo che i ricordi di queste esperienze possano essere combinati in modo flessibile e creativo per consentire la pianificazione futura e l’azione intenzionale, allora non c’è motivo per cui la coscienza debba operare in tempo reale. Se la coscienza è un sistema per la codifica e il recupero della memoria – e non per l’azione diretta – non c’è motivo per cui non possa funzionare correttamente con un piccolo ritardo. Potremmo sostenere che non percepiamo consapevolmente gli eventi direttamente in tempo reale. Percepiamo il mondo come un ricordo. In altre parole, tecnicamente, non percepiamo direttamente nulla consapevolmente; stiamo sperimentando una memoria di percezione.

Suggeriamo di sperimentare il mondo ricordando ricordi sensoriali. Inoltre, la maggior parte delle volte, non stiamo sperimentando da soli questi processi di memoria sensoriale dal basso verso l’alto. Sperimentiamo processi di memoria sensoriale influenzati da processi di memoria episodica e/o semantica top-down, in modo tale che la percezione che viene percepita consapevolmente è un mashup tra i processi di memoria sensoriale bottom-up e i processi di memoria episodica e semantica top-down.

Spiegazione degli effetti postdittivi

La nostra teoria della memoria della coscienza può ora spiegare gli effetti postdittivi. Ad esempio, Sergent et al (2013) hanno dimostrato che non solo l'utilizzo di uno stimolo prima della sua presentazione migliora la percezione cosciente dello stimolo, ma lo può fare anche dopo la presentazione dello stimolo. Sergent e colleghi hanno concluso che (p. 154):

l'elaborazione sensoriale iniziale associata a uno stimolo può avvenire a livello preconscio perché il suo destino conscio o non conscio può cambiare drasticamente oltre questa fase. La percezione cosciente si riferirebbe quindi all'amplificazione secondaria delle informazioni preconsce contenute nelle aree sensoriali. …questa amplificazione secondaria non deve essere una conseguenza diretta dell'elaborazione iniziale dello stimolo stesso ma può essere innescata da un evento successivo e indipendente.

La nostra teoria della memoria della coscienza è coerente con questa spiegazione e può permetterci di comprenderla meglio. L'attenzione viene attirata sulla percezione inconscia dal segnale poststimolo, e quindi sperimentiamo la percezione cosciente nello stesso modo in cui sperimentiamo tutte le percezioni coscienti, ricordandola.

La memoria cosciente delle decisioni e delle azioni inconsce

Se siamo disposti a considerare che noi – almeno come sé coscienti – non percepiamo il mondo direttamente ma piuttosto lo ricordiamo, allora siamo pronti a spiegare le decisioni e le azioni coscienti. La nostra teoria è semplicemente che i processi cerebrali che decidono e agiscono sono inconsci. Le nostre decisioni e azioni coscienti sono ricordi di quelle decisioni e azioni inconsce. Riteniamo che questa spiegazione – ovvero che le decisioni e le azioni avvengano fondamentalmente attraverso processi cerebrali inconsci – sia coerente con una prospettiva evolutiva che sosterrebbe che non esiste un unico sistema decisionale cosciente nel cervello. Invece, vari processi sono coinvolti inconsciamente per prendere decisioni specifiche, come quando mangiare, dormire, evitare, avvicinarsi, afferrare, rilasciare e così via (Cisek, 2019).

Pensiamo, tuttavia, che i processi cerebrali inconsci a volte coinvolgano il sistema di memoria conscio per facilitare il processo decisionale e le prestazioni ottimali in determinate situazioni. Per spiegare ulteriormente queste nozioni, forniremo un esempio utilizzando l'elaborazione Sistema 1 e Sistema 2 di Kahneman e Tversky (Kahneman, 2011; vedi anche Carruthers, 2015).

Decisioni e azioni del sistema 1

Consideriamo innanzitutto le decisioni del Sistema 1. Queste sono le decisioni veloci, automatiche e inconsce che richiedono poco o nessun pensiero o sforzo. Diciamo che stiamo lavorando, magari assorti nei nostri pensieri, scrivendo un articolo sul nostro computer. All'improvviso decidiamo: "Vorrei un bicchiere d'acqua". Prima di finire di scrivere il paragrafo su cui stiamo lavorando, e pensando ancora alla frase che verrà dopo, ci alziamo, entriamo in cucina, apriamo l'anta dell'armadio, infiliamo una mano all'interno, afferriamo un bicchiere, lo tiriamo fuori, chiudiamo l'anta dell'armadio, tenere il bicchiere sotto il rubinetto, aprire l'acqua fredda, guardare il bicchiere riempirsi, chiudere l'acqua, avvicinare il bicchiere alle labbra, inclinare l'estremità verso l'alto, bere un sorso e, tenendo fermo il bicchiere per non versare, tornare al nostro computer, posare il bicchiere, sedersi e tornare al lavoro.

Potremmo sostenere che la nostra decisione di prendere un bicchiere d'acqua potrebbe essere stata avviata e messa in atto inconsciamente, così come ogni parte della sequenza. Riteniamo che quasi sempre quando camminiamo o afferriamo un oggetto, processi cerebrali completamente inconsci eseguono queste azioni (in linea con Aglioti et al, 1995; Chen et al, 2015; e Cisek, 2019). Nella misura in cui siamo consapevolmente consapevoli di ciò che stiamo facendo, suggeriamo che questa consapevolezza cosciente sia un ricordo di questa decisione e azione. In questo senso la coscienza è epifenomenale riguardo alle decisioni e alle azioni, ma non epifenomenale in generale perché svolge un ruolo importante attraverso il sistema della memoria episodica.

Potremmo sostenere che la nostra decisione di prendere un bicchiere d'acqua potrebbe essere stata avviata e messa in atto inconsciamente, così come ogni parte della sequenza. Riteniamo che quasi sempre quando camminiamo o afferriamo un oggetto, processi cerebrali completamente inconsci eseguono queste azioni (in linea con Aglioti et al, 1995; Chen et al, 2015; e Cisek, 2019). Nella misura in cui siamo consapevolmente consapevoli di ciò che stiamo facendo, suggeriamo che questa consapevolezza cosciente sia un ricordo di questa decisione e azione. In questo senso la coscienza è epifenomenale riguardo alle decisioni e alle azioni, ma non epifenomenale in generale perché svolge un ruolo importante attraverso il sistema della memoria episodica.

Decisioni e azioni del sistema 2

Consideriamo ora alcune decisioni e azioni analoghe del Sistema 2. Forse, invece di lavorare sui nostri computer, stiamo partecipando a un'attività pericolosa simile a Hunger Games. Abbiamo sete e possiamo vedere la fresca sorgente più avanti. Ma per raggiungerlo, dobbiamo attraversare un campo di lava ribollente con rocce galleggianti su cui dobbiamo calpestare o correre attraverso un prato erboso pieno di serpenti e ragni velenosi. Consideriamo attentamente le nostre opzioni. Alla fine, decidiamo che avremo maggiori possibilità di saltare da una roccia galleggiante all'altra attraverso la lava. Con cautela calpestiamo una roccia, ritroviamo l'equilibrio e aspettiamo che un'altra galleggi nelle vicinanze. Cronometramo perfettamente il nostro salto e atterriamo accovacciati, distribuendo il nostro peso. Continuiamo così fino ad arrivare alla primavera. Possiamo vedere il vetro di cui abbiamo bisogno, ma per ottenerlo dobbiamo allungare con attenzione la nostra mano attraverso il filo spinato affilato come un rasoio. Giriamo e angoliamo le mani e le dita per raggiungere il vetro e delicatamente lo tiriamo indietro. Riempiamo il bicchiere dal ruscello e beviamo il prezioso liquido.

Qui abbiamo una serie di decisioni e azioni che devono essere eseguite con attenzione e ponderazione. Invece di agire automaticamente (magari pensando a qualcos’altro), dobbiamo considerare consapevolmente e prestare piena attenzione a ciascuna di queste decisioni e azioni. Tuttavia, crediamo che le decisioni e le azioni effettive siano prese ed eseguite dal nostro sé inconscio e che sperimentiamo la decisione cosciente presa o l'azione avvenuta solo dopo che il fatto è avvenuto.

Percettori inconsci, decisori e attori

Un altro modo per dirlo è che è la parte inconscia del Sistema 1 del nostro cervello che percepisce, prende decisioni e agisce (coerentemente con Cisek, 2019), e le parti consce del Sistema 2 che forniscono un ulteriore livello di informazioni che il nostro cervello inconscio può usare (o meno) per prendere decisioni e agire di conseguenza. Il sistema 2 utilizza la coscienza, e quindi tutti i sistemi di memoria esplicita, per rivedere ciò che sappiamo su colate di lava, serpenti e ragni (dalla memoria semantica); quanto abbiamo fatto bene l'ultima volta che abbiamo dovuto saltare da una roccia all'altra (dalla memoria episodica); e come, contando mentalmente e osservando la roccia fluttuante (usando la memoria di lavoro), potremmo essere in grado di cronometrare perfettamente un salto.

Il sistema di memoria cosciente

Finora, a volte abbiamo utilizzato il termine memoria episodica nella sua definizione standard (cioè memoria per eventi precedenti) e talvolta come abbreviazione per tutti i sistemi di memoria esplicita: memoria di lavoro, memoria episodica e memoria semantica. Poiché crediamo che tutti questi sistemi di memoria esplicita siano veramente parte di un unico sistema – il sistema di memoria esplicita o cosciente – da ora in poi useremo i termini memoria episodica e sistema di memoria episodica solo nel loro senso stretto e i termini memoria cosciente e memoria cosciente. sistema di memoria in questo senso più ampio, riferendosi a tutti i sistemi di memoria espliciti.

Sfide per la nostra teoria

Se abbiamo ragione nel dire che la coscienza e le forme esplicite di memoria fanno tutte parte dello stesso sistema, allora non dovrebbero esserci esempi inconsci di memoria esplicita. Potremmo subito sostenere che non possono esistere esempi di memoria esplicita inconscia, poiché ciò equivarrebbe a dire che esistono esempi di memoria conscia inconscia. Tuttavia, è stato dimostrato attraverso esperimenti condotti attentamente che processi inconsci simili alla memoria episodica, utilizzando reti anatomiche simili, hanno consentito ai partecipanti di eseguire inferenze che di solito richiederebbero la consapevolezza cosciente per essere eseguite (ad esempio, Schneider et al, 2021). Inoltre, altri esperimenti condotti attentamente hanno mostrato prestazioni inconsce (cioè ipotesi) superiori alle possibilità su compiti di memoria di lavoro a risposta ritardata che di solito richiederebbero di tenere a mente consapevolmente le informazioni (ad esempio, Trübutschek et al, 2017). Questi risultati sperimentali significano che la nostra teoria della memoria della coscienza deve essere falsa? Sebbene ammettiamo prontamente che tali risultati sperimentali siano problematici per la nostra teoria e necessitino di essere spiegati, vorremmo sostenere che essi non lo negano, per le ragioni presentate nelle due sezioni successive.

Memoria episodica inconscia?

Nello studio Schneider et al (2021), i partecipanti sono stati esposti a un debole mascheramento degli stimoli che consentiva l'elaborazione cosciente o a un forte mascheramento degli stimoli che richiedeva un'elaborazione subliminale inconscia. L'elaborazione cosciente ha portato a un miglioramento dell'accuratezza dei report e a una riduzione dei tempi di reazione. L'elaborazione inconscia ha portato a una riduzione del tempo di reazione ma non ha migliorato la precisione, il che era una possibilità. Inoltre, questa riduzione del tempo di reazione per l’elaborazione inconscia è stata osservata solo nei decisori “intuitivi” che abitualmente rispondevano secondo i loro istinti (usando il Sistema 1), e non nei decisori “deliberativi” che preferivano fare affidamento su conoscenze consapevolmente accessibili (usando il Sistema 2). Gli esperimenti fMRI che hanno mostrato i correlati neuroanatomici di questa elaborazione inconscia sono stati condotti esclusivamente con decisori intuitivi.

Il nostro primo commento è che è possibile che anche gli stimoli fortemente mascherati fossero minimamente o parzialmente coscienti perché è difficile escludere questa possibilità in esperimenti di questo tipo (ad esempio, Holender, 1986; Timmermans e Cleeremans, 2015). Pertanto, una spiegazione di questi risultati è che gli stimoli fortemente mascherati hanno coinvolto il sistema di memoria episodica perché gli stimoli sono minimamente o parzialmente coscienti per alcuni individui.

Il nostro secondo commento è che se siamo d'accordo sul fatto che gli stimoli fortemente mascherati vengono elaborati inconsciamente, è possibile che coinvolgano ancora il sistema di memoria episodica, ma solo parzialmente, e non abbastanza forte da consentire la formazione di una memoria episodica piena, vera e cosciente. . Il supporto a questa visione viene dal fatto che questi stimoli fortemente mascherati hanno prodotto un cambiamento nel tempo di reazione, ma non un cambiamento nell’accuratezza. Pertanto, potremmo sostenere che, sebbene gli stimoli fortemente mascherati attivassero inconsciamente la rete di memoria episodica e producessero un cambiamento nel tempo di reazione, non vi era alcun cambiamento nell’accuratezza, non si formava alcuna vera memoria episodica e quindi non vi era alcuna necessità di coscienza.

Memoria di lavoro inconscia?

Nello studio di Trübutschek et al (2017), i partecipanti hanno identificato la posizione degli stimoli visivi dopo un ritardo. Gli stimoli sono stati valutati dai partecipanti su una scala da 1 (non visibile) a 4 (chiaramente visibile). Ai partecipanti è stato chiesto di indovinare la posizione anche se non erano in grado di vedere lo stimolo. Dal punto di vista comportamentale, i partecipanti hanno ottenuto risultati superiori al caso sia nelle prove viste che in quelle invisibili. Sono stati ottenuti anche dati magnetoencefalografici per determinare se gli stessi o diversi meccanismi neurali fossero utilizzati dai partecipanti nell'identificazione delle prove viste (corrette) rispetto a quelle invisibili (corrette), con l'ipotesi che se fossero coinvolti diversi meccanismi neurali, l'accuratezza sulle prove invisibili (corrette) prove non erano semplicemente dovute al fatto che i partecipanti classificavano erroneamente prove come invisibili che, in realtà, erano state intraviste. I dati magnetoencefalografici mostravano chiaramente due diversi meccanismi neurali.

Trübutschek e colleghi (2017) hanno scoperto che la memoria di lavoro conscia e non conscia utilizzava meccanismi cerebrali diversi e che la memoria di lavoro non conscia utilizzava un "meccanismo di attività silenziosa" basato su pesi sinaptici mediati dal calcio in lento decadimento. Gli autori hanno quindi postulato che forse questo meccanismo di attività silenziosa è alla base della memoria di lavoro sia conscia che non conscia, che hanno supportato con la modellizzazione (ma non con dati empirici).

Il nostro commento su questo studio è semplicemente che molti esempi di elaborazione inconscia portano a un futuro cambiamento nel comportamento o nella prestazione; il priming e la memoria procedurale sono due. Pertanto, anche se non contestiamo i risultati secondo cui potrebbe esserci un meccanismo di attività silenziosa che supporta l'elaborazione inconscia di un compito di risposta spaziale ritardata, suggeriamo che chiamare questa elaborazione memoria di lavoro non conscia potrebbe non utilizzare la nomenclatura migliore.

RISPOSTE E SOLUZIONI

Esaminiamo ora le numerose scoperte precedentemente inspiegabili discusse in precedenza e consideriamo come la nostra teoria della memoria della coscienza possa fornire spiegazioni per ciascuna, insieme ad alcune inferenze aggiuntive.

Problemi d'ordine: la coscienza dopo la percezione, la decisione, l'azione

Se i contenuti della nostra coscienza (cioè ciò di cui siamo coscientemente consapevoli) sono un ricordo della percezione, decisione e azione, allora non c'è alcuna difficoltà con la coscienza che si verifica dopo la percezione, decisione e azione.

Rintocchi delle campane e cocktail party

Non c’è quindi alcuna difficoltà nel riuscire a contare i rintocchi dell’orologio anche se non abbiamo prestato loro attenzione fino all’ultimo rintocco; la nostra consapevolezza cosciente è sempre un ricordo dei rintocchi. Allo stesso modo, non sorprende che quando sentiamo il nostro nome a un cocktail party, possiamo sentire la prima parte della frase; lo stiamo ricordando, proprio come facciamo con tutte le nostre altre esperienze. Questa caratteristica della nostra consapevolezza diventa più evidente per noi quando riflettiamo su certi tipi di situazioni.

Prima la corteccia motoria, poi la decisione cosciente di muoversi

Anche l'esperimento condotto da W. Gray Walter ora ha senso. Negli individui normali (senza elettrodi impiantati nel cervello) che controllano una presentazione con un carosello e un controller a pulsante, la loro esperienza è che prendono la decisione consapevole di far avanzare la diapositiva, usano consapevolmente il pollice per premere il pulsante, e poi la diapositiva avanza. Tuttavia, ciò che accade è che gli individui prendono la decisione inconscia di far avanzare la diapositiva – quindi ricordano consapevolmente quella decisione inconscia, usano inconsciamente il pollice per premere il pulsante – quindi ricordano consapevolmente quell’azione inconscia, e quindi la diapositiva avanza. La memoria cosciente della decisione e dell'azione è "datata" dal cervello in modo che avvenga non solo nell'ordine corretto ma anche al momento giusto in modo tale che sembri che questa decisione cosciente e questa azione cosciente coincidano con la decisione inconscia e l'azione inconscia anche se la memoria cosciente di questi eventi è stata vissuta dopo gli eventi stessi. Questo non è strano o misterioso: è nella natura della memoria che gli eventi ricordati siano riferiti a un tempo precedente.

Nel caso dei pazienti con elettrodi impiantati nella corteccia motoria, i pazienti decidono inconsciamente di far avanzare il vetrino, quindi ricordano consapevolmente quella decisione. Decidono inconsciamente di usare il pollice per premere il pulsante, il che crea il potenziale di prontezza della corteccia motoria che fa avanzare lo scivolo, lo scivolo inizia ad avanzare, ricordano consciamente che lo scivolo inizia ad avanzare, quindi ricordano consapevolmente di aver premuto il pulsante, generando questo sensazione del proiettore di diapositive che anticipa le loro decisioni.

In un esperimento relativo al movimento motorio, Libet (1985) ha confrontato il tempo in cui i partecipanti hanno deciso consapevolmente di muovere il polso (determinato dai partecipanti annotando l'ora in cui hanno preso la loro decisione su un orologio speciale) con il potenziale di prontezza misurato di questa azione volontaria a il cuoio capelluto. Il potenziale di prontezza è stato interpretato come rappresentante le fasi finali della pianificazione della preparazione al movimento. Ciò che è sorprendente è che Libet (1985) ha scoperto che il potenziale di prontezza ha preceduto la decisione volontaria di circa 350 ms. L'autore ha concluso che l'inizio di un atto volontario spontaneo "inizia inconsciamente".

Non abbiamo introdotto prima d'ora questo importante esperimento perché è piuttosto controverso per almeno due ragioni. Il primo è che non tutti coloro che hanno tentato di replicare l'esperimento sono stati in grado di farlo, anche se alcuni lo hanno fatto (ad esempio, Vinding et al, 2014), il che dovrebbe risolvere la questione. Il secondo è che Schurger et al (2012) hanno condotto una straordinaria serie di esperimenti e analisi correlati che suggeriscono di spiegare il potenziale di prontezza non come rappresentazione delle fasi finali della preparazione motoria, ma piuttosto come rappresentazione delle fluttuazioni spontanee sottosoglia nell'attività neuronale.

Non siamo in disaccordo con il lavoro svolto da Schurger e colleghi (2012), poiché la loro spiegazione potrebbe essere quella corretta per questo fenomeno. Vorremmo semplicemente sottolineare che la nostra teoria della memoria della coscienza rende comprensibile l'interpretazione iniziale di Libet (1985): le decisioni e le azioni vengono avviate inconsciamente e poi sperimentiamo la memoria cosciente di quelle decisioni e azioni. Se crediamo all'interpretazione di Libet (1985) e questi risultati motori sono generalizzabili, la nostra memoria cosciente per le nostre decisioni e azioni può verificarsi circa 350 ms dopo che le decisioni e le azioni sono state avviate inconsciamente.

L'incredibile lentezza della coscienza

Ora possiamo capire perché non importa che la coscienza sia troppo lenta per le decisioni e le azioni in tempo reale di atleti, musicisti e altri che hanno bisogno di reagire rapidamente. Tutte le decisioni e le azioni avvengono inconsciamente. La nostra memoria cosciente di queste decisioni e azioni avviene più tardi.

Sensazioni coscienti riferite indietro nel tempo Stimolazione della mano rispetto alla corteccia somatosensoriale

La nostra teoria della memoria della coscienza ci aiuta anche a comprendere alcuni degli altri risultati sperimentali di Libet e colleghi (1979) e come questi risultati siano informativi riguardo ai tempi della coscienza. Ricordiamo che gli autori hanno scoperto che erano necessari circa 500 ms di stimolazione corticale prima che si verificasse un'esperienza cosciente di formicolio. Se la stimolazione fosse<500 ms, the participants did not report feeling anything. Libet and colleagues (1979, p. 222) referred to this extended time as "the neuronal adequacy for consciousness." They explained that we are not aware of this delay because events are referred backward in time after neuronal adequacy has been achieved. The idea is that when we feel a touch on our arm, the impulses travel through our peripheral nerves, spinal cord, and brain until they reach the somatosensory cortex. If the stimulus activates our cortex for at least 500 ms, we consciously feel the touch, and it is referred backward in time such that we do not notice any delay in the conscious perception (Blackmore, 2017; Dennett, 1991; Libet et al, 1979).

Il primo punto da sottolineare qui è che la nostra nuova comprensione della coscienza – ovvero che non percepiamo gli eventi direttamente ma li ricordiamo solo – rende facile comprendere questa scoperta di Libet e colleghi (1979): una volta superata la soglia 500-ms poiché la sensazione cosciente è attraversata, possiamo semplicemente ricordare la memoria sensoriale del tatto. Non sorprende nemmeno che venga riferito indietro nel tempo: ancora una volta, è fondamentale per la memoria il fatto che ci permetta di rivivere eventi accaduti prima.

Il secondo punto che i risultati sperimentali di Libet e colleghi (1979) potrebbero suggerire è che 500 ms è la quantità di tempo in cui le nostre percezioni coscienti vengono ritardate. In altre parole, se questo risultato di questi autori è generalizzabile ad altre esperienze sensoriali coscienti, allora la nostra percezione cosciente del mondo può essere ritardata di mezzo secondo, anche se riferita indietro nel tempo in modo da non notare il ritardo.

Cronostasi

Il problema con l'illusione dell'orologio fermo è che la fissazione finale dell'orologio viene proiettata indietro nel tempo per riempire il periodo in cui stavamo facendo la saccade. Questo non è più un problema perché le nostre percezioni visive non sono vissute direttamente; vengono ricordati consapevolmente. In altre parole, stiamo percependo consapevolmente un ricordo ritardato di circa 500 ms. Pertanto, un processo dall’alto verso il basso nel nostro sistema visivo proietta la fissazione finale indietro nel tempo per colmare quella che sarebbe stata l’esperienza percettiva mancante mentre aveva luogo la saccade. Problema risolto.

Effetti postdittivi

Poiché la percezione cosciente è un ricordo, probabilmente ritardato di circa 500 ms e riferito indietro nel tempo, ora abbiamo una spiegazione semplice e comprensibile degli effetti postdittivi.

Conigli

Nel caso del coniglio cutaneo ci sono cinque colpetti al polso, tre vicino al gomito e due alla spalla, ma noi sperimentiamo consapevolmente anche i colpi intermedi. Ancora una volta, poiché le sensazioni vengono ricordate consapevolmente (500 ms dopo) piuttosto che vissute consapevolmente, non è un problema che qualche processo dall'alto verso il basso interponga, a ritroso nel tempo, dei colpetti intermedi tra il polso e il gomito e tra il gomito e la spalla in modo tale che percepiamo consapevolmente un coniglietto che corre sul nostro braccio. Una spiegazione analoga può spiegare i conigli audiovisivi illusori e invisibili.

Effetti di fusione dei colori

Gli effetti di fusione dei colori possono essere spiegati in modo simile. Quando un disco rosso viene presentato da solo per 40 ms, c'è il ritardo obbligatorio, e poi percepiamo consapevolmente il disco rosso ricordandolo. Quando il disco rosso è seguito dal disco verde nella stessa posizione, i colori si fondono nella nostra memoria sensoriale (perché si verificano nella stessa finestra temporale) e, dopo un ritardo di 500-ms, percepiamo la fusione immagine gialla ricordandola.

Impulsi TMS

Non dovrebbe più sorprendere che un impulso TMS compreso tra 20 e 370 ms possa indurre effetti postdittivi. Poiché la percezione cosciente è ritardata, se si verifica un'interruzione del flusso visivo durante il periodo di ritardo, può alterare la percezione cosciente dello stimolo precedente proprio come può fare uno stimolo fisico.

Colore Phi Illusion

Allo stesso modo, ora possiamo spiegare perché quando osserviamo l'illusione del colore phi e vediamo un punto blu nella parte superiore di un fotogramma seguito da uno schermo vuoto, e poi un punto rosso nella parte inferiore del fotogramma, sperimentiamo consapevolmente l'illusione del colore phi. punto blu che scende e cambia colore prima di vedere il punto rosso. Ancora una volta, un processo dall’alto verso il basso ha interposto, a ritroso nel tempo, i punti intermedi e il cambiamento di colore nella nostra percezione cosciente – facile da fare perché quella percezione cosciente è un ricordo.

Che dire del suggerimento di Keuninckx e Cleeremans (2021, p. 1) secondo cui l'illusione del colore phi potrebbe semplicemente essere correlata all '"elaborazione sensoriale dinamica e non lineare intrinseca nel cervello" e non correlata alla coscienza, di per sé? Potremmo sostenere che il nostro lavoro aiuta a delucidare una parte di questo fenomeno (come gli eventi vengono riferiti indietro nel tempo), mentre il loro aiuta a delucidarne un’altra (perché c’è un senso di movimento e cambio di colore prima che venga visto il secondo stimolo).

Creare uniformità: ricordare l'essenza

La nostra teoria della memoria della coscienza può anche aiutare a spiegare perché non notiamo che la nostra visione periferica è in scala di grigi o che la nostra visione è piena di macchie e strisce legate alle nostre fissazioni e saccadi con aree nere in mezzo. Anche se qui ammettiamo che forse stiamo spingendo il potere esplicativo della nostra teoria oltre i suoi limiti, una possibile spiegazione riguarda il tipo di informazioni che il nostro sistema di memoria cosciente ricorda. In generale, tendiamo a ricordare il concetto generale, l'idea o l'essenza dell'informazione (Reyna e Brainerd, 1995). Poiché ora comprendiamo che non percepiamo direttamente e consapevolmente le informazioni visive – le ricordiamo – potremmo ricordare l'essenza della scena visiva nello stesso modo in cui potremmo ricordare l'essenza di una conversazione, di un film o di un elenco di elementi. Se la coscienza non ha la funzione di catturare i nostri input sensoriali che si verificano, allora queste caratteristiche delle nostre esperienze visive non sono problematiche.

La nostra visione della percezione cosciente è quindi coerente con quella esposta da Cohen et al (2016). Usando una comprensione della percezione che deriva dal campo degli insiemi visivi e delle statistiche riassuntive, hanno descritto come gli osservatori possono estrarre l'essenza della scena con solo poche fissazioni.

La percezione cosciente trabocca dalla memoria di lavoro?

Block (2011) e altri hanno suggerito che la percezione fenomenicamente cosciente ha un contenuto ricco con una maggiore capacità che "trabocca" la coscienza di percezione ad accesso più limitato. La prova a sostegno di questa idea di overflow viene dal paradigma Sperling (1960), in cui viene brevemente mostrata una serie di lettere (ad esempio, in una griglia 3 × 4). I partecipanti generalmente riferiscono di aver visto tutte (o quasi tutte) le lettere, ma possono segnalarne solo tre o quattro. Tuttavia, quando viene loro chiesto di riportare le lettere di qualsiasi riga, riescono a ricordare da tre a quattro lettere in quella riga, suggerendo che tutte e 12 le lettere erano potenzialmente accessibili. La nostra teoria della memoria della coscienza spiegherebbe che l'intera gamma di elementi è presente brevemente nei processi percettivi inconsci, sebbene sperimentiamo solo la percezione cosciente degli elementi su cui la nostra attenzione è attirata dal segnale poststimolo, poiché solo dopo che la nostra attenzione è stata attirata su di essi. una riga di lettere sono gli elementi trasferiti nella memoria sensoriale e poi nella memoria di lavoro.

Questa spiegazione è analoga a quella che abbiamo discusso in precedenza con Sergent e colleghi (2013). Kentridge (2013, p. R71) ha osservato che il risultato di Sergent e colleghi "non invalida necessariamente la distinzione tra accesso e coscienza fenomenica, ma dà peso alla posizione alternativa, e forse più semplice, secondo cui la coscienza è solo coscienza". Siamo d'accordo con Kentridge (2013) e Cohen et al (2016) sul fatto che, sebbene distinguere tra coscienza fenomenica e coscienza di accesso sembri essere una distinzione utile, porta a strane situazioni in cui possiamo avere un'esperienza fenomenicamente cosciente che la nostra mente cosciente non ha. accesso a. Questo potrebbe essere riformulato per dire che possono esserci esperienze fenomenicamente coscienti che sono inconsce, un’idea che non ha molto senso per noi. Crediamo che tali distinzioni siano state postulate per risolvere alcuni dei problemi della coscienza, problemi che crediamo che la nostra teoria della memoria della coscienza possa spiegare senza la necessità di invocare la coscienza fenomenica e di accesso.

Consapevolezza

Ora possiamo capire perché è difficile controllare i nostri pensieri quando pratichiamo la consapevolezza. La nostra teoria è che la coscienza non si è sviluppata per consentirci di eseguire ragionamenti astratti di alto livello utilizzando il linguaggio, la logica, le abilità visuospaziali o altre capacità cognitive per consentirci di eseguire azioni intenzionali. Invece, la coscienza si è sviluppata per permetterci di ricordare eventi e informazioni, nonché di ricombinare in modo creativo e flessibile tali eventi e informazioni. Ipotizziamo che gran parte di questo ricordo – e anche la ricombinazione degli eventi e delle informazioni ricordati – possa avvenire senza controllo volontario sulla coscienza. In altre parole, possiamo percepire consapevolmente gli eventi e, in un secondo momento, immaginare consapevolmente la ricombinazione degli elementi di quegli eventi, anche se la ricombinazione è diretta da processi inconsci. Come sa chiunque abbia praticato la consapevolezza, può essere necessario un grande sforzo per mantenere l’attenzione cosciente su un singolo oggetto, perché, sosteniamo, non è per questo che la coscienza si è sviluppata.

Se consideriamo la consapevolezza dalla nostra nuova prospettiva, potremmo immaginare che si verifichino i seguenti processi. Viene generato inconsciamente un pensiero, forse di un incontro che stiamo anticipando più tardi oggi. La nostra attenzione è catturata da questo pensiero. A seconda degli obiettivi della nostra sessione di consapevolezza, potremmo accontentarci di essere semplicemente consapevoli a livello metacognitivo di questo pensiero, osservando con un certo distacco le diverse emozioni che il pensiero produce (ad esempio, l'eccitazione che l'incontro possa andare bene così come l'ansia che possa andare bene). andare male). Oppure possiamo tentare di spostare la nostra consapevolezza dall'incontro al respiro mentre cerchiamo di prestare attenzione consapevolmente all'aria che entra ed esce dalle nostre narici.

L'esperienza soggettiva della coscienza

Una delle conseguenze più interessanti della nostra teoria della memoria della coscienza è il modo in cui potrebbe spiegare alcuni aspetti dell'esperienza soggettiva della coscienza.

Flusso di coscienza

Riteniamo tutti che la metafora di James (1890) di un flusso di coscienza sia intuitivamente corretta, con il momento presente in cui ci troviamo nel fiume, gli eventi passati che scorrono progressivamente a valle e gli eventi futuri a monte che accadranno correndo verso di noi. Parte del potere di questa metafora è che è abbastanza lineare. Sappiamo però che il cervello elabora un’enorme quantità di informazioni in parallelo. Perché sperimentiamo gli eventi in modo seriale invece che nel modo parallelo in cui li elabora il cervello? Potremmo sostenere che ciò avviene perché è una proprietà del nostro sistema di memoria cosciente ricordare – e quindi sperimentare consapevolmente – gli eventi in modo seriale nel tempo. Una volta disaccoppiati gli input sensoriali in tempo reale dalla coscienza, non abbiamo più bisogno che i due vengano elaborati dal cervello nello stesso modo.

Crediamo anche che la nostra teoria della memoria della coscienza spieghi, almeno a un livello, perché gli eventi sono raggruppati insieme nel tempo in modo tale da sembrare continui. Ancora una volta, potremmo sostenere che fa parte dell'architettura neurale del nostro sistema di memoria cosciente immagazzinare e recuperare eventi che sono raggruppati insieme e contrassegnati con data e ora in un certo ordine.

Nel teatro cartesiano

A volte abbiamo l'esperienza intuitiva che noi, come sé coscienti, siamo seduti nella nostra testa – nel proverbiale teatro cartesiano – scrutando il mondo attraverso i nostri occhi, come se stessimo guardando un film. Crediamo che questa sensazione sia presente perché non stiamo sperimentando direttamente le nostre percezioni; stiamo sperimentando un ricordo delle nostre percezioni. Chi è questo omuncolo seduto nel teatro cartesiano? È il nostro sé cosciente che ricorda le nostre percezioni, decisioni e azioni. Perché si è sviluppato in questo modo? Crediamo che si sia sviluppato in questo modo per consentire la ricombinazione flessibile di eventi e informazioni precedenti attraverso l'immaginazione, come un regista che sposta le scene su uno storyboard.

Dobbiamo ora fare i conti con un regresso infinito di omuncoli seduti nei teatri cartesiani? Diremmo di no. Abbiamo un sé cosciente. Il nostro sé cosciente è seduto a teatro, per lo più passivamente, a guardare i ricordi delle esperienze. Le varie parti del nostro sé inconscio elaborano le informazioni in parallelo, a volte prestando attenzione a ciò che accade con il sé conscio, ma per lo più ignorandolo. Esiste un solo omuncolo cosciente. Si ferma proprio lì.

Coerente con le teorie di ordine superiore

Le teorie della coscienza di ordine superiore affermano che una mera rappresentazione di primo ordine (ad esempio, essere presentati con uno stimolo rosso) porterebbe alla coscienza solo se siamo in qualche modo consapevoli di avere quell'esperienza (cioè, essere consapevoli che stiamo vedendo rosso). ). Queste teorie affermano inoltre che le esperienze coscienti implicano un qualche tipo di consapevolezza interiore minima del proprio funzionamento mentale in corso a causa del monitoraggio o della rappresentazione della rappresentazione di primo ordine da parte di una rappresentazione di ordine superiore rilevante (Brown et al, 2019).

Sebbene la nostra teoria della memoria della coscienza differisca in molti modi dalle teorie della coscienza di ordine superiore, crediamo che la nostra teoria sia coerente con l'idea che non siamo coscienti dei meccanismi cerebrali di primo ordine che elaborano la presentazione di uno stimolo rosso di fronte a noi. dei nostri occhi e che diventiamo coscienti di questo stimolo solo quando (seduti nel teatro cartesiano) facciamo esperienza del ricordo della sua percezione. Pertanto, crediamo che la nostra teoria della memoria possa spiegare questo senso intuitivo secondo cui non sperimentiamo rappresentazioni del primo ordine direttamente, ma solo indirettamente. Le teorie di ordine superiore direbbero che la coscienza sta sperimentando rappresentazioni di ordine superiore delle rappresentazioni del primo ordine, mentre la nostra teoria della memoria direbbe che la coscienza sta ricordando le rappresentazioni del primo ordine.

Metafore risonanti

La nostra teoria della memoria della coscienza aiuta a spiegare perché alcune metafore risuonano con noi in modo intuitivo. Ora che comprendiamo perché il teatro cartesiano sembra naturale, possiamo capire perché l'allegoria della caverna di Platone risuona in noi. Non percepiamo direttamente il mondo reale; percepiamo solo ombre o riflessi del mondo reale attraverso la memoria. Allo stesso modo, ora che abbiamo compreso come sia il sentimento del teatro che l’apparenza seriale della realtà siano creati dal nostro sistema di memoria cosciente, possiamo capire perché le due metafore del film Matrix sono così potenti: il pensiero che non siamo veramente sperimentare direttamente il mondo e che il mondo è costituito da flussi di dati elaborati in modo massiccio e parallelo.

Cavallo e cavaliere

Vorremmo introdurre qui un'ulteriore metafora che cattura parte del modo in cui pensiamo al sé conscio e inconscio. Immagina il nostro cervello come un cavallo e un cavaliere insieme. Il nostro sé inconscio, il Sistema 1, è il cavallo, che ha il controllo del viaggio momento per momento che stiamo intraprendendo. Proprio come non abbiamo bisogno di fornire istruzioni dettagliate a un cavallo su come attraversare un campo roccioso o saltare un muretto, non abbiamo nemmeno bisogno di fornire istruzioni dettagliate al nostro inconscio su come trasportare una tazza piena di caffè caldo attraverso il cavallo. la stanza e scendere una rampa di scale: dobbiamo solo guardare la tazza e il nostro sé inconscio fa il resto. Il nostro sé cosciente, il Sistema 2, è il ciclista umano, che per lo più sta semplicemente andando a fare un giro. Il cavaliere può, ovviamente, fornire istruzioni al cavallo momento per momento o più generali, e il cavallo di solito è felice di accontentarsi.

Come avviene questa interazione tra il cavaliere cosciente e il cavallo inconscio? Metaforicamente, il cavaliere dice alcune parole, tira delicatamente le redini o stringe le gambe per far sapere al cavallo in che direzione vuole andare. Circa 500 ms dopo, il cavaliere può quindi percepire se il cavallo ha effettivamente preso la decisione desiderata e si è mosso nella direzione desiderata. Naturalmente a volte ci sono dei conflitti, ad esempio quando il cavallo vuole scendere per il sentiero facile ma il cavaliere vuole salire sulla montagna.

Com'è possibile che il nostro pilota del Sistema 2 possa prendere decisioni attente e ponderate? Beh, c'è il sole là fuori nelle pianure, quindi il ciclista indossa sempre un paio di occhiali da sole speciali. Questi occhiali da sole hanno uno schermo video ad alta tecnologia integrato. Questi occhiali da sole non hanno lenti, solo lo schermo integrato, uno schermo che ha un ritardo di circa 500 ms. In altre parole, il ciclista percepisce sempre il mondo guardando lo schermo, che mostra il mondo visivo un po' dopo l'accaduto. Ma questi occhiali da sole speciali consentono una varietà di opzioni sorprendenti: il ciclista può (a) guardare il mondo (tramite la memoria sensoriale) 500 ms dopo che è passato; (b) accedere a precedenti ricordi episodici autobiografici utilizzando un processo attivo, creativo e di costruzione della memoria; (c) accedere a informazioni semantiche precedenti; (d) conservare le informazioni sullo schermo in modo che possano essere manipolate nella memoria di lavoro; oppure (e) utilizzare una combinazione di queste caratteristiche per immaginare in modo flessibile e creativo possibili risultati futuri.

Di fronte a un problema difficile, il cavaliere può utilizzare tutti questi strumenti per trovare una o più soluzioni possibili, che il cavaliere poi comunica al cavallo, e il cavallo prende la decisione effettiva, che può o meno essere la stessa. come suggerito dal cavaliere. Si noti che poiché il cavaliere percepisce sempre il mondo 500 ms dopo l'accaduto, il cavaliere dipende dal cavallo per prendere decisioni senza il contributo del cavaliere ogni volta che sono necessarie decisioni rapide, del Sistema 1.

Oh, e c'è solo un altro problema relativo a questi occhiali da sole speciali che deve essere menzionato: le immagini provengono dal cavallo. Il cavallo ha il controllo dei video che gli occhiali da sole mostrano al cavaliere. Possiamo pensare a questa parte della metafora come a una spiegazione del ritardo di 500-ms che il ciclista sperimenta quando percepisce il mondo. Ma il cavallo è anche responsabile della visione del mondo da parte del cavaliere, dei precedenti ricordi episodici autobiografici, delle informazioni semantiche, della memoria di lavoro o dell'immaginazione. Come sempre, il cavaliere può comunicare al cavallo quali immagini desidera vedere, ma non sempre il cavallo obbedisce, o perché non può, o perché desidera mostrare al cavaliere un'altra immagine. Questo è il motivo per cui la consapevolezza è così difficile; il cavallo ha una mente propria.

Per riassumere questa metafora, consideriamo il ciclista (con i suoi occhiali da sole) come il sistema di memoria cosciente: ricorda piuttosto che percepire, decidere e agire direttamente. Riteniamo che questo sistema di memoria conscia sia sempre stato coinvolto nel fornire informazioni che potrebbero essere utilizzate dal cervello inconscio per prendere decisioni informate da eventi e informazioni passati. Attraverso la continua evoluzione, crediamo che il sistema di memoria cosciente abbia sviluppato capacità aggiuntive negli esseri umani come descritto sopra. Il cavallo, invece, rappresenta tutti i processi cerebrali inconsci.

Limitazione di queste spiegazioni dell'esperienza soggettiva della coscienza

Desideriamo affermare chiaramente che siamo ben consapevoli che le nostre cosiddette spiegazioni dell'esperienza soggettiva della coscienza non iniziano nemmeno ad affrontare il difficile problema della coscienza: come un insieme di neuroni e tessuto cerebrale di supporto produce esperienza soggettiva. Ci auguriamo, tuttavia, che la nostra comprensione leggermente migliorata della fenomenologia dell’esperienza soggettiva della coscienza possa aiutare altri ricercatori a cercare nei posti giusti e a fare gli esperimenti giusti per affrontare il difficile problema. Il nostro suggerimento è di concentrarsi sul sistema di memoria cosciente.

Pazienti con lesioni

La nostra teoria della memoria della coscienza rende facile comprendere come gli individui con agnosia appercettiva visiva e gli individui con vista cieca possano spesso rispondere correttamente ai compiti visivi nonostante manchino di consapevolezza cosciente degli oggetti visivi e di altri stimoli. Sebbene gli aspetti visivi del loro sistema di memoria cosciente non funzionino correttamente, tanto che la loro memoria sensoriale e di lavoro sono compromesse (il che significa che le percezioni non entrano nella coscienza), il loro sé inconscio può ancora percepire gli stimoli e rispondere di conseguenza.

Il ruolo causale della coscienza e il modo in cui la coscienza contribuisce al successo evolutivo

Abbiamo sostenuto che la coscienza non si è sviluppata per svolgere un ruolo causale diretto nelle decisioni e nelle azioni e si è invece sviluppata come parte del sistema di memoria cosciente. Tuttavia, come suggerisce la metafora del cavallo e del cavaliere, crediamo che, negli esseri umani moderni – e probabilmente anche in molti altri animali – la coscienza sia essenziale per prendere buone decisioni e intraprendere azioni adeguate. La coscienza consente al sistema 2 (il ciclista) di utilizzare la memoria di lavoro e tutte le informazioni autobiografiche e semantiche precedenti per prendere decisioni importanti. La coscienza è quindi estremamente importante per il successo evolutivo: senza coscienza, le decisioni del Sistema 2 non potrebbero essere prese. Se non avessimo coscienza, potremmo ancora prendere decisioni, ma sarebbero sempre decisioni rapide, decisioni del Sistema 1 (solo cavallo). La coscienza ci consente di prendere decisioni lente e attentamente ponderate relative al Sistema 2. Discuteremo questi problemi in modo più dettagliato più avanti quando discuteremo le implicazioni della nostra teoria della memoria della coscienza.

La coscienza non è epifenomenica

Anche se abbiamo sostenuto che la memoria cosciente è importante per l’evoluzione, non abbiamo ancora discusso se l’effettiva esperienza soggettiva della coscienza sia epifenomenica. Crediamo che l'esperienza soggettiva sia una proprietà intrinseca del sistema di memoria cosciente e che dire che possiamo avere l'una senza l'altra sarebbe analogo a dire che possiamo avere il movimento molecolare senza calore. Proprio come ½MV2=3 2/KT, crediamo che l'uso del sistema di memoria cosciente produca esperienza soggettiva. Come accennato in precedenza, non abbiamo la risposta a questo difficile problema della coscienza, ma speriamo che la nostra teoria sposterà il campo verso la ricerca di quella risposta.

CORRELATI NEUROANATOMICI E DISTURBI DELLA COSCIENZA

Come ci si potrebbe aspettare dalla nostra esperienza in filosofia, psicologia sperimentale, neuroscienza cognitiva e neurologia, la nostra ipotesi sui correlati neuroanatomici della coscienza si riferisce alle regioni e alle strutture del cervello e non alle cellule sottostanti, agli insiemi cellulari o alle oscillazioni neurali (ad esempio, Lou et al. al, 2017). Comprendiamo che le microstrutture cellulari e molecolari possono essere cruciali per acquisire una piena comprensione delle basi neurofisiologiche della coscienza, compreso il problema difficile. Ancora una volta, speriamo che questa discussione su quelle che consideriamo le regioni e le strutture chiave del cervello aiuti gli altri ad approfondire e raggiungere una comprensione più completa del difficile problema. Poiché gran parte della nostra discussione sui possibili correlati neuroanatomici della coscienza riguarda individui con vari disturbi cerebrali, considereremo insieme questi due argomenti.

Altre teorie sui correlati neuroanatomici della coscienza

Attualmente esistono quattro principali teorie che fanno previsioni riguardanti i correlati neurali della coscienza: teoria dell'elaborazione ricorrente (Lamme, 2015, 2018), teoria dello spazio di lavoro neuronale globale (Mashour et al, 2020), teoria dell'informazione integrata (Tononi et al, 2016), e teoria del pensiero di ordine superiore (Brown et al, 2019). Alcune di queste teorie affrontano specificamente il problema difficile, mentre altre, come la nostra, cercano solo di indicare la strada verso possibili soluzioni. Come sottolineato da Yaron et al (2022), ciascuna di queste quattro teorie enfatizza regioni corticali ampiamente diverse come fondamentali per la coscienza.

Teoria dell'elaborazione ricorrente

La teoria dell'elaborazione ricorrente suggerisce che l'elaborazione cosciente dipende da connessioni orizzontali e cicli ricorrenti tra le regioni del cervello inferiore e superiore che si estendono nel tempo e nello spazio e coinvolgono cambiamenti mediati da attivazioni di feedback dipendenti dall'NMDA (Lamme, 2015). Le regioni corticali posteriori associate all'elaborazione visiva delle informazioni sono enfatizzate, con la corteccia prefrontale che contribuisce, ma non è essenziale, all'elaborazione cosciente (Lamme, 2018).

Teoria dello spazio di lavoro neuronale globale

Derivando dalla teoria dello spazio di lavoro globale (Baars, 2005; descritta in precedenza), la teoria dello spazio di lavoro neuronale globale propone che i processi coscienti si verificano quando le informazioni in processori specializzati entrano in una rete cerebrale riverberante su larga scala di aree corticali di alto livello collegate da lunghi I circuiti rientranti a distanza si accendono e si accendono, consentendo l'accesso globale da parte di altri processori specializzati (Mashour et al, 2020). Le aree corticali parietale e prefrontale sono fondamentali per instradare le informazioni tra altri processori corticali. A livello neuronale, le grandi cellule piramidali negli strati corticali II/III e V svolgono un ruolo chiave nei correlati neuroanatomici della coscienza.

Teoria dell'informazione integrata

La teoria integrata dell'informazione tenta di affrontare direttamente il difficile problema partendo dalle proprietà fenomeniche essenziali dell'esperienza e deduce postulati sulle caratteristiche richieste al suo substrato fisico (Tononi et al, 2016). Fornisce inoltre una quantità matematica di informazioni integrate che forniscono una misura del grado di coscienza di qualsiasi sistema. I lobi occipitale e parietale sono considerati critici e sufficienti per l'esperienza cosciente.

Teorie di ordine superiore

Come introdotto in precedenza, le teorie di ordine superiore postulano che una rappresentazione di primo ordine, come la consapevolezza di una rosa, non sarebbe sufficiente affinché possa sorgere l’esperienza cosciente. Un organismo deve essere in qualche modo consapevole di se stesso come se si trovasse in uno stato del primo ordine per esserne cosciente. I sostenitori delle teorie di ordine superiore considerano la corteccia prefrontale importante per la percezione cosciente (Brown et al, 2019).

Correlati neuroanatomici del sistema di memoria cosciente

Dopo aver esaminato alcune delle principali teorie che suggeriscono quali regioni del cervello siano importanti per la coscienza, enunceremo ora la nostra ipotesi, che poi lavoreremo per supportare. Poiché sosteniamo che il sistema di memoria cosciente supporta sia la coscienza che tutte le forme di memoria esplicita, ipotizziamo che i correlati neuroanatomici della coscienza siano le strutture neuroanatomiche coinvolte in tutte le forme di memoria esplicita.

Quali strutture sono coinvolte nella memoria esplicita? L'ippocampo dovrebbe certamente essere incluso insieme alle strutture correlate, come la vicina corteccia entorinale e peririnale, nonché il circuito di Papez, compreso il fornice, i corpi mammillari e il nucleo anteriore del talamo. Vorremmo anche sostenere che la corteccia cerebrale è necessaria per la memoria esplicita. Potremmo pensare immediatamente alla corteccia temporale inferolaterale per la memoria semantica, e poi forse alla corteccia frontale e parietale per la memoria di lavoro, comprese le regioni coinvolte nella rete modalità predefinita, come la corteccia prefrontale mediale, la corteccia cingolata posteriore, il precuneo e giro angolare (ad esempio, Zheng et al, 2021). Ma adottiamo il punto di vista sostenuto da Murray et al (2020, p. 2) nel loro libro The Evolutionary Road to Human Memory. Sostengono che l'intera corteccia cerebrale è importante per la memoria, scrivendo:

A nostro avviso ogni area corticale contribuisce alla memoria, ciascuna in modo specializzato. Mentre i nostri antenati viaggiavano lungo le loro traiettorie evolutive, le aree corticali si accumulavano nel tempo; e, in ogni caso, ciò è avvenuto per la stessa ragione fondamentale: trascendere i problemi e sfruttare le opportunità che questi animali hanno dovuto affrontare nel loro tempo e luogo.

The Evolutionary Road to Human Memory (Murray et al, 2020) fornisce un meraviglioso riassunto delle lesioni cerebrali animali e umane e studi di neuroimaging che supportano l'idea che tutte le strutture corticali non solo sono coinvolte, ma sono fondamentali per uno specifico tipo di memoria necessaria per un tipo specifico di compito, che si tratti di navigare nella natura selvaggia, distinguere i suoni di prede e predatori o riconoscere i volti.

Noi sosteniamo non solo che ogni regione corticale contribuisce alla memoria, ma che ciascuna di esse contribuisce anche a uno specifico dominio di consapevolezza cosciente. Ad esempio, riteniamo che le seguenti ipotesi siano probabilmente corrette:

Le aree visive nella corteccia occipitale sono necessarie per la coscienza visiva, comprese le immagini visive.

La corteccia uditiva nella corteccia temporale superiore è necessaria per la coscienza uditiva.

La corteccia parietale (in particolare dell'emisfero non dominante) è necessaria per la consapevolezza cosciente dello spazio (in particolare sul lato controlaterale).

La corteccia somatosensoriale primaria nel giro postcentrale del lobo parietale è necessaria per alcuni sottodomini della coscienza sensoriale come la grafestesia (identificazione di numeri o lettere scritte sulla pelle) e la stereognosi (identificazione di oggetti mediante il tatto).

La corteccia motoria primaria nel giro precentrale del lobo frontale è necessaria per la consapevolezza cosciente dei movimenti motori fini utilizzati per suonare strumenti musicali, infilare aghi ed eseguire altri compiti delicati.

I campi oculari frontali sono necessari per la consapevolezza cosciente dei movimenti oculari.

L'area di Broca è necessaria per la consapevolezza cosciente del nostro discorso, sia esso vocalizzato o semplicemente "nella nostra testa".

La corteccia insulare è necessaria per la consapevolezza cosciente del nostro corpo.

Le aree della corteccia prefrontale che facilitano il pensiero complesso, la memoria di lavoro, la risoluzione dei problemi e il giudizio sono necessarie per la consapevolezza cosciente che deriva da queste capacità di livello superiore.

Il lavoro di Gazzaniga (2015) e altri con pazienti con cervello diviso ha dimostrato che quando il corpo calloso viene reciso, l'individuo può rimanere con due coscienze separate in un cervello che, apparentemente, lavorano insieme perfettamente senza alcuna apparente difficoltà funzionale o conflitto (o, almeno, non più conflitto interno di quello che ognuno di noi ha di tanto in tanto con il proprio cervello indiviso). Crediamo che qualcosa di analogo avvenga non solo con gli emisferi sinistro e destro ma anche con ciascuna regione della corteccia.

Suggeriamo inoltre che ciascuna regione della corteccia sia autonomamente cosciente e che la sua isola di coscienza non dipenda da alcun esecutivo centrale o altra regione. Cioè, la regione corticale minimamente sufficiente necessaria per la consapevolezza cosciente può essere qualsiasi regione corticale, sia essa una regione sensoriale che consente la percezione cosciente, una regione motoria che consente il movimento cosciente o una regione associativa che consente un qualche tipo di pensiero multimodale. Riteniamo che debba essere così perché, per quanto ne sappiamo, non esiste un'unica regione corticale (unilaterale o bilaterale) che, una volta rimossa, renda l'individuo incosciente. Pertanto, sosteniamo che la consapevolezza cosciente visiva nella corteccia occipitale è indipendente dalla coscienza uditiva nella corteccia temporale superiore, ed entrambe sono indipendenti dalla consapevolezza cosciente e dalla guida dei movimenti motori che si verificano nella corteccia frontale.

Qual è la prova a sostegno di questa ipotesi secondo cui qualsiasi regione corticale può essere autonomamente cosciente? In gran parte, deriva dall’esperienza di lavoro con diverse migliaia di pazienti che hanno avuto ictus o malattie neurodegenerative che hanno colpito ogni parte della corteccia ed è supportato dalla letteratura sui pazienti umani. È ben noto che il danno alle strutture sottocorticali che fanno parte del sistema di attivazione reticolare (come porzioni del mesencefalo e del talamo) può portare allo stato di incoscienza (ad esempio, Kinney et al, 1994), ma, ancora una volta, non conosciamo alcun danno corticale regioni che portano allo stato di incoscienza quando sono danneggiate. In effetti, potrebbe essere che alcune di queste strutture del sistema di attivazione reticolare sottocorticale (come il talamo) agiscano come un hub, commutando tra diverse regioni corticali coscienti.

La letteratura a sostegno della nostra visione secondo cui (a) la distruzione di nessuna regione corticale (anche diffuse regioni frontali o occipitali/parietali) porta all'incoscienza ma (b) praticamente tutte le regioni corticali contribuiscono alla coscienza è stata ben esaminata dalle teorie corticali anteriori rispetto a quelle posteriori della coscienza (Boly et al, 2017; Michel e Morales, 2020; Odegaard et al, 2017). Riteniamo che la nostra teoria possa conciliare le opinioni sostenute dai fronti opposti e da quelli posteriori.

Ad esempio, se le regioni posteriori del cervello sono fondamentali per la coscienza, come suggerito dalla teoria dell’elaborazione ricorrente e dalla teoria dell’informazione integrata, come mai i pazienti con atrofia corticale posteriore o ictus occipitale e parietale bilaterale non sono incoscienti? Questi pazienti hanno sicuramente deficit di consapevolezza cosciente, ma non diremmo mai che siano inconsci. Allo stesso modo, se la corteccia prefrontale è fondamentale per la coscienza, come suggerito dalla teoria dello spazio di lavoro neuronale globale e dalle teorie di ordine superiore, che dire dei pazienti con variante comportamentale di demenza frontotemporale o ictus frontale bilaterale? Non c'è dubbio che la coscienza di questi pazienti sia compromessa, ma non diremmo che siano la manifestazione fisica di zombie filosofici inconsci che sembrano avere un mondo interiore cosciente quando invece non ne hanno. Crediamo che possano sperimentare consapevolmente la bellezza di un tramonto così come chiunque altro. Quale gruppo di pazienti non è cosciente (oltre a quelli con danno al sistema di attivazione reticolare)? Riteniamo che si tratti di individui con disfunzione corticale diffusa o diffusa. Questi individui svegli ma non coscienti vengono descritti come affetti da encefalopatia o delirio.

Quanto dovrebbe essere grande esattamente una regione corticale per supportare una qualche forma di coscienza indipendente? Non conosciamo la risposta, ma suggeriremo alcuni metodi per affrontare questa domanda in Direzioni future.

Si noti, tuttavia, che non stiamo dicendo che l'unica funzione della corteccia sia quella di fornire consapevolezza cosciente di modalità specifiche. La corteccia svolge certamente molto lavoro aggiuntivo che è coinvolto esclusivamente nell'elaborazione inconscia delle informazioni.

Sottolineeremo anche che dire che l'intera corteccia è coinvolta nella coscienza non è la stessa cosa che dire che l'intero cervello è coinvolto nella coscienza. Per quei lettori che pensano che la corteccia sia più o meno sinonimo di cervello, si tenga presente che sebbene la corteccia cerebrale comprenda l'82% della massa del cervello umano, contiene solo 16 miliardi (19%) della {{3 }} miliardi di neuroni presenti nel cervello (Herculano-Houzel, 2009).

Passiamo ora a una breve rassegna di alcune delle principali regioni e strutture del cervello coinvolte nel sistema di memoria cosciente, insieme ad alcuni dei disturbi neurologici rilevanti che compromettono la coscienza in un modo o nell'altro.

Ippocampo, strutture correlate e individui con amnesia

Quando consideriamo l'ippocampo, in genere consideriamo anche sia le strutture vicine del lobo temporale mediale come la corteccia entorinale e peririnale, sia le strutture anatomicamente connesse come il fornice, i corpi mammillari e il nucleo anteriore del talamo. Che si tratti di malattie neurodegenerative, infezioni, infiammazioni, ictus, convulsioni o interventi chirurgici, gli effetti cognitivi del danno all’ippocampo e alle strutture correlate sono ben noti. Si verifica invariabilmente un'interruzione della memoria episodica, che porta ad amnesia anterograda e in parte retrograda. La coscienza, almeno nel senso comune del termine, non sembra essere disturbata da danni all'ippocampo e alle strutture correlate. Gli individui con tale danno possono certamente sperimentare consapevolmente molte percezioni, decisioni e azioni.

Tuttavia, gli individui con danni all’ippocampo e alle strutture correlate mostrano danni in diversi aspetti della cognizione che secondo noi sono legati alla coscienza. In primo luogo, gli individui con danni all'ippocampo in genere perdono la capacità di percepire consapevolmente sottili differenze nelle scene visive, e gli individui con danni alla corteccia peririnale vicina in genere perdono la capacità di percepire consapevolmente sottili differenze nei volti (Mundy et al, 2013). In secondo luogo, questi individui mostrano una ridotta capacità di immaginare il futuro (Addis et al, 2009) e quindi di pianificarlo. In terzo luogo, perdendo la capacità di formare nuovi ricordi episodici, questi individui perdono la capacità di aggiornare il proprio senso di sé. Consideriamo la capacità di immaginare il futuro e di aggiornare il proprio senso di sé come aspetti importanti della coscienza.

Infine, ipotizziamo che la coscienza sarebbe quasi certamente compromessa se l’ippocampo e le strutture correlate fossero completamente assenti fin dalla nascita. Sebbene gli studi abbiano dimostrato che gli individui con danni perinatali ad alcune regioni dell'ippocampo sviluppano una memoria semantica normale e non mostrano alcun evidente deterioramento della coscienza (Elward e Vargha-Khadem, 2018), riteniamo che la coscienza non sarebbe normale negli individui con completa assenza o completa disfunzione dell'ippocampo e delle strutture correlate sin dalla nascita.

Corteccia occipitale, sistema visivo, sindrome di Anton, vista cieca

Abbiamo descritto in precedenza come individui con danni alla corteccia occipitale che portano ad agnosia appercettiva visiva o cecità emicampo possono talvolta eseguire inconsciamente compiti che dipendono dalla vista anche se non possono eseguire il compito con consapevolezza cosciente. Riteniamo che questi casi supportino l'idea che sia la corteccia visiva nei lobi occipitali a fornire la consapevolezza cosciente della visione.
Gli individui con danni bilaterali all'intera corteccia occipitale, che portano alla completa cecità corticale, possono negare di essere ciechi (sindrome di Anton o Anton-Babinski), che è una forma di anosognosia o inconsapevolezza del loro deficit (Das e Naqvi, 2022). Riteniamo che questa sindrome sia un esempio di un fenomeno generale per cui la regione del cervello che genera un aspetto specifico della coscienza – in questo caso, la percezione visiva e le immagini visive – è la stessa parte responsabile della consapevolezza se quell’aspetto della coscienza è presente, assente o distorto. Prevediamo che la sindrome di Anton non sarebbe presente se il danno al sistema visivo colpisse i percorsi prima dei lobi occipitali (come gli occhi, i nervi ottici, i tratti, le radiazioni o i nuclei genicolati laterali). Pertanto, riteniamo che il fenomeno della sindrome di Anton supporti l’idea che la coscienza visiva sia presente nella corteccia occipitale.

Corteccia parietale, negligenza spaziale e momento di raccoglimento "Aha".

Il lobo parietale svolge un ruolo importante nell'attenzione o nella consapevolezza di un lato del mondo. Sebbene entrambi i lobi parietali contribuiscano alla consapevolezza sia del lato sinistro che di quello destro, il danno al lobo parietale dell'emisfero dominante nel linguaggio (solitamente sinistro) produce tipicamente una lieve e temporanea perdita di consapevolezza (o abbandono) del lato destro controlaterale, mentre il danno al lobo parietale non dominante (solitamente destro) produce tipicamente una trascuratezza prominente e talvolta permanente del lato sinistro controlaterale (Mesulam, 1999).

La negligenza si verifica più comunemente per gli stimoli sensoriali localizzati nello spazio, come gli stimoli visivi e tattili. Gli individui con negligenza potrebbero non notare il cibo nella metà sinistra del piatto, potrebbero avere difficoltà a prestare attenzione a qualcuno che sta parlando con loro alla loro sinistra e potrebbero non notare un tocco sulla parte sinistra del loro corpo.

Ciò che colpisce particolarmente negli individui con danni al lobo parietale destro e negligenza sinistra è il fatto che in genere sono completamente inconsapevoli del fatto che manca la parte sinistra del mondo. Come nella sindrome di Anton, gli individui con negligenza presentano anosognosia e non sono consapevoli del proprio deficit. Riteniamo che la negligenza indotta dal danno parietale supporti l’idea che la consapevolezza spaziale (coscienza) di un lato del mondo sia presente nella corteccia parietale, in particolare nell’emisfero non dominante.

Anche altre funzioni del lobo parietale possono essere rilevanti per la coscienza. Ad eccezione della corteccia retrospleniale, non è noto che il danno ai lobi parietali comprometta la memoria episodica. Tuttavia, praticamente ogni compito di memoria di riconoscimento valutato con fMRI o potenziali legati agli eventi (ERP) produce l'attivazione della corteccia parietale (Simons et al, 2008). Come conciliare questa discrepanza? Rispondiamo che il cosiddetto effetto parietale vecchio-nuovo (in cui oggetti già visti o vecchi mostrano una maggiore attivazione parietale rispetto a oggetti nuovi o nuovi) fa parte del correlato neurale della consapevolezza cosciente che un oggetto è stato visto prima. È quel momento in cui pensiamo consapevolmente: "Sì, me lo ricordo" (Ally et al, 2008).

Corteccia frontale, sistema motorio e sindrome corticobasale

Per quanto riguarda la coscienza e la corteccia frontale, cominciamo col notare che la negligenza si verifica anche per i movimenti e le attività dopo un danno alla corteccia motoria supplementare (Laplane e Degos, 1983). Gli individui con questo tipo di danno potrebbero abbandonare il lavaggio, la rasatura o la spazzolatura dei capelli su un lato. Allo stesso modo, gli individui con danni ai campi oculari frontali mostrano tipicamente una forma di negligenza in quanto hanno difficoltà a spostare volontariamente gli occhi dal lato opposto. Riteniamo che queste forme motorie di negligenza supportino l’idea che i lobi frontali siano importanti per il controllo cosciente dei movimenti e delle attività.

Alcuni individui con lesioni cerebrali sperimentano un bizzarro delirio in cui non riconoscono o credono che il loro arto paralizzato non possa muoversi (cioè anosognosia) o addirittura che faccia parte del loro corpo (cioè somatoparafrenia). Le regioni cerebrali implicate nella somatoparafrenia comprendono porzioni dell'insula e dei giri frontali medio e inferiore (Gandola et al, 2012). Pertanto, la consapevolezza cosciente del movimento, e persino la consapevolezza che una parte del corpo ci appartiene, possono essere correlate al corretto funzionamento corticale.

Alcuni individui con sindrome corticobasale sperimentano fenomeni di arto alieno, in cui un arto interessato sembra muoversi da solo, senza controllo cosciente. Abbiamo visto pazienti in cui l'arto solitamente inutile può sollevarsi e compiere movimenti semplici. Quando il paziente esegue compiti che normalmente richiederebbero due mani, come allacciare i lacci delle scarpe, l'arto inutile può talvolta essere indotto ad aiutarlo, cosa che poi può fare facilmente e automaticamente (osservazione AEB). Sebbene gli individui con sindrome corticobasale mostrino un coinvolgimento dei gangli della base oltre alla corteccia, l'atrofia e/o l'ipometabolismo della corteccia frontale e parietale è prominente e generalmente rilevabile negli studi di imaging cerebrale. Questo fenomeno supporta l'idea dell'importanza della corteccia nel controllo motorio cosciente.

Gli individui con demenza frontotemporale variante comportamentale mostrano atrofia e/o ipometabolismo di varie regioni della corteccia frontale, portando a problemi comportamentali. Molti di questi individui dimostrano un comportamento di utilizzo, che si verifica quando gli individui vedono uno strumento e iniziano automaticamente a utilizzarlo. Un individuo può prendere un paio di forbici e iniziare a tagliare o una penna e iniziare a scrivere. Consideriamo il comportamento di utilizzo come un esempio di danno alla corteccia frontale, che porta a un controllo cosciente compromesso del comportamento ma a azioni inconsce preservate. Esistono molti altri esempi di danni ai lobi frontali che portano alla perdita del controllo cosciente del comportamento (ad esempio Phineas Gage [Damasio et al, 1994]), che non esamineremo qui.

L'apatia è un sintomo molto comune negli individui con vari danni alla corteccia prefrontale. Qui, vorremmo sostenere che alcune delle cosiddette funzioni del lobo frontale superiore, come la pianificazione e il ragionamento astratto, sono compromesse perché la consapevolezza cosciente e il controllo di tali funzioni sono stati compromessi. Non realizzare consapevolmente che si dovrebbe pianificare e agire porta all’apatia.

Lobi temporali, corteccia uditiva, corteccia temporale inferolaterale, nomi, parole e significato

Aspetti importanti della corteccia del lobo temporale includono parti dell'insula, della corteccia uditiva e la vasta riserva di informazioni che comprende la memoria semantica. Gli individui con danni alla corteccia uditiva bilaterale perdono la consapevolezza cosciente dei suoni ma possono comunque reagire ad essi, un fenomeno considerato analogo alla vista cieca (Cavinato et al, 2012). Studi sugli animali hanno dimostrato sperimentalmente che il danno alla corteccia uditiva bilaterale non modifica necessariamente i comportamenti in risposta ai suoni (Floody et al, 2010). Pertanto, abbiamo la prova che la corteccia uditiva è coinvolta nella consapevolezza cosciente dei suoni in un modo coerente con la nostra ipotesi.

Le prove provenienti sia dall'imaging che da individui con lesioni cerebrali suggeriscono che la corteccia temporale inferolaterale è fondamentale per la consapevolezza cosciente dei nomi di persone, animali e strumenti (Damasio et al, 1996). Inoltre, sebbene il danno unilaterale al lato sinistro possa impedire l’accesso solo ai nomi di tali oggetti, il danno bilaterale può portare a una completa perdita della conoscenza di animali, piante e oggetti creati dall’uomo. Gli individui affetti da malattie neurodegenerative, tra cui la demenza semantica e il morbo di Alzheimer (AD), spesso sperimentano questa perdita di conoscenza nelle fasi successive – non sapendo cosa sia un coniglio, una zucca o un telecomando – che, secondo noi, è la perdita di un forma di consapevolezza o coscienza degli elementi. Inoltre, anche molto presto nel corso della malattia, una volta che il concetto di un oggetto è stato completamente perso dalla memoria semantica, gli individui con questi deficit di memoria semantica non sono consapevolmente consapevoli che qualcosa non va, credono semplicemente che potrebbero non averlo mai fatto. hanno riscontrato gli elementi mancanti e quindi non ne sono a conoscenza.

Proprietà della corteccia che supportano la coscienza

Ci auguriamo di aver dimostrato che ciascuna area corticale contribuisce alla specifica consapevolezza cosciente correlata alla funzione di quell'area corticale e che la distruzione di qualsiasi area corticale interromperà o abolirà il dominio della coscienza che era supportato da quell'area senza interrompere altri. domini della coscienza. La nostra ipotesi che tutte le regioni corticali contribuiscano alla coscienza è coerente con un recente studio di neuroimaging che ha confrontato il riconoscimento degli oggetti consci con quelli inconsci e ha trovato aree diffuse di coinvolgimento corticale durante il riconoscimento degli oggetti consci (Levinson et al, 2021).

La nostra ipotesi anatomica fornisce anche un modo per conciliare le diverse previsioni fatte dalle quattro principali teorie della coscienza riguardo a quali regioni corticali siano più importanti (vedi Yaron et al, 2022, per la revisione), sostenendo che lo sono tutte, ma nessuna è critica. Non stiamo insinuando che le strutture sottocorticali non siano necessarie per la coscienza – lo sono certamente – ma non sono sufficienti per la coscienza. Inoltre, le strutture sottocorticali non contengono la necessaria architettura neuronale che consenta il verificarsi della fenomenologia o dei qualia della coscienza.

Anche se consideriamo l’architettura della corteccia cerebrale come l’unità di complessi neuronali che consente alla coscienza di manifestarsi, non è chiaro come esattamente la coscienza abbia origine dalla corteccia. Lasceremo ad altri il compito di determinare se la coscienza è correlata ai neuroni del fuso (noti anche come neuroni di von Economo) presenti nello strato V, ai neuroni piramidali a ciuffo spesso nello strato VB, alle cellule in gran parte piramidali nello strato corticale II/III, ad altri tipi neuronali o nessuno di questi. Può darsi che gli insiemi di neuroni siano l’unità della coscienza e che osservare le singole cellule per comprendere la coscienza sia simile allo studio della natura dei quark all’interno dei neutroni degli atomi di ferro per capire perché la limatura di ferro è attratta dai magneti. Pertanto, è possibile che concetti come l’indice di complessità delle perturbazioni (PCI) che valutano l’integrità delle reti cerebrali saranno fondamentali per comprendere la coscienza (Koch et al, 2016).

Supponendo che gli insiemi di neuroni nella corteccia costituiscano l'unità della coscienza, quanti strati della corteccia sono necessari? È cosciente solo una corteccia a strati 6-o è sufficiente una corteccia a strati 5-, 4- o 3-? Può un'allocorteccia 3-stratificata produrre una coscienza percettiva o emotiva di "basso livello", mentre una neocorteccia 6-stratificata è necessaria per l'autocoscienza di livello superiore e il ragionamento astratto? Poiché la nostra teoria della memoria della coscienza sostiene che la coscienza si sviluppa come parte del sistema di memoria cosciente, che include la memoria episodica basata sull'ippocampo, ipotizziamo che una certa consapevolezza cosciente sia presente anche nell'allocorteccia.

Qualunque sia la risposta corretta, vorremmo sostenere che la nostra mancanza di comprensione di come esattamente la corteccia produce la coscienza non ci impedisce di utilizzare questa ipotesi del coinvolgimento della corteccia nella coscienza per discutere alcune implicazioni, cosa che faremo ora.

IMPLICAZIONI

La nostra teoria della memoria della coscienza, con le regioni della corteccia cerebrale come unità fondamentali che consentono la consapevolezza cosciente, porta a diverse implicazioni su quali animali sono coscienti, quali disturbi neurologici e psichiatrici possono compromettere la coscienza e come funzionano la mente conscia e il cervello inconscio. insieme giorno per giorno, minuto per minuto e secondo per secondo. Queste implicazioni, a loro volta, sollevano implicazioni etiche, di cui parleremo anche brevemente.

Menti animali

Nella sezione precedente, abbiamo ipotizzato che la consapevolezza cosciente delle percezioni e delle emozioni di base possa essere presente con un'allocorteccia 3- o 4-stratificata, mentre abilità coscienti come la risoluzione dei problemi possono richiedere un 6- neocorteccia stratificata.

La coscienza nei mammiferi

Poiché tutti i mammiferi hanno una neocorteccia (Kaas, 2019), sosteniamo che tutti i mammiferi siano coscienti. Parallelamente alle loro differenze nella struttura corticale, crediamo che la coscienza dei topi differisca nella sua complessità da quella di un cane, che differisce da quella di uno scimpanzé, che differisce da quella di un essere umano. Ad esempio, Pine et al (2021, p. 701) hanno esaminato alcuni dei cambiamenti nella neuroanatomia tra primati non umani e umani, come l'espansione delle aree di associazione omotipiche e dell'ippocampo e il modo in cui queste espansioni sono correlate a "(i) un senso soggettivo di partecipare e rivivere eventi ricordati; e (ii) una capacità illimitata di immaginare dettagli di eventi futuri." Sebbene siamo certamente d'accordo sul fatto che gli esseri umani abbiano sviluppato queste capacità in misura maggiore rispetto a tutte le altre specie, crediamo anche che tutti i mammiferi abbiano una certa consapevolezza cosciente di (cioè memoria per) percezioni, decisioni e azioni. Vedi Carruthers (2015) per un argomento simile, anch'esso basato sull'omologia neuroanatomica.

Ciò significa che tutti i mammiferi hanno capacità di memoria cosciente simili a quelle umane per viaggiare mentalmente nel tempo? Suddendorf e Corballis (2007, p. 307) hanno sostenuto che ci sono poche prove che suggeriscano che i mammiferi non umani abbiano sviluppato questa capacità mentale di viaggiare nel tempo, almeno nello stesso modo in cui lo fanno gli umani, affermando: "Noi sosteniamo che i dati finora continuano per suggerire che il viaggio mentale nel tempo è esclusivo degli esseri umani." Sebbene non contestiamo la loro affermazione, vorremmo comunque sostenere che i mammiferi non umani possiedono una qualche forma di memoria cosciente che consente loro di avere una consapevolezza cosciente che fornisce loro vantaggi evolutivi, come la capacità di determinare l'ordine temporale (Eichenbaum et al, 2005). ).

Che ne dici del test di autoriconoscimento dello specchio? In questo test, agli animali viene applicata una macchia di colore sulla testa quando sono anestetizzati o comunque inconsapevoli della sua applicazione, in un punto che possono vedere solo in uno specchio, come la fronte. Se l'animale si guarda allo specchio e cerca la macchia o cerca di cancellarla, allora sappiamo che l'animale si riconosce allo specchio. Altrimenti presumiamo che l'animale non si renda conto di essere lui stesso allo specchio.

Sebbene sia stato dimostrato che diversi mammiferi superano questo test, tra cui le quattro grandi scimmie, i delfini tursiopi e gli elefanti asiatici (de Waal, 2019), la maggior parte degli altri mammiferi non lo hanno fatto, compresi i nostri compagni felini e canini (sebbene i cani possano superare una versione olfattiva del test [Horowitz, 2017]). Crediamo che questo test ci dica qualcosa sulla percezione visiva e sul riconoscimento dell'autocoscienza, ma vorremmo sostenere che solo perché un animale fallisce il test dello specchio non significa che non abbia consapevolezza cosciente di alcun tipo.

Coscienza nelle specie non mammiferi

Che dire della coscienza in altri vertebrati come uccelli, lucertole, anfibi e pesci? È stato dimostrato che le gazze superano il test di autoriconoscimento dello specchio (Prior et al, 2008), così come una specie di pesce (Kohda et al, 2019). Ciò significa che alcune specie di uccelli e pesci sono autocoscienti? de Waal (2019) ha sostenuto che il superamento del test dello specchio indica almeno una rudimentale autoconsapevolezza; tuttavia, un ricercatore ha suggerito che dovremmo considerare tutti i dati che fanno luce sulle capacità cognitive di una specie prima di concludere sulla sua autoconsapevolezza (o sulla sua mancanza) (Vonk, 2020).

La nostra teoria sarebbe in linea con quella di de Waal (2019), secondo cui la coscienza e l'autoconsapevolezza tra le specie sono su un continuum. Basandoci sia sul lavoro sperimentale che sull'anatomia del cervello dei vertebrati, crediamo che ci siano prove che la maggior parte dei vertebrati abbia almeno un qualche sistema di memoria cosciente rudimentale perché hanno una qualche forma di ippocampo (o una struttura cerebrale analoga ad esso) e una certa corteccia ( o struttura analoga). Ne consegue logicamente che quei vertebrati che hanno l'anatomia necessaria per il sistema di memoria cosciente sperimenterebbero almeno una certa consapevolezza cosciente, sebbene potrebbe essere poco più che percezioni e/o emozioni. Alcuni ricercatori hanno sostenuto che almeno una specie di vertebrati non mammiferi, la ghiandaia della California, può usare la sua memoria per pianificare spontaneamente il futuro senza fare riferimento alla sua motivazione attuale, qualcosa che in precedenza si pensava fosse un'abilità unicamente umana (Raby et al. , 2007; vedi anche Carruthers, 2015).

La nostra teoria è anche coerente con molte delle idee avanzate da Ginsburg e Jablonka (2021), che vanno anche oltre noi. Hanno suggerito che "l'apprendimento associativo illimitato" può essere considerato un indicatore di coscienza minima. Hanno notato che tale apprendimento è presente non solo in quasi tutti i vertebrati, ma anche nei polpodi, nei calamari, nelle seppie, nelle api mellifere e negli scarafaggi.

Implicazioni etiche dei vertebrati coscienti

Non siamo vegetariani e non vogliamo insinuare che le inevitabili conclusioni etiche che derivano dalla nostra teoria significhino che dovremmo diventare tutti vegetariani (o almeno consumatori non vertebrati) per evitare di danneggiare animali coscienti. Tuttavia, vorremmo sostenere che noi, come società e individui, dovremmo considerare le implicazioni etiche del consumo di mucche, maiali, polli e altri vertebrati che riteniamo abbiano forme di consapevolezza cosciente.

Disturbi della coscienza

Ora che abbiamo una migliore comprensione sia della fenomenologia della coscienza che delle strutture neuroanatomiche necessarie per essa, possiamo ipotizzare che diversi disturbi cerebrali psichiatrici, neurologici e dello sviluppo possano essere disturbi della coscienza.

Colpi

Abbiamo esaminato in precedenza come gli ictus che danneggiano alcune aree della corteccia cerebrale provocano specifici disturbi della coscienza legati alle funzioni di quelle particolari aree. Qui aggiungeremo semplicemente che gli ictus nella sostanza bianca sottocorticale della corona radiata possono anche causare disturbi della coscienza disconnettendo le regioni corticali l'una dall'altra, portando, ad esempio, all'afasia di Wernicke (Mesulam et al, 2015) o all'alessia senza agrafia. (Geschwind, 1965). In breve, gli ictus che colpiscono la sostanza bianca corticale e/o sottocorticale spesso compromettono uno o più domini della coscienza, il sistema di memoria cosciente e la capacità di utilizzare informazioni precedentemente apprese per risolvere problemi e pianificare il futuro.

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