La teoria dell’informazione integrata (IIT): Assiomi e postulati della coscienza

Assiomi e postulati coscienza

La comprensione delle strutture neurali sottostanti la coscienza incontra non poche problematiche di tipo teorico e metodologico. Sebbene vi siano strutture cerebrali la cui presenza è fondamentale per l’insorgere della coscienza ve ne sono altre definite zombie, ovvero la cui assenza non comporta disordini o alterazioni dello stato di coscienza. Tuttavia, processi di integrazione e segregazione funzionale ne sono alla base. Per questo motivo molti filosofi hanno definito come la comprensione dell’emergenza della coscienza dalla materia sia il vero “Hard Problem” (Chalmers DJ, 1996). Esso deve essere affrontato partendo dall’identificazione delle proprietà insite in essa, per poi passare ad analizzare i correlati fisiologici sottostanti.
La teoria dell’informazione integrata (IIT) ci offre una spiegazione teorica parsimoniosa avanzando previsioni e inferenze verificabili tramite l’evidenza empirica (Tononi G, 2004; Hoel , 2013). Alla base di IIT troviamo assiomi e postulati i quali pongono una base solida su cui poter lavorare. Per assiomi si intendono ipotesi sulla nostra esperienza che sono il punto di partenza per la teoria. Essi vengono considerati: essenziali (si applicano a tutte le esperienze), completi (includono tutte le proprietà essenziali condivise da ogni esperienza), coerenti (con assenza di contraddizioni) e indipendenti (non derivati l’uno dall’altro). Se gli assiomi sono quindi proprietà essenziali di ogni esperienza, IIT offre altrettanti postulati riguardanti i requisiti che devono essere soddisfatti da qualsiasi sistema fisico per spiegare l’esperienza (Tononi, 2012; Oizumi, 2014). Si richiede quindi che tali sistemi fisici, per esempio neuroni e circuiti, abbiano almeno due (ON e OFF) o più stati, input che possono influenzare questi stati e output che a loro volta dipendono da questi stati (Giulio Tononi & Christof Koch, 2015).

 

Assiomi

  • Esistenza intrinseca (Intrinsic existence): la coscienza esiste, nel qui ed ora, e ne sono certo. Sono sicuro di avere coscienza, tuttavia questa è indipendente dall’osservazione di soggetti esterni.
  • Composizione (Composition): la coscienza è strutturata. Quando noi facciamo esperienza possiamo osservare come essa sia composta da molteplici sfaccettature fenomenologiche. Per esempio, se osservo un albero posso distinguere la pianta in sé, il colore verde delle foglie, la sensazione che mi dà,…
  • Informazione (Information): la coscienza è specifica. Ogni esperienza è composta da un insieme specifico di elementi fenomenologici, perciò differisce da qualsiasi altra esperienza possibile (ciascuna esperienza è unica e irripetibile). Sebbene possa capitare di essere nella stessa situazione in due periodi temporali diversi, le due esperienze saranno comunque diverse tra loro perché l’insieme associato delle componenti fenomenologiche che la compongono non è mai uguale.
  • Integrazione (Integration): la coscienza è unificata. Ogni esperienza non può essere ridotta a un sottosistema di elementi fenomenologici. Per cui se faccio esperienza della visione di una scena, non posso considerare il lato sinistro del campo visivo indipendente da quello destro, così come il lato destro indipendente da quello sinistro. Entrambi sono presenti, per cui partecipano alla costruzione unificata dell’esperienza.
  • Esclusione (Exclusion): la coscienza è definita dal contenuto e dal contesto spazio-temporale. Ciascuna esperienza è formata da un insieme di elementi fenomenologici, nè più nè meno, e scorre ad una certa velocità, né più veloce né meno veloce. Perciò l’esperienza che sto vivendo conta un certo numero di contenuti e scorre ad una velocità particolare, ne deriva la non inclusione di qualsiasi possibile set e l’inevitabile esclusione di alcuni elementi fenomenologici.

 

Postulati

  • Esistenza intrinseca (Intrinsic existence): si osserva un sistema di meccanismi in uno stato esistente intrinsecamente. Una cosa per esistere deve avere un potere di causa-effetto, ne deriva quindi un cambiamento. Inoltre, secondo una prospettiva intrinseca, il sistema deve avere un potere di causa-effetto su sé stesso, indipendentemente dall’esterno, quindi essere in grado di modificarsi. Questo può fare la differenza considerando la modificazione di uno stato del sistema nel passato (causa) e nel futuro (effetto).
  • Composizione (Composition): il sistema deve essere strutturato. Ogni sistema ha una struttura gerarchica. È infatti composto da sottosistemi con meccanismi elementari i quali hanno potere di causa-effetto sul sistema. Quindi meccanismi elementari, di primo ordine, formano meccanismi di ordine superiore. Infine, meccanismi multipli formano una struttura.
  • Informazione (Information): un sistema deve avere una struttura di causa-effetto specifica, ovvero uno specifico repertorio di causa-effetto diverso da altri (differenziazione). Tale repertorio esprime la totale capacità di causa-effetto di un meccanismo all’interno di un sistema. Esso può essere osservato perturbando il sistema in qualsiasi modo per valutare come un meccanismo influenza lo stato attuale, rispetto alla probabilità degli stati passati e futuri del sistema. Il repertorio di causa-effetto è quindi specifico, esso specifica il pieno potere causa-effetto di un meccanismo in un particolare stato, e la struttura causa-effetto specifica il pieno potere causa-effetto di un sistema di meccanismi.
  • Integrazione (Integration): la struttura causa-effetto deve essere unificata, essa deve essere intrinsecamente irriducibile a quella specificata da sottosistemi non interdipendenti ottenuti da partizioni unidirezionali. Ogni parte del sistema deve essere in grado di influenzare ed essere influenzata dal resto del sistema. In questo caso, per misurare l’irriducibilità intrinseca, si sfrutta l’informazione integrata (‘big phi’ o Φ), la quale consente di quantificare se la struttura causa-effetto di un sistema cambia se il sistema è partizionato (tagliato o ridotto).
  • Esclusione (Exclusion): la struttura causa-effetto deve essere definita, ovvero composta da un singolo insieme di elementi, né più né meno, il quale risulta essere massimamente irriducibile (Φmax). Si postula la presenza di una singola struttura di causa-effetto su un sistema, piuttosto che molteplici strutture di causa-effetto che sovrapponendosi non potrebbero più essere distinte. Il postulato di esclusione si applica anche ai singoli meccanismi. Un sottoinsieme di elementi in uno stato specifica il repertorio causa-effetto all’interno del sistema il quale è massimamente irriducibile (φmax). Esso è definito concetto nucleo o più semplicemente concetto. Una struttura di causa-effetto massimamente irriducibile composta da concetti è chiamata struttura concettuale. Il sistema di meccanismi che specifica una struttura concettuale è chiamato complesso.

 

Per concludere, è possibile affermare che, in un dato momento, la coscienza è supportata da un insieme di elementi, in questo caso correlati neuronali, i quali formano un complesso di alta Φmax che specifica una struttura concettuale massimamente irriducibile intrinsecamente. IIT ci fornisce quindi una teoria innovativa per analizzare qualsiasi sistema in un particolare stato, ponendo le basi per studi empirici.

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