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International Society of Neuropsychophysiology DNA cervello coscienza consapevolezza educazione
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TEORIA UNIFICATA DELLA FISICA CEREBRALE:

LE BASI FISICHE DEL PENSIERO

 

di

 

Michele Trimarchi

 

Le ricerche compiute negli ultimi decenni, soprattutto in ambito neuropsicologico e di brain imaging, hanno messo in luce come la comprensione dei meccanismi che regolano il funzionamento del cervello passi necessariamente attraverso la conoscenza della fisica cerebrale.

In questo ambito, la Fisica dell’Informazione rappresenta lo strumento indispensabile per descrivere sia le leggi che regolano l’hardware cerebrale – ovvero il substrato genetico neurofisiologico che costituisce il supporto strutturale – sia quelle che governano il funzionamento dei “software cerebrali – ovvero le memorie esperienziali ed i circuiti “funzionali” ad esse connessi.

Il concetto di trasformazione indotta da un processo informativo, infatti, consente di costruire una conoscenza globale dei fenomeni, partendo dalla scala microscopica (atomica) fino a giungere alla massima complessità del cervello umano e del suo comportamento.

La fisica è la scienza che studia le interazioni atomiche, di conseguenza rappresenta la base sulla quale si sviluppano le altre discipline, così come l’atomo è il sistema di base che dà vita a tutte le organizzazioni molecolari più articolate.

Ogni molecola, semplice o complessa che sia, produce nello spazio circostante un campo elettromagnetico dovuto alla sua struttura stereochimica ed alla dinamica dei fenomeni di interazione che si manifestano a livello intramolecolare.

Lo studio di questo campo elettromagnetico è evidentemente assai complesso, tuttavia le leggi che lo regolano sono le stesse che regolano l’interazione di campi più semplici, sia a livello microscopico che macroscopico.

L’elettromagnetismo è la base della fisiologia cerebrale che si “manifesta” attraverso la realizzazione di circuiti biologici neurali governati dalle stesse leggi che regolano i circuiti elettrici e magnetici prodotto dalla tecnologia. Tali circuiti sono i ricetrasmettitori dell’informazione, che viaggia su un “nastro trasportatore” costituito, in pratica, dall’energia e dalla materia.

Questo processo è sintetizzato nel paradigma E/M/I (Trimarchi, 1980) che integra il principio di conservazione dell’energia enunciato da Von Helmholts, quello di massa-energia enunciato da Einstein, e spiega come tutti gli scambi di materia ed energia siano, di fatto, anche scambi di informazione.

Un’informazione scambiata tra due sistemi è rappresentata da una porzione di massa e/o di energia codificata in “quanti”, in cui ogni quanto a seconda delle sue caratteristiche fisiche rappresenta un elemento del codice. Tale concetto d’informazione è “illimitato” poiché identicamente valido sia nell’ambito dei fenomeni microscopici che in quelli macroscopici; ciò che varia, dimensionalmente e strutturalmente, è il substrato (o mezzo) di trasmissione dell’informazione.

Due atomi comunicano attraverso lo scambio di particelle o di fotoni, e due neuroni attraverso lo scambio di neuromediatori o di impulsi elettrici; in entrambi i sistemi l’informazione è trasportata dall’energia codificata, nel primo caso secondo particelle elementari, nell’altro secondo il codice biochimico delle sequenze di gruppi molecolari o secondo variazioni di tensione.

Di conseguenza, mentre il codice è essenzialmente relativo alle strutture o agli elementi che se ne servono per interagire, la trascrizione dell’informazione in energia codificata si verifica comunque, in ogni tipo di interazione.

L’informazione, dunque, quale manifestazione di una interazione, è un elemento unificatore di tutte le espressioni della natura, a partire dalle strutture atomiche semplici fino ad arrivare alla complessità dell’organismo umano, il quale integra biologicamente l’excursus evolutivo degli elementi costituenti il nostro pianeta. Nell’uomo, infatti, il meccanismo di comunicazione non è relativo solo alla sua espressione linguistica, ma a tutta la sua fisiologia, la quale implica processi di comunicazione e di trasformazione della materia e dell’energia.

L’organismo umano è il più evoluto dal punto di vista biologico in quanto racchiude in sé processi interattivi a livello atomico, cristallino-molecolare, cellulare e neuronale nei quali sono chiamati in causa meccanismi particellari, chimici, elettrochimici ed elettromagnetici che comprendono tutta la gamma d’interazioni esistenti in natura.

Il concetto d’informazione – utilizzato in ambito biologico per specificare la trasmissione genica, il ruolo degli ormoni e dei neurotrasmettitori – ha perciò in natura un significato più ampio e globale, poiché interviene in tutti i processi naturali di trasformazione, biologici o abiologici che siano. Tale concetto si applica in primis agli atomi e, di conseguenza, in qualità di strutture da questi formate, alle molecole, alle cellule, agli organi, al cervello e all’organismo in toto.

La comprensione dei fenomeni informativi a scala maggiore, ovvero neurale e circuitale, dipende innanzitutto dalla capacità di integrare le leggi che ne regolano i processi a scala minore, ovvero nel comprendere i fenomeni in termini fisici di causa-effetto.

Come scrisse Walter J. Moore del suo Trattato di Chimica-Fisica: “Tutte le interazioni chimiche a livello atomico sono di natura elettrica, ed in un certo senso tutta la chimica è elettrochimica”, di conseguenza tutto ciò che avviene nel cervello sia a livello metabolico che informativo, come ci dimostrano le tecniche elettromagneto-encefalografiche è inequivocabilmente di natura fisica elettromagnetica.

Questa puntualizzazione conoscitiva sgombera definitivamente il campo delle neuroscienze e delle scienze psicologiche da ogni dubbio tramandatosi da secoli riguardo la dicotomia tra mente e cervello, poiché non c’è niente nel cervello e nella sua espressione comportamentale che non sia spiegabile con leggi della fisica, ovvero che non sia energia, materia ed informazione.

Il pensiero e la parola, ad esempio, sono il risultato di processi informativi cerebrali che necessitano dell’energia e della materia per essere generati, trasportati, emessi e ricevuti. E’ l’informazione che induce la formazione di nuove sinapsi, di nuovi circuiti neuronali e che ne rinforza quelli già esistenti, ma solo attraverso l’energia elettrica e magnetica che alimenta tali circuiti, ovvero attraverso il trasporto di ioni e molecole.

Già nel 1986, il Professor Karl Pribram a conclusione dei lavori della V Conferenza Internazionale dello IOP (International Organization of Psychophysiology) affermava che: “Nel metodo multidisciplinare integrato proposto dal Professor Michele Trimarchi si rintraccia l’unica possibilità di dare una svolta operativamente valida agli studi sul cervello” ed ancora che “ (…) è necessaria una seria preparazione in fisica, cibernetica, elettronica ed altre discipline connesse alla teoria dell’informazione per tutti i neuroricercatori”.

Se dunque oltre 25 anni fa, con la nascita dell’approccio neuropsicofisiologico (NPF) da me proposto  è stata dimostrata la validità e la novità di uno sviluppo conoscitivo capace di integrare le conoscenze della fisica, della chimica, della biologia, delle neuroscienze e della psicologia, perché continuare ad alimentare, sostenere ed insegnare teorie infondate, fuorvianti e soprattutto sbagliate?

Le facoltà universitarie sono piene di corsi in cui si dibatte sulla natura astratta del pensiero e della mente e sulla “incomprensibile” funzionalità del cervello. Forse i docenti non si cono accorti che la fisica ha ripulito il campo della conoscenza da ipotesi infondate e teorie psico-filosofiche astratte, dimostrando da quasi duecento anni che l’energia non si crea e non si distrugge ma si trasforma da una forma ad un’altra, nonché, da cento anni esatti, che la materia è anch’essa potenzialmente energia.

La descrizione dei fenomeni neuropsicofisiologici non ha bisogno di invocare immaginarie “teorie della mente”, ma solo di utilizzare le conoscenze fisiche che sono a tutti disponibili, integrandole in un approccio multidisciplinare capace di creare i giusti collegamenti tra le diverse discipline, producendo quella che potremmo definire la teoria unificata della fisica cerebrale.