Neuroscienze

Docente: Davide ANCHISI davide.anchisi@uniud.it
Durata: 14 ore

Periodo didattico: secondo semestre

Programma

 

 

docente: 

 

prof.aggr. Davide Anchisi - BIO/09

 

programma: 

 

 

neuroscienze sia come un momento per approfondire tematiche di 

attualità ed estrema rilevanza nelle neuroscienze. Mi sembra però 

opportuno discutere e concordare con gli studenti partecipanti, 

in base ai loro interessi, quali argomenti specifici trattare e 

quali approfondire maggiormente. Quelli che seguono possono 

essere degli spunti, organizzati come diramazioni possibili, o 

necessarie, attorno ad alcuni temi. Gli argomenti e i punti di 

seguito illustrati potranno essere trattati in modo organico e 

sistemico, essendo legati da numerose interdipendenze e 

risultando anche complementari per la comprensione delle funzioni 

nervose, comportamentali e cognitive. Le 14 ore del corso 

imporranno delle scelte e delle limitazioni ma, in modo ora più 

approfondito ora meno, sarà possibile toccare i vari argomenti 

proposti.

 

  Obiettivi

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Scopo del corso sarà quello di esplorare ciò che si sa del 

funzionamento del sistema nervoso e di come questo stia alla base 

delle nostre esperienze e dei nostri comportamenti. Il fine 

ultimo è quello di vedere come le neuroscienze possano 

contribuire a rispondere a domande basilari e profonde circa la 

natura e le possibilità umane.

 

  Prospetto

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Azione e percezione sono finalizzati all'interazione con il mondo 

e da loro derivano le possibilità di comunicazione, conoscenza e 

apprendimento, così come le nostre esperienze di comprensione, 

significato e intenzionalità. Filo conduttore del corso sarà la 

trattazione di questi argomenti.

 

L'esplorazione sarà condotta nell'abito delle neuroscienze, 

quindi con un approccio multidisciplinare[Nota a piè pagina:

Le neuroscienze sono portate avanti grazie al contributo di 

neurofisiologia, neurobiologia, anatomia, psicologia, 

linguistica, filosofia, fisica, matematica e ingegneria

] finalizzato alla comprensione dei comportamenti e degli aspetti 

cognitivi a partire dal sistema nervoso e dalle sue interazioni 

con l'organismo intero e con l'ambiente. La mia formazione è 

neurofisiologica, per cui la chiave di lettura principale e di 

riferimento sarà la neurofisiologia, ma la trattazione cercherà 

di inserirsi in un panorama più vasto, anche stimolando il 

confronto tra gli studenti.

 

In modo finalizzato alla comprensione delle tematiche trattate, 

verranno illustrate anche le basi funzionali e organizzative del 

sistema nervoso, legando il livello microscopico a quello 

macroscopico, mostrando come i comportamenti e le funzioni che 

conosciamo ad alto livello dipendano dal funzionamento cellulare, 

molecolare e dall'attività delle reti di neuroni e glia.

 

Per comprendere l'origine e l'organizzazione funzionale degli 

organismi, verranno inoltre affrontati i concetti di selezione 

per conseguenze, coevoluzione, complessità e informazione.

 

  Dettagli

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Di seguito vengono illustrati in maggior dettaglio tre filoni che 

potranno essere trattati e maggiormente approfonditi in base agli 

interessi degli studenti partecipanti. La mia proposta è di 

scegliere, all'inizio del corso, a quale di questi filoni dare 

maggiore rilievo. Tuttavia, essendo tra loro interrelati alcuni 

aspetti di un filone saranno ripresi anche nella trattazione 

degli altri.

 

  Intenzione

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L'intenzione è legata alla scelta, alla volontà, alla motivazione 

e all'agire. Verranno indagate le relazioni tra questi concetti e 

la neurobiologia e neurofisiologia che ne stanno alla base, in 

modo da definirne significato e possibilità. Le scelte sono 

veramente libere e volontarie, e in che misura? Quali spinte le 

motivano? Da che cosa dipendono i comportamenti? Che cosa sono le 

spinte motivazionali, da dove originano e che cosa possiamo 

scegliere in loro presenza?

 

Verranno inoltre esaminati aspetti legati alle decisioni e alla 

prevedibilità dei comportamenti. Come vengono decise le azioni 

nonostante l'incertezza delle conoscenze su cui si basano e un 

certo grado di imprecisione nel controllo dei risultati? Come 

sono possibili comportamenti prevedibili nonostante l'incertezza 

insita nel funzionamento neurale? Se i sistemi neurali si 

comportano come sistemi dinamici complessi e caotici, come è 

possibile l'affidabilità e l'efficacia delle loro funzioni? Quali 

problematiche deve affrontare un sistema decisionale, per esempio 

per il controllo motorio, e come le risolve?

 

  Conoscenza

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La conoscenza dipende dalla percezione e dal modo con cui 

possiamo acquisire informazioni. Ma la percezione non è 

conoscenza diretta del mondo, e non può esserlo: la realtà fisica 

si ferma in contatto con i nostri recettori e qui subisce una 

codifica. Ciò che il sistema conosce è l'attività, elettrica, dei 

recettori. Che cos'è dunque la percezione e che cosa possiamo 

conoscere? L'argomento verrà trattato facendo riferimento alla 

neurofisiologia della percezione, ai modelli teorici e matematici 

sviluppati per spiegarla, e alle strategie impiegate per 

riprodurla in sistemi artificiali: quali sono le limitazioni che 

il sistema percettivo deve affrontare e quali strategie adotta 

per superarle?

 

Si vedrà inoltre quale dettaglio di conoscenza della realtà è 

possibile avere attraverso la percezione e come questa sia 

funzionalmente legata al controllo del movimento. Il significato 

sembra emergere dalle nostre possibilità fisiche, strutturali e 

funzionali, e da come il sistema nervoso funziona per permettere 

il controllo di questi aspetti. A questo proposito si esaminerà 

anche qual'è il ruolo dei neuroni specchio nella comprensione 

delle azioni, dei comportamenti e delle emozioni degli altri.

 

La trattazione riguarderà anche la coscienza, i fenomeni (ciò che 

conosciamo della realtà), le illusioni percettive e la relazione 

di questi aspetti tra di loro e con la realtà, e le implicazioni 

per l'epistemologia.

 

Si indagherà inoltre che cosa possa essere il significato di ciò 

che conosciamo o percepiamo: da che cosa è costituito; da dove ci 

arrivano le qualità di una conoscenza: per esempio il concetto di 

spazio e la comprensione che abbiamo di profondità e distanze, o 

quello della forma. Il concetto di significato si rifà anche alla 

formazione di categorie e all'uso che ne facciamo: si potrà 

vedere su quali basi vengono formate le categorie, in quali modi, 

con che regole e quale ruolo svolgano nel pensare. 

 

Ulteriori possibili sviluppi di questa tematica riguardano 

apprendimento e memoria: che cosa sono funzionalmente, quali ne 

siano le basi neuronali e qual'è la logica che il sistema nervoso 

segue per apprendere.

 

  Informazione e comunicazione

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Che cos'è l'informazione? Il matematico Claude Shannon nel 1948 

ha pubblicato un articolo che è ancora un riferimento per la 

teoria dell'informazione. Come e in che modo questa teoria può 

essere applicata agli organismi viventi? Per rispondere a questo 

quesito bisogna anche affrontare una domanda dalla risposta non 

scontata: che cos'è l'informazione?

 

Legato al concetto di informazione ci sono quelli di segnale e 

comunicazione. La comunicazione avviene tra organismi. L'idea di 

comunicazione si rifà anche ai due punti precedenti, intenzione e 

conoscenza. Chi comunica cosa? Come si conosce il significato del 

messaggio? Come fa un organismo a decidere che cos'è 

informazione? E a sapere come utilizzarla? Come si decide di 

rispondere a un segnale e come farlo? È il ricevente che coglie 

il segnale, lo interpreta e decide come comportarsi? È dunque 

attore? O è il messaggio che è preparato attivamente e 

finalizzato a indurre un comportamento? Chi decide che cosa è un 

messaggio? La comprensione e l'invio sono intenzionali e 

consapevoli? Quando non lo sono possiamo ancora considerarle 

comunicazione? E come possono esserlo?

 

La comunicazione ha a che fare con il linguaggio, con i messaggi 

non verbali, con l'interazione tra organismi, con il 

funzionamento di ecosistemi e società.

 

Alla comunicazione e alla conoscenza si lega anche la capacità di 

identificare e riconoscere la struttura (pattern) e attribuirvi 

un significato. Nell'ambito del corso si studierà come è 

possibile questo processo: le sue basi funzionali e i modelli 

teorici e matematici che lo descrivono.