LA TEORIA DELLO SPAZIO DI LAVORO GLOBALE

Sicuramente tra i modelli contemporanei riguardanti la coscienza più interessanti

175 Ivi, p. 454.

176 Block, N. (1974) Troubles with Functionalism, Minnesota Studies in the Philosophy of Science, 9, pp. 261-325.

vi è quello dello spazio di lavoro globale (Global Workspace System), avanzato per la prima volta dal neuroscienziato Bernard Baars in «A cognitive theory of

consciousness»178 _{nel 1988 e ripreso recentemente da Stanislas Dehaene. L'idea} fondamentale che sta alla base della teoria di Baars è che il ruolo della coscienza sia quello di rendere disponibili tutte le informazioni necessarie alle funzioni cognitive superiori, quali la pianificazione, i processi mnemonici, la categorizzazione, l'espressione tramite il linguaggio etc. In questo senso la coscienza verrebbe a coincidere con i contenuti di uno spazio di lavoro globale a cui possano accedere funzioni cognitive situate in diverse regioni cerebrali. Lo spazio di lavoro globale viene definito da Baars nel modo seguente:

A global workspace (GW) is an information exchange that allows specialized unconscious processor in the nervous system to interact with each other. It is analogous to a blackboard in a classroom, or to a television broadcasting station in a human community. Many unconscious specialists can compete or cooperate for access to the global workspace. Once having gained access, they can broadcast information to all other specialized processors that can understand the message179_.

L'intenzione importante che sta alla base di questo modello è quella di spiegare i motivi ed i processi mediante i quali una percezione inconscia diventa cosciente, e lo fa combinando il carattere modulare dell’elaborazione delle informazioni con l’unitarietà con cui concepiamo gli stati mentali coscienti. In ogni momento, infatti, i vari network 178 Baars, B.J. (1988) A cognitive theory of consciousness, New York: Cambridge University Press. 179 Ivi, p. 61.

neurali relativi a ciascuna modalità sensoriale processano in parallelo informazioni a livello inconscio; nel momento in cui si instaura una sincronia ed una connettività sufficientemente duratura tra questi network, l'informazione diventa accessibile agli altri processi cognitivi. Naturalmente, gli input che raggiungono la coscienza sono quelli con un elevato valore di informatività; gli stimoli sensoriali ridondanti, a cui siamo abituati, vengono esclusi dalla coscienza, allo stesso modo in cui un compito che eseguiamo con frequenza non necessità della consapevolezza in ogni suo passaggio.

All’interno della teoria di Baars è presente anche una trattazione del rapporto tra attenzione e coscienza, in cui lo scienziato sostiene che:

Common sense makes a distinction between attention and consciousness. […] It seems as if the psychology of common sense conceives of attention as something more active than consciousness, while consciousness itself is thought of as a “state”. It embodies the insight that there are attentional control mechanisms for access to consciousness – both voluntary and automatic – that determine what will or will not become conscious. It implies that attention involves metacognitive operations that guide the stream of consciousness180_.

Dunque l’attenzione viene concepita da Baars come l’insieme dei meccanismi che controllano l’accesso delle informazioni alla coscienza; tale accesso può avvenire in modo volontario, quando l’attenzione è guidata dai nostri obiettivi e conoscenze, o automatico, quando è attirata in modo bottom-up da stimoli importanti e significativi. La sua funzione è di garantire sempre gli scopi del soggetto ed opera assegnando dei

gradi di priorità agli stimoli che potrebbero diventare consci. Questa operazione è possibile grazie a quella che Baars chiama “metacognizione”: «The control of access to consciousness is inherently metacognitive. That is, it requires knowledge about our own mental functioning, and about the material that is to be selected or rejected»181_{. Il lavoro} di selezione, infatti, non potrebbe essere compiuto senza l’elaborazione di tutti gli stimoli, anche quelli da escludere, e la conoscenza della loro relazione con gli obiettivi del soggetto.

La teoria di Baars ebbe molta risonanza e, recentemente, Stanislas Dehaene, insieme a Lionel Naccache e Jean-Pierre Changeux182_{, ha sostenuto e sviluppato la} teoria dello spazio di lavoro globale all'interno delle sue ricerche sui correlati neurali della coscienza. Tra i contributi di Dehaene vi è, dunque, quello di avere cercato di fornire un fondamento neuroscientifico alla teoria di Baars. Secondo l’autore, perché uno stimolo diventi cosciente deve attraversare due fasi: «In a first phase, lasting from 100 to 300 ms, the stimulus climbs up the cortical hierarchy of processors in a primarily bottom-up and non-conscious manner. In a second phase, if the stimulus is selected for its adequacy to current goals and attention state, it is amplified in a top-down matter and becomes maintained by sustained ctivity of a fraction of GNW neurons, the rest being inhibited»183_.

Dunque, affinché un'informazione diventi cosciente, è necessario che le reti neurali rispondenti a quell'informazione siano attivate da un processo attentivo di tipo top-down. Tuttavia, l'attenzione selettiva, insieme alla vigilanza (o stato di veglia), non

181 Ivi, p. 225.

182 Dehaene, S., Changeux, J.P., Naccache, L. (2011) The global neuronal workspace model of conscious access: from neuronal architectures to clinical applications, in Characterizing consciousness: from

cognition to the clinic?, a cura di Dehaene, S., Christen, Y., pp. 55-84.

deve essere identificata con la coscienza; essa viene così definita: «Selective attention is the focusing of mental resources on a subset of the available information. Attention selects some information, separates it from the background, and deepens its processing. Selective attention is typically a non-conscious process that gates access to consciousness»184_{. La vera coscienza, secondo Dehaene, consiste nell’accesso cosciente,} ossia: «[…] the entry of some of the attended information into a second post-perceptual stage of cognitive processing which making it durable, available to many additional cognitive processes, and reportable to others»185_{. Solo alcune delle informazioni a cui} prestiamo attenzione possono entrare in questo stadio successivo, diventando globali e, quindi, usufruibili anche dalle altre funzioni cognitive.

Secondo le ricerche di Dehaene, lo spazio di lavoro globale si identificherebbe con una rete neurale formata da un gruppo di neuroni particolari (Workspace neurons), distribuiti ampiamente nella corteccia cerebrale e con assoni molto lunghi, capaci di interconnettere le diverse aree cerebrali. Quando i vari processori modulari, che elaborano i dati in modo inconscio e parallelo, concordano sull'importanza e sulla rilevanza dell'informazione in arrivo tramite l'effetto amplificatore dell'attenzione top- down, si ha l'attivazione dei neuroni dello spazio di lavoro e, così, la sincronizzazione delle aree necessarie con un'oscillazione nella banda di frequenza gamma (40-70 Hz). In questo modo i processori modulari, che solitamente elaborano le informazioni di loro competenza senza poter accedere a quelle degli altri processori, possono condividere i contenuti gli uni degli altri.

184 Dehaene, S. (2013) The brain mechanisms of conscious access and introspection. Neurosciences and

the Human Person: New Perspectives on Human activities. Pontifical Academy of Sciences, Scripta Varia, 121; cit. p. 3.

Stando alle ricerche di Dehaene, sono almeno cinque i circuiti neurali che partecipano allo spazio di lavoro globale e, così, all'emergere della coscienza:

1. i circuiti percettivi: apportano allo spazio di lavoro globale le informazioni relative all'ambiente esterno, ad oggetti, discorsi a cui prestiamo attenzione.

2. i circuiti motori: informano dei movimenti in esecuzione e di quelli che sono in programmazione.

3. i circuiti della memoria a lungo termine: recuperano i dati relativi ad oggetti o eventi passati (il ruolo di immagazzinamento e recupero delle memorie a lungo termine è svolto, per lo più, dalle aree ippocampali e paraippocampali). Questi circuiti sono importanti perché permettono di inserire le nuove informazioni in un contesto, tramite il riscontro di somiglianze, ad esempio, con oggetti o eventi di cui abbiamo già avuto esperienza. È il processo definito da Edelman, come vedremo, “presente ricordato”, ossia l'integrazione tra la categorizzazione degli eventi presenti ed i ricordi già categorizzati.

4. i circuiti valutativi: associano le rappresentazioni presenti nello spazio di lavoro globale a giudizi positivi o negativi, sempre sulla base delle esperienze passate.

5. i circuiti relativi all'attenzione: permettono di mobilitare i circuiti neurali dello spazio di lavoro indipendentemente dagli stimoli esterni; ossia amplificano e selezionano determinati segnali tramite un processo top-down.

Nel suo libro «Consciousness and the brain186_{» Dehaene esamina anche il}

problema del ruolo delle percezioni inconsce; ossia l'idea per cui quest'ultime, pur non raggiungendo la consapevolezza, possano comunque avere un ruolo all'interno dei

processi decisionali del soggetto. Oggi è, infatti, possibile compiere numerosi esperimenti in questo ambito grazie a varie tecniche che si sono aggiunte allo studio della soglia di tempo di esposizione sotto la quale un’informazione non raggiunge la consapevolezza: è stato dimostrato che un'immagine rimane completamente invisibile se presentata per un tempo inferiore ai 60 ed intorno ai 40 millisecondi. Secondo l'autore, vi sono molte attività che possono essere svolte senza l'intervento della coscienza, come il riconoscimento di parole, l'elaborazione numerica ed anche la risoluzione di ambiguità relative alla percezione.

Il fenomeno chiamato “masked priming”, ad esempio, consiste nell'oscurazione di uno stimolo (definito target) dovuta alla presentazione di un secondo stimolo (la maschera); in questo modo, il target non raggiunge la coscienza. Tuttavia, è stato dimostrato che quest'ultimo ha un ruolo importante nell'elaborazione dello stimolo seguente, in quanto è stato comunque processato a livello inconscio. La coscienza sarebbe anche irrilevante per la comprensione della sintassi e del significato di una frase; dunque, parole invisibili possono sollecitare attività neuronali che però rimangono confinate in circuiti cerebrali ristretti e specializzati (nel caso del linguaggio, l’area di Wernicke); mentre le parole elaborate in modo cosciente raggiungono regioni più ampie tra cui anche quelle frontali.

Riassumendo, il modello dello spazio di lavoro globale ha la capacità di spiegare in che modo si manifesti uno degli aspetti più importanti della coscienza, ossia il suo carattere unitario. La semplice presenza di processori modulari che elaborano l'informazione in maniera indipendente gli uni dagli altri non potrebbe spiegare l'esperienza unitaria che caratterizza il pensiero cosciente. La proposta di Baars,

Dehaene e gli altri consiste nel differenziare il tipo di elaborazione inconscia (che avviene in modo parallelo all'interno dei vari moduli) da quella conscia, che coinvolge porzioni cerebrali molto più ampie. Infatti, questa è data sia dall'attività coerente di molti neuroni distribuiti nel cervello, sia dal fatto che l'ampia connettività permanga per un periodo di tempo sufficiente. La nostra esperienza cosciente può essere, effettivamente, assimilata al fatto di avere a disposizione tutte le informazioni che ci servono e ci sono utili al fine di prendere decisioni ed agire all'interno dell'ambiente in cui ci troviamo.