Carlo Rovelli – Come funziona la visione secondo la meccanica quantistica

Uno dei più affascinanti progressi recenti delle neuroscienze riguarda il funzionamento del nostro sistema visivo: come facciamo a vedere? Come facciamo a sapere da uno sguardo che lì davanti a noi ci sta un libro o un gatto?

Sembrerebbe naturale pensare che recettori rilevano la luce che arriva sulla retina dei nostri occhi e la trasformano in segnali che corrono verso l’interno del nostro cervello, dove gruppi di neuroni elaborano l’informazione in modo via via più complesso, fino a interpretarla, e identificare gli oggetti. Neuroni riconoscono linee che separano colori, altri neuroni riconoscono forme disegnate da queste linee, altri confrontano queste forme con dati della nostra memoria… altri ancora arrivano a riconoscere qualcosa: è un gatto.

E invece no. Il cervello non funziona così. Funziona al contrario. La maggior parte dei segnali non viaggia dagli occhi verso il cervello: viaggia in senso opposto, dal cervello verso gli occhi.

Quello che succede è che il cervello si aspetta di vedere qualcosa, sulla base di quanto è successo prima e quanto sa. Elabora un’immagine di quanto prevede gli occhi debbano vedere. Questa informazione è inviata dal cervello verso gli occhi, attraverso stadi intermedi. Se viene rilevata una discrepanza fra quanto il cervello si aspetta e la luce che arriva agli occhi, solo in questo caso i circuiti neurali mandano segnali verso il cervello. Dagli occhi verso il cervello, cioè, non viaggia l’immagine dell’ambiente osservato, ma solo la notizia di eventuali discrepanze rispetto a quanto il cervello si attende.

La scoperta che la visione funziona in questo modo è stata una sorpresa. Ma a pensarci poi è chiaro che questo è un modo efficiente di raccogliere informazioni dall’ambiente. Che senso avrebbe inviare verso il cervello segnali che non fanno che confermare quanto il cervello già sa? Gli informatici usano tecniche simili per comprimere file di immagini. Invece di mettere in memoria il colore di tutti i pixel, si mette in memoria solo l’informazione di dove il colore cambia: meno informazione, sufficiente a ricostruire l’immagine.

Le implicazioni concettuali sulla relazione fra quanto vediamo e il mondo, però, sono notevoli. Quando ci guardiamo intorno non stiamo davvero «osservando»: stiamo piuttosto sognando un’immagine del mondo sulla base di quanto sapevamo (compresi pregiudizi sbagliati) e inconsciamente scrutiamo per rilevare eventuali discrepanze e, quando necessario, provare a correggere.

Quello che vediamo, in altre parole, non è una riproduzione dell’esterno. È quanto ci aspettiamo, corretto da quanto riusciamo a cogliere. Gli input rilevanti non sono quelli che confermano ciò che già sapevamo. Sono quelli che contraddicono le nostre aspettative.

Talvolta è un dettaglio: il gatto ha mosso un orecchio. Talvolta qualcosa ci allerta a saltare a un’altra ipotesi: Ah! Non era un gatto, era una tigre! Talvolta è una scena interamente nuova, a cui cerchiamo comunque di dare un senso immaginandocene una versione che abbia senso per noi. È in termini di quanto già sappiamo che cerchiamo di dare senso a quanto arriva alle nostre pupille.

Questo potrebbe perfino essere un modo generale di operare del cervello. Per esempio nel modello chiamato PCM (Projective Consciousness Model) l’ipotesi è che la coscienza sia l’attività del cervello che cerca di prevedere gli input che dipendono prospetticamente dalla variabilità del corpo e del mondo, in questo senso costruendo rappresentazioni, cercando costantemente di minimizzare gli errori di predizione, sulla base delle discrepanze osservate.

Usando le parole di Hippolyte Taine, filosofo francese dell’Ottocento, possiamo dire che «la percezione esterna è un sogno interno che riesce a essere in armonia con le cose esterne. Invece di chiamare “allucinazione” una percezione falsa, dovremmo chiamare la percezione esterna “una allucinazione confermata”».

La scienza in fondo è solo un’estensione del modo in cui vediamo: cerchiamo discrepanze fra quanto ci aspettiamo e quanto riusciamo a raccogliere dal mondo. Abbiamo visioni del mondo e, se non funzionano, proviamo a cambiarle. L’intero sapere umano si è costruito così.

La visione avviene nel cervello di ciascuno di noi, in frazioni di secondo. La crescita della conoscenza avviene molto più lentamente, nel serrato dialogo dell’intera umanità, in anni, decenni, secoli. La prima riguarda l’organizzazione individuale dell’esperienza e forma il mondo psichico; la seconda riguarda l’organizzazione sociale dell’esperienza che fonda l’ordine fisico come lo descrive la scienza. (Bogdanov: «La differenza fra gli ordini psichico e fisico si riduce alla differenza fra l’esperienza organizzata individualmente e l’esperienza organizzata socialmente»). Ma sono la stessa cosa: aggiorniamo e miglioriamo le nostre mappe mentali sulla realtà, la nostra struttura concettuale, per rendere conto delle discrepanze che abbiamo osservato fra le idee che abbiamo e quanto ci arriva dalla realtà. E quindi per decifrarla sempre meglio.

Talvolta è un dettaglio, impariamo qualche fatto nuovo. Talvolta rimettere in discussione le nostre aspettative tocca la stessa grammatica concettuale del nostro modo di pensare il mondo. Aggiorniamo la nostra immagine più profonda del mondo. Scopriamo nuove mappe per pensare la realtà, che ci mostrano il mondo un poco meglio.

Questo è la teoria dei quanti.

Da: Carlo Rovelli, “Helgoland“, Adelphi, 2020.

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