Fisica ingenua e fisica teorica

1. La mentetra filosofia e scienze cognitiveSandro NanniniUniversità di SienaDipartimento di Filosofia e Scienze Sociali Siena, 18 gennaio 2011

2. Fisica ingenua e fisica teorica • “Una delle seguenti affermazioni è vera: • Ogni respiro che voi fate contiene un atomo che è stato espirato da Marylin Monroe. • Ci sono dei liquidi che fluiscono all’insù. • All’ultimo piano di un edificio si invecchia più rapidamente che al pianterreno. • Un atomo può trovarsi simultaneamente in più luoghi […]. • Non c’è nessuna legge di natura che parli contro la possibilità dei viaggi nel tempo […]. • Una tazza di caffè pesa di più, se il suo contenuto è caldo, rispetto a quando è freddo […]”. • (M. Chown, Warum Gott doch würfelt, München, Deutsch. Verl. 2005, p. 7, trad. it. mia.). Siena, 18 gennaio 2011

3. Folk psychology e scienze cognitive • Una delle seguenti affermazioni è vera: • Chi guida nella nebbia ha l’impressione di andare più piano rispetto a quando si trova in condizioni di perfetta visibilità. • In certi casi puoi scambiare una mano di gomma che si trova davanti a te per una mano tua. • Alcuni malati di mente pensano di essere morti. • Alcune persone, dopo un incidente, pensano che la moglie sia in realtà un sosia, un impostore. • Diveniamo consapevoli di ciò che accade intorno a noi con un ritardo di ca. 500 ms. • Il nostro cervello prepara un qualsiasi movimento volontario con ca. 300 ms. di anticipo rispetto al momento in cui crediamo di aver deciso di compierlo. Siena, 18 gennaio 2011

4. Fisica ingenua e fisica teorica (2) • “[…] Ma no, mi sono permesso uno scherzo: queste affermazioni sono tutte vere” (Chown, cit. ibidem) • Ogni respiro che voi fate contiene un atomo che è stato espirato da Marylin Monroe [numero degli atomi]. • Ci sono dei liquidi che fluiscono all’insù. [il sifone] • All’ultimo piano di un edificio si invecchia più rapidamente che al pianterreno [teoria generale della relatività]. • Un atomo può trovarsi simultaneamente in più luoghi [meccanica quantistica]. • Non c’è nessuna legge di natura che parli contro la possibilità dei viaggi nel tempo […]. [mecc. Quant. Teoria relat. Meccan. Class.] • Una tazza di caffè pesa di più, se il suo contenuto è caldo, rispetto a quando è freddo […]”. [teoria relat.] • (M. Chown, Warum Gott doch würfelt, München, Deutsch. Verl. 2005, trad. it. mia.). Siena, 18 gennaio 2011

5. Folk psychology e scienze cognitive (2) Anche in questo caso tutte le affermazioni precedenti sono vere! Chi guida nella nebbia ha l’impressione di andare più piano rispetto a quando si trova in condizioni di perfetta visibilità [“Gehirn und Geist”, 1, 2009, p 28. sgg.]. In certi casi puoi scambiare una mano di gomma che si trova davanti a te per una mano tua (cfr. Ad es. Metzinger 2009). Alcuni malati di mente pensano di essere morti [Sindrome di Cotard, G.u.G., cit., p. 14] Alcune persone, dopo un incidente, pensano che la moglie sia in realtà un sosia, un impostore [Sindrome di Capgras, ivi p. 13 – L’opposto è la Sindrome di Fregoli, p. 14] Diveniamo consapevoli di ciò che accade intorno a noi con un ritardo di ca. 500 ms. (Libet, Mind Time 2004) Il nostro cervello prepara un qualsiasi movimento volontario con ca. 300 ms. di anticipo rispetto al momento in cui crediamo di aver deciso di compierlo (Libet, cit.). Siena, 18 gennaio 2011

6. Mondo fenomenico e cervello Il mondo fenomenico nel quale siamo immersi è una costruzione del nostro cervello. Le illusioni ottiche: Siena, 18 gennaio 2011

7. Siena, 18 gennaio 2011

8. Siena, 18 gennaio 2011

9. La costruzione delle percezioni Siena, 18 gennaio 2011

10. La costruzione delle percezioni Siena, 18 gennaio 2011

11. La costruzione delle percezioni Siena, 18 gennaio 2011

12. Un esempio matematico Siena, 18 gennaio 2011

13. Le percezioni sono costruzioni del cervello • Il cervello umano costruisce un’immagine dell’ambiente circostante funzionale ai movimenti che gli esseri umani abitualmente compiono nell’ambiente nel quale si trovano. Siena, 18 gennaio 2011

14. The 1-eaters and the 2-eaters 1000200000010000000200100000000001222200000010000000200100000000001222?????????????????????????????? 100020000001000 000020010000000 000122220000001 000000020010000 0000001222????? ??????????????? ?????????? 1000200000 0100000002 0010000000 0001222200 0000100000 0020010000 0000001222 ?????????? ?????????? ?????????? Which is the right representation? It depends on what you eat! Siena, 18 gennaio 2011

15. Percezioni e azioni • A frog recognizes flies as food only if they are moving. • We human beings instead recognize flies as flies independently of their movements. • Therefore, the representation that an animal has of its environment is functional to the actions that it is able to execute in that environment. Siena, 18 gennaio 2011

16. A reply to (3c): frogs and flies • It is not the case that we human beings see flies as they are, frogs instead see them as they appear to them. Siena, 18 gennaio 2011

17. Real world / phenomenal world • Mental representations are constructions of the mind (=brain), not the copies of real objects. • There is similarity between the activity patterns of hidden units in an artificial neural network and mental representations: they are a representation (= a state space partition) of the input apt to get the desired output. • Every species lives in its own phenomenal world adapted to a certain kind of interaction with the real physical world. Siena, 18 gennaio 2011

18. Conclusione provvisoria • Perceptions can be naturalised only if the common sense concept of ‘perception’ is radically changed: perceptions are not copies of real objects passively received from the external world but formats given to sensory inputs in order to construct a stable and multi-purpose model of reality that is able to control the very flexible behaviour of human beings. • These perceptions can be functionally reduced and therefore can be implemented by brain processes. Siena, 18 gennaio 2011

19. Esseri umani ed animali • Animals acquired the ability to perceive some features of the external world and of their own body in order to execute movements apt to increase the probability to survive (e.g. by catching preys or avoiding plunderers). Siena, 18 gennaio 2011

20. Perception and sensory-motor coordination • Human senses and human sensori-motor coordination are the result of biological evolution. Biological evolution Siena, 18 gennaio 2011

21. Perception and sensory-motor coordination: • Perceptions can be conscious or unconscious: in both cases they are mental representations of the internal and external world. • Human beings construct a representation of the external world in order to move and act in it. Siena, 18 gennaio 2011

22. The computational brain • According to the Representation Action Theory the brain acquires by means of the senses a certain amount of information about some regularities of the external world as regards the distribution of matter and physical events in space and time and changes the format of such information step by step until a pattern of motor neurons activity able to trigger a right motor response is produced. Siena, 18 gennaio 2011

23. Styles of brain computation No!!! Symbolic representations A Brooks’ robot Unlikely! No representations May be! Subsymbolic representations Siena, 18 gennaio 2011

24. Naturalising perceptions Functional reduction • A perception is functionally reducible to an intermediate step in the information processing of sensori-motor coordination • Therefore it is similar to the activity pattern of hidden units in an artificial neural network and is describable as a vector in a state space. Siena, 18 gennaio 2011

25. Naturalising perceptions Neural implementation • Perceptions as vectors in a space state are biologically implemented by the dynamics of brain processes. Siena, 18 gennaio 2011

26. Esseri umani e macchine D. Dennett – E il cervello è a sua volta un’immensa macchina per molti versi simile al computer […] E. Carli – Crede allora che sarebbe possibile “amare” una macchina? D. Dennett – Quanto all’ipotesi di amare una macchina, devo dire che se tale macchina fosse Michelle Pfeiffer non vedo perché non potrei amarla. (Cervelli che parlano, Mondadori, 1997, pp. 75-76) Siena, 18 gennaio 2011

27. Filosofia e neuroscienzeProcessi cognitivi senza processi cerebrali? “Io ho spesso anche fatto vedere con tutta chiarezza che la mente può agire indipendentemente dal cervello, poiché è certo che esso è affatto inutile, quando si tratta di formare degli atti di pura intellezione, ma serve soltanto quando si tratta di sentire o di immaginare qualche cosa” (Cartesio 1641 [“Risposte alle quinte obiezioni”], trad. it. Laterza p. 345). Cartesio Siena, 18 gennaio 2011

28. Filosofia e neuroscienzeProcessi cognitivi senza processi cerebrali? N400 La rilevazione di un errore sintattico è correlata a “potenziali di prontezza” diversi da quelli correlati alla rilevazione di un errore semantico. N400: errore semantico Siena, 18 gennaio 2011

29. Filosofia e neuroscienzeProcessi cognitivi senza processi cerebrali? La rilevazione di un errore sintattico è correlata a “potenziali di prontezza” diversi da quelli correlati alla rilevazione di un errore semantico. P600 errore sintattico Siena, 18 gennaio 2011

30. Filosofia e neuroscienzeCasi clinici a favore della riduzioneIdentità tra vedere e saper di vedere? Senso comune: se vedo qualcosa, so di vederlo; e se so di vedere qualcosa, allora lo vedo. “Poiché noi percepiamo di vedere e di udire, o con la vista si deve percepire che si vede, o con un altro senso […] se fosse un altro il senso che percepisce la vista, o si andrà all’infinito oppure un dato senso avrà sé per oggetto, e quindi sarà meglio riconoscere tale capacità al primo” (Aristotele, De anima, III, 2, 425b 10-20; trad. it. G. Movia). Siena, 18 gennaio 2011

31. Filosofia e neuroscienzeCasi clinici a favore della riduzioneDisgiunzione tra percezione e coscienza Blindsight: percezione senza coscienza Si fanno vedere delle barre orizzontali o verticali nell’emicampo sinistro ad un paziente che abbia subito una commissurotomia e gli si chiede che cosa ha visto. Il paziente risponde “niente”, ma se viene costretto a tirare a indovinare, indovina in una percentuale nettamente superiore al caso.

32. Casi clinici a favore della riduzioneDisgiunzione tra percezione e coscienza “Anton’s blindness”: coscienza senza percezione Il dottore vi domanda che cosa c’è sul tavolo davanti a voi: “Ma c’è un orologio!” rispondete, stupiti che il dottore sia tanto stupido da chiedervelo. L’orologio è lì, si vede! Ma in effetti sul tavolo c’è un computer. Voi siete ciechi e non ve ne accorgete.

33. Casi clinici a favore della riduzioneDisgiunzione tra percezione e coscienza “Anton’s blindness”: coscienza senza percezione Anton-Babinski syndrome, more frequently known as Anton's blindness, is a rare symptom of brain damage occurring in the occipital lobe. People who suffer from it are "cortically blind," but affirm, often quite adamantly and in the face of clear evidence of their blindness, that they are capable of seeing. Failure to see is dismissed by the sufferer through confabulation. It is mostly seen following a stroke, but may also be seen after head injury” (Wikipedia) Lobo occipitale Siena, 18 gennaio 2011

34. Filosofia e neuroscienze Casi clinici a favore della riduzione La paziente di Y. Agid “La stimolazione elettrica, per errore, di certi punti del tronco enecefalico provocò in una paziente affetta da Parkinson, ma non da una sindrome depressiva, una crisi di pianto seguita da affermazioni sulla propria tristezza e sul proprio desiderio di morire. Diciannove secondi dopo l’interruzione della corrente la paziente era di nuovo normale e non sapeva spiegarsi l’accaduto” (Damasio 2003, p. 67 sgg.). Siena, 18 gennaio 2011

35. Filosofia e neuroscienze Casi clinici a favore della riduzione La paziente di Y. Agid Spiegazione: la corrente aveva raggiunto alcuni nuclei del tronco che comandano delle azioni come piangere o singhiozzare, azioni che a loro volta producono normalmente tristezza, ossia che eccitano alcune parti del sistema limbico. PRIMA CONCLUSIONE: sono le azioni (movimenti del corpo) che producono le emozioni e poi i sentimenti (=emozioni divenute coscienti), non l’inverso! Non è vero che piango perché sono triste: sono triste perché piango. Siena, 18 gennaio 2011

36. Filosofia e neuroscienze Casi clinici a favore della riduzione La paziente di Y. Agid SECONDA CONCLUSIONE: Dei pensieri tristi rinforzano certo dei sentimenti di tristezza, ma, almeno in questo caso, l’ordine temporale e causale è inverso: azione  emozione (inconscia)  sentimento (cosciente)  pensieri tristi. Siena, 18 gennaio 2011

37. Filosofia e neuroscienze Un altro esperimento a favore della riduzione B. Libet ed il libero arbitrio I potenziali di prontezza che precedono il movimento del dito precedono anche di circa 300 millisecondi la decisione cosciente di muoverlo. Siena, 18 gennaio 2011

38. Siena, 18 gennaio 2011

39. Thank you for your attention! Siena, 18 gennaio 2011