Gerald Edelman

Gerald Maurice Edelman

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Premio Nobel per la medicina 1972

Gerald Maurice Edelman (New York, 1º luglio 1929 – La Jolla, 17 maggio 2014) è stato un biologo statunitense, premio Nobel per la medicina nel 1972, insieme a Rodney Porter, per i suoi lavori sul sistema immunitario.

Dopo tali inizi da ricercatore puro Edelman ha sempre più spostato i suoi interessi verso la fisiologia dell'encefalo e le sue funzioni, approdando infine allo studio specifico delle funzioni cognitive mentali, di cui è diventato uno dei massimi esponenti.

L'originalità di Edelman sta nell'aver coniugato i principi biologici generali dell'evoluzionismo al sistema mente, teorizzando quel darwinismo neurale che è diventato dagli anni ottanta oggetto di studi e sviluppi. Eminente esponente delle scienze cognitive contemporanee, egli ha continuato a sviluppare le sue premesse nei saggi più recenti, con sempre ulteriori precisazioni funzionali. Egli è stato infatti uno strenuo oppositore dell'approccio funzionalistico alle funzioni mentali e fautore del riduzionismo biologico. In quest'ottica ha coniato il concetto di coscienza primaria.

Studi sul sistema immunitario

Diagramma che illustra i ponti disolfuri (in rosso) che collegano le catene leggere (verde) e pesanti (blu) delle molecole di Immunoglobulina M (IgM). Il diagramma illustra anche le posizioni relative dei domini variabili (V) e costanti (C) di una molecola IgG. le regioni delle catene pesanti e leggere si uniscono per formare siti di legame dell'antigene alla fine dei due bracci simmetrici dell'anticorpo.

Agli inizi degli anni sessanta Edelman decide di occuparsi del sistema immunitario e di mettere a fuoco il tema degli anticorpi e dei linfociti, che a quel momento gli parevano insufficientemente chiariti. Avendo trovato in Rodney Robert Porter un collaboratore con gli stessi interessi, Edelman dà corso a una serie di ricerche dagli sbocchi innovativi. Il lavoro portato avanti con Porter permise di fare importanti scoperte sulle modalità d'azione di alcune proteine che sono prodotte dai linfociti, caratterizzate da legami disolfuri che le tengono insieme a formare catene complesse. Sulla base di queste ricerche a Edelman e Porter venne assegnato il Premio Nobel per la medicina del 1972.

Topobiologia cellulare

Edelman conia il termine di topobiologia per indicare una nuova disciplina che riguarda lo studio del modo con cui le cellule viaggiano per raggiungere una certa zona del corpo del feto e lì dar luogo a certi organi o a certi tipi di tessuto. Si tratta in pratica dello studio dei processi regolativi delle reti cellulari, i quali dipendono dalle interazioni delle molecole presenti sulle superfici delle cellule con quelle di altre cellule o substrati.

In maniera epigenetica i mutamenti si avvicendano e si sovrappongono e la neo disciplina edelmanniana ha lo scopo di stabilire in che modo, durante lo sviluppo del feto, cellule di tipi diversi vengono sistemate nel tempo o nella sede opportuni per generare la configurazione tissutale specie-specifica e la forma dell'animale. Per quanto la teoria si occupi delle strutture formali degli animali i principi con essa elaborati valgono anche per il modo con cui i neuroni costruiscono le varie parti del cervello e da ciò la Teoria della Selezione dei Gruppi Neurali più nota come darwinismo neurale.

Darwinismo neurale

Le ricerche sul cervello che Edelman aveva avviato di concerto con quelle sul sistema immunitario, e poi con la topobiologia, hanno il loro sbocco logico nella neurofisiologia, di cui Edelman inizia a occuparsi a tempo pieno dagli anni '80. Nell'elaborazione della teoria, Edelman parte da alcuni presupposti che gli provengono dalle ricerche precedenti, ovvero che le modalità con cui i neuroni si strutturano e funzionano "per gruppi" sono sempre epigenetici e mai per istruzioni del genoma. In Bright Air, Brilliant fire. On the Matter of the Mind (tradotto in italiano col titolo Sulla materia della mente), la Groups Neuronal Selection Theory (GNST; in italiano TSGN) si basa su presupposti euristici e metodologici che così Edelmann spiega:

«Dobbiamo essere in grado di conciliare la variabilità strutturale e funzionale del cervello con la necessità di spiegare la sua capacità di categorizzare. A questo scopo ci occorre una teoria che presenti alcune caratteristiche indispensabili: deve concordare con i dati dell’evoluzione e dello sviluppo; deve rendere conto della natura adattativa delle risposte alle situazioni nuove; deve mostrare come le funzioni cerebrali crescano in armonia con le funzioni del corpo, seguendone i cambiamenti dovuti alla crescita e all’esperienza; deve rendere conto dell’esistenza delle mappe cerebrali, della loro funzionalità e variabilità; deve spiegare come si arrivi a una risposta integrata partendo da una molteplicità di mappe e come da queste si giunga alla generalizzazione delle risposte percettive anche in assenza del linguaggio. Infine, una teoria siffatta deve render conto della comparsa, nel corso dell’evoluzione, delle varie forme di categorizzazione percettiva e concettuale, della memoria e della coscienza.»

(G. Edelman, Sulla materia della mente, Adelphi 1992, pag.131)

L'integrazione delle funzioni e delle risposte, sostiene Edelman, per risultare valida e corretta deve inoltre rispondere, senza il coinvolgimento del linguaggio, ai requisiti evoluzionistici così come dimostrati dalla neurofisiologia avanzata. In estrema sintesi, la Groups Neuronal Selection Theory si fonda su tre pilastri principali quali principi evolutivi:

1. quello della selezione neurale nello sviluppo fetale (repertorio primario delle mappe funzionali);
2. quello della selezione neurale dipendente dalle esperienze dell'animale nel corso della sua esistenza (repertorio secondario delle configurazioni funzionali di mappe e circuiti);
3. il rientro nelle mappe di reti neuronali di segnali nella percezione del vissuto nel mondo esterno che le aggiornano continuamente nelle loro connessioni sinaptiche producendone il mutamento continuo è la parte più importante del processo.

Nel suo insieme:

«L’intero processo si basa sulla selezione e coinvolge popolazioni di neuroni impegnate in una competizione topobiologica. Si definisce repertorio primario una popolazione variabile di gruppi di neuroni in una data regione del cervello, incluse le reti di neuroni che emergono attraverso processi di selezione somatica. Il codice genetico non fornisce uno schema preciso e dettagliato per arrivare alla formazione di questi repertori, ma piuttosto impone un insieme di vincoli al processo di selezione.»

(G. Edelman, Sulla materia della mente, pag. 134)

Teoria della coscienza

Sulle basi del darwinismo neurale Edelman ha perfezionato nell'ultimo ventennio ulteriormente la sua teoria della coscienza del nucleo dinamico, che viene distinta a due livelli organizzativi: una coscienza primaria che è consapevolezza del mondo esterno e del proprio corpo in esso, com'è nel bambino piccolo; poi c'è una coscienza superiore che determina l'individualità delle persone mature, cioè "la coscienza di essere coscienti". Dalla fine degli anni novanta del secolo scorso Edelman si è avvalso della collaborazione di Giulio Tononi, un neurofisiologo di origine italiana, e con lui ha scritto Universe of Consciousness: How Matter Becomes Imagination, NY, Basic Books 2000 (Un universo di coscienza, Einaudi 2002). Le basi teoriche restano però quelle già espresse vent'anni prima e che ritroviamo nel seguente periodo di Sulla materia della mente:

« La prima [coscienza primaria] è lo stato di consapevolezza mentale delle cose del mondo, in cui si hanno immagini mentali del presente; ma non si accompagna affatto alla sensazione di essere una persona con un passato e un futuro. È ciò di cui sono presumibilmente dotati alcuni animali senza linguaggio né semantica. La coscienza di ordine superiore, invece, comporta il riconoscimento da parte di un soggetto raziocinante dei propri atti e dei propri sentimenti; incorpora un modello dell’identità personale, del passato e del futuro, oltre al modello del presente. Rivela una consapevolezza diretta, la consapevolezza non inferenziale, o immediata, di episodi mentali senza il coinvolgimento di organi di senso o di recettori. È ciò che abbiamo noi, esseri umani, in aggiunta alla coscienza primaria: siamo coscienti di essere coscienti. »

(G.Edelman, Sulla materia della mente, op. cit., pag.174)

Prototipi di artefatti coscienti "Darwin"

Nell'ambito delle ricerche svolte dal Neurosciences Institute,dal 2002 Edelman ha partecipato alla progettazione di congegni basati su funzionalità di tipo cerebrale chiamati BBD (Brain-Based Devices) ,la serie di prototipi autonomi battezzati Darwin è composta da un congegno semovente chiamato NOMAD munito di sensori, microfoni, pinze e ruote, collegato ad un cervello simulato da una batteria di computer potenti.

Opere

• Gerald Maurice Edelman, Vernon B. Mountcastle, Mindful Brain: Cortical Organization and the Group-Selective Theory of Higher Brain. MIT Press, Cambridge (Massachusetts), 1978. ISBN 978-0-262-55007-9
• Gerald Maurice Edelman, Einer Gall, Maxwell Cowan, Dynamic Aspects of Neocortical Function. John Wiley & Sons, New York, 1984.
• Gerald Maurice Edelman, Neurobiology. An introduction to Molecular Embriology. Basuc Books, New York, 1988.
• Gerald Maurice Edelman, Il presente ricordato. Una teoria biologica della coscienza. Rizzoli, Milano, 1991. ISBN 978-88-17-84108-5
• Gerald Maurice Edelman, Sulla materia della mente. Adelphi, Milano, 1992. ISBN 978-88-459-0977-1
• Gerald Maurice Edelman, Topobiologia. Introduzione all'embriologia molecolare. Bollati Boringhieri, Torino, 1993. ISBN 978-88-339-0739-0
• Gerald Maurice Edelman, Darwinismo neurale. La teoria della selezione dei gruppi neuronali [1987]. Einaudi, Torino, 1995. ISBN 978-88-06-12752-7 Nuova edizione, Raffaello Cortina Editore, Milano, 2018. ISBN 978-88-6030-9907
• Gerald Maurice Edelman, Giulio Tononi, Un universo di coscienza. Come la materia diventa immaginazione. Einaudi, Torino, 2000. ISBN 978-88-06-15621-3
• Gerald Maurice Edelman, Più grande del cielo. Lo straordinario dono fenomenico della coscienza. Einaudi, Torino, 2004. ISBN 978-88-06-17072-1
• Gerald Maurice Edelman, Seconda natura. Scienza del cervello e conoscenza umana. Raffaello Cortina, Milano, 2007. ISBN 978-88-6030-141-3.

Voci correlate

• Darwinismo neurale
• Scienze cognitive
• Mente
• Filosofia della mente

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• Wikimedia Commons contiene immagini o altri file su Gerald Edelman

Collegamenti esterni

• Edelman, Gerald Maurice, su Treccani.it – Enciclopedie on line, Istituto dell'Enciclopedia Italiana.
• (EN) Gerald Maurice Edelman, su Enciclopedia Britannica, Encyclopædia Britannica, Inc.
• (EN) Gerald Edelman, su nobelprize.org.
• Gerald Edelman telling his life story at Web Of Stories
• The Scripps Research Institute - Faculty: Gerald Edelman, su scripps.edu. URL consultato il 1º maggio 2019 (archiviato dall'url originale il 9 gennaio 2011).
• "Evolution in Your Brain: Gerald Edelman says only the fittest neurons survive" Interview in Discover Magazine, July 2007
• "The Brain Doctor: Dr. Gerald Edelman is a Genius on a Spiritual Path"- Profile in San Diego Jewish Journal, October 2007
• "From Brain Dynamics to Consciousness" Archiviato il 6 gennaio 2012 in Internet Archive., Video, IBM Lecture on Cognitive Computing, June 2006