In Curiosità scientifiche

Cosa hanno in comune un banco di pesci che nuota con perfetto sincronismo e le cellule del nostro cervello che danno vita a un flusso ininterrotto di pensieri, ricordi e conoscenze complesse?

Molto più di quello che immaginiamo, come si scopre guardando questo video di Nathan Jacobs.

I pesci che nuotano in gruppo e i neuroni nel nostro cervello seguono entrambi alcune semplici regole, in modo che la loro attività si organizzi secondo uno schema affidabile ed efficace. È questa proprietà emergente, come la chiamano gli studiosi, che consente ai pesci di salvarsi dagli squali e alla nostra mente di fare cose apparentemente banali come riconoscere i volti, compiere con successo la stessa azione innumerevoli volte e conservare quelle semplici abitudini che tutti apprezzano di noi.

Ma come fanno i pesci a nuotare in banchi, coordinando senza sforzo ogni loro mossa?

Ogni pesce percepisce l’ambiente circostante con grande precisione, mantiene la consapevolezza della propria posizione all’interno del banco e decide dove e come muoversi rispetto ai cambiamenti delle correnti d’acqua e al movimento del gruppo. In pratica, fa due cose: sta vicino, ma non troppo, al pesce che ha accanto e continua a nuotare.

Apparentemente è tutto qui. Ma, in realtà, c’è molto di più:

Ogni singolo pesce si concentra su queste minuscole interazioni locali, ma se si uniscono abbastanza pesci, succede qualcosa di interessante. Il movimento del singolo pesce si confonde in un’entità nuova: il banco, che ha il suo personale assetto di comportamenti. Il banco non è controllato da un singolo pesce. Nasce quando abbastanza pesci seguono la giusta serie di regole locali. È come un caso che si ripete all’infinito, permettendo ai pesci di tutto l’oceano di sfuggire ai predatori.

La cosa sbalorditiva e che la proprietà emergente esiste in molti sistemi complessi di elementi interagenti. Per esempio, il modo particolare in cui milioni di granelli di sabbia collidono e rotolano gli uni sugli altri, crea quasi sempre lo stesso motivo ondulato. E quando l’umidità si congela nell’atmosfera, le specifiche proprietà di legame delle molecole dell’acqua producono reticoli che si irradiano e formano bellissimi fiocchi di neve.

L’insieme è quindi qualcosa di molto più ampio e diverso della semplice sommatoria di tutti gli elementi che lo compongono:

La proprietà emergente è così complessa che non la si può capire semplicemente scomponendola, come il motore di un’auto. Smontare gli elementi è un primo passo per capire i sistemi complessi. Ma se riduciamo un banco di pesci a dei pesci singoli, il banco perderà la sua capacità di evitare i predatori e non ci resterà più niente da studiare. E se riduciamo il cervello a dei singoli neuroni, rimarremo con qualcosa di totalmente inaffidabile, che non c’entra niente con il nostro modo di pensare e comportarci. 

Allo stesso modo, qualunque cosa stiamo pensando in questo momento non dipende da un singolo neurone in un angolo del nostro cervello. Al contrario, la mente si sviluppa grazie all’attività collettiva di moltissimi neuroni.

Ci sono milioni di neuroni nel cervello umano, che hanno miliardi di collegamenti tra di loro. Quando attiviamo un sistema così complicato, potremmo aspettarci una miriade di comportamenti strani, ma questo nella realtà non avviene.

È la stessa straordinaria caratteristica che ci hanno mostrato i pesci: se ci sono le giuste regole e si incontrano le condizioni essenziali, un sistema complesso riprodurrà le stesse abitudini, ripetutamente, trasformando il caos in un ordine armonioso.

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