LA NOZIONE DI MODULARITÀ

Proprietà salienti e adeguatezza empirica

 

III.1 - Località funzionale, località strutturale
III.2 - Che cos'è un modulo
III.3 - Modularità debole

III.4 - Località strutturale
III.5 - Architettura funzionale e anatomia funzionale
III.6 - Architetture mentali, mappe neurali e modelli ibridi

 

III.1  - LOCALITA' FUNZIONALE, LOCALITA' STRUTTURALE

Nei due capitoli precedenti abbiamo considerato le strategie di analisi di cui due paradigmi metodologici esemplari si avvalgono al fine di mettere in relazione l’architettura funzionale di dati sistemi con l’anatomia del cervello. Abbiamo mostrato a tale scopo come, tanto le metodologie di correlazione diretta (tecniche elettrofisiologiche, stimolazione transcorticale), quanto quelle di correlazione indiretta a partire da deficit (neuropsicologia, studi di lesione su animali, inibizione magnetica) mirino ad isolare proprietà “locali” dalla complessità dei fenomeni che studiano: tanto cercare il sostrato neurale di una disfunzione comportamentale o di una certa capacità quanto indagare la specializzazione funzionale di una popolazione di neuroni sono istanze che richiedono, da un lato, di segmentare un comportamento in sottoprocessi, dall’altro di tracciare confini discernibili fra strutture del cervello che possano essere messe in relazione significativa con questi ultimi. Ciò che cercheremo di indagare in questo capitolo è che cosa si intenda per “componente funzionale” da un lato e per “correlato neurale” dall’altro.

La “nuova organologia”, secondo la definizione di Marshall[1], è un paradigma scientifico che considera il cervello, anziché equipotenziale e globalmente coinvolto da qualsiasi tipo di attività[2], costituito da una collezione di organi distinti deputati a diverse funzioni, o – più precisamente – organizzato in aree fortemente specializzate che realizzano particolari classi di operazioni richieste da processi più complessi. Il nuovo paradigma, rispetto a quello dei neurofisiologi del secolo scorso, si avvale di conoscenze ben più dettagliate dell’anatomia e della fisiologia cerebrale, nonché di strumenti di analisi estremamente più fini per la scomposizione dei processi dal punto di vista comportamentale: si rende perciò possibile, all’interno di esso, un esame metateorico di quali criteri si possono assumere per “isolare” i componenti postulati.

In questo capitolo cercheremo di esaminare e, in alcuni casi, di dirimere alcune questioni relative alla nozione di “località” che permea tutti questi studi, tentando di distinguere i criteri che permettono di identificare una località funzionale ed una località strutturale. Ci soffermeremo in primo luogo sulla definizione classica di “modulo”, concetto cardine del paradigma localizzazionista, e presenteremo contestualmente alcune definizioni più deboli, ma empiricamente più adeguate, della stessa nozione. In particolare mostreremo come si celi spesso nel concetto di modulo un’ambiguità tale da ingenerare sovrapposizioni fra il piano descrittivo dell’architettura funzionale e quello dell’anatomia funzionale e come, al fine di porre in modo rigoroso il problema della correlazione fra funzione e struttura, vadano distinti rigorosamente questi due piani. Ci soffermeremo altresì sulla necessità di grane di analisi congrue per permettere di formulare ipotesi di correlazione. Concluderemo con un esame dei modelli che vengono prodotti nel quadro delle diverse metodologie, interrogandoci sulla natura e sullo status teorico dei componenti che essi postulano.

III.2  - CHE COSA E' UN MODULO?

L’ipotesi che il cervello sia costituito da sistemi operanti in maniera indipendente gli uni dagli altri ha assunto vigore negli ultimi quarant’anni sotto la pressione di diverse discipline: argomenti di natura computazionale, linguistica, psicologica e neurofisiologica  hanno fatto di quest’idea, già tacciata di ingenuità scientifica[3], uno dei principî più ampiamente condivisi ai fini di descrivere l’organizzazione cerebrale.  Tentativi di caratterizzare in modo rigoroso quest’ipotesi – a cui d’ora in poi faremo riferimento come “modularità” o “ipotesi modulare” –  si sono succeduti negli anni ’80, aprendo un dibattito sull’adeguatezza dei criteri a fronte dei risultati della ricerca  tanto in campo psicologico-comportamentale, quanto in quello neurobiologico.

Di questi tentativi, il più rappresentativo è certamente quello di Fodor[4]. La sua proposta, pur suggerendo una nozione di modulo non banale ma per certi aspetti “vuota” (come cercheremo di mostrare in seguito), è quella che meglio ha sviscerato le caratteristiche in virtù delle quali si possano isolare particolari sottosistemi funzionali e  che fra i primi ha gettato luce sul quadro concettuale che fa da sfondo ai modelli di information-processing[5]. Non ci interessa in questa sede valutare l’attendibilità del quadro complessivo di organizzazione cerebrale in cui viene inscritta questa nozione di modularità (quella cioè della dicotomia fra sistemi periferici di elaborazione degli stimoli sensoriali e sistemi centrali[6]), quanto piuttosto sottoporre a critica l’insieme dei tratti definitori proposti, per valutarne la testabilità sperimentale, l’adeguatezza ai fini della correlazione col sostrato neurale e l’idea complessiva di “località” che da essi risulta.

I criteri proposti da Fodor sono per la maggior parte intesi a stabilire in base a quali proprietà architettoniche (relative, cioè, a quanto abbiamo chiamato “architettura funzionale”) sia possibile isolare determinati sottosistemi all’interno di facoltà più ampie come la facoltà della visione o la facoltà del linguaggio (o più precisamente i processi coinvolti dalla lettura, dalla scrittura, dall’espressione verbale, etc.): si tratta, cioè, di proprietà relative al puro trattamento dell’informazione all’interno di tali sottosistemi, senza alcuna assunzione in merito alla loro implementazione neurale. Fodor non si limita però a questo e si spinge ad enunciare criteri relativi alla realizzazione fisica dei moduli: ci interessa qui capire se la definizione dei moduli sia effettivamente scevra da ingerenze anatomo-funzionali o se invece la realizzazione neurale subentri in qualche modo nella loro definizione e, in quest’ultimo caso, quali conseguenze ne discendano.

Fodor definisce “modulo” un componente di un sistema più complesso che goda delle seguenti proprietà:

1.     domain specificity: per specificità di dominio si intende la destinazione di un sistema all’elaborazione dell’informazione proveniente da una sola modalità sensoriale o, meglio, all’elaborazione selettiva di un certo tipo di informazione proveniente dai sensi. Questa caratteristica esclude cioè che lo stesso componente funzionale possa trattare input esterni al dominio per il quale è designato. In sede sperimentale, la specificità di dominio è testabile attraverso la selettività della risposta di aree cerebrali a classi definite di stimoli. Si tratta di una proprietà squisitamente architettonica che può ricevere potenziali conferme o confutazioni empiriche dalla scoperta di stadi primari multimodali di elaborazione dell’informazione.

2.     innateness: è questo un tratto che ci interessa meno discutere in questa sede, dal momento che tocca questioni di ordine diverso rispetto al nostro, in particolare quella dello sviluppo cerebrale e del rapporto che intercorre nell’acquisizione di tali sistemi fra specificazione endogena (geneticamente codificata) e apprendimento. Dal punto di vista funzionale, la domanda circa l’innatezza di un sistema può riformularsi nella domanda relativa allo sfruttamento di risorse primitive nel cervello, piuttosto che risorse da queste derivanti. Che tale caratteristica non abbia conseguenze soltanto sul piano architettonico lo dimostra il suo strettissimo legame con la 3.

3.     not assembled: uno dei criteri a nostro avviso più problematici è quello del carattere primitivo piuttosto che assemblato di un dato sistema. Viene definito assembled “un sistema costituito dall’unione di un insieme di processi più elementari”, rispetto ad uno la cui architettura virtuale “corrisponde invece in modo relativamente diretto alla sua implementazione neurale”. È chiaro che con questo criterio ci spostiamo su un piano non più semplicemente architettonico, ma in una certa misura ibrido, dal momento che riguarda al tempo stesso lo status del sottocomponente considerato nei confronti di altri componenti nel quadro dell’organizzazione funzionale del sistema e la sua specifica realizzazione a livello cerebrale. La questione se un componente funzionale sia elementare o assemblato nella formulazione di Fodor è a nostro avviso complessivamente mal posta. In primo luogo, dal punto di vista puramente funzionale (senza cioè considerare la questione, cui Fodor è particolarmente interessato, dell’ontogenesi del sistema[7]), la definizione di un componente come “assemblato” dipende dalla grana di analisi funzionale adottata: ridefinire un componente come non primitivo non significa tanto rivelare la sua natura complessa in termini di sottocomponenti ancora più semplici, quanto adottare una grana di analisi funzionale più fine[8]. La semplicità di un componente dipende da che cosa si consideri atomico ai sensi dell’analisi funzionale, è cioè una variabile legata alla profondità dell’analisi funzionale che adottiamo. In secondo luogo, dal punto di vista implementazionale risulta oscuro cosa debba significare “direttamente associato con un’architettura neurale fissa”: ci sembra di potere rilevare in questa idea di implementazione diretta un’ingenuità epistemologica, la pretesa cioè di trarre garanzie sulla validità dell’analisi funzionale dal riscontro di popolazioni neurali che realizzino direttamente i componenti postulati. La scoperta di aree cerebrali che implementano componenti funzionali non ulteriormente analizzabili dipende dalla grana dell’analisi funzionale adottata e dal livello più basso al quale un processo fisiologico può essere interpretato in termini funzionali: assumere evidenza neuroscientifica per stabilire la “semplicità” funzionale di un componente ipotizzato dipende da una larga serie di assunzioni e comporta difficoltà teoriche ardue da sormontare[9]. Complessivamente, la definizione di “assemblato” è mal posta in quanto sovrappone indebitamente il piano dell’architettura funzionale con quello dell’anatomia funzionale: “essere costituito da un insieme di processi più elementari” (una caratteristica propriamente architettonica) non può infatti venire contrapposto a “essere associato ad una architettura neurale fissa” (caratteristica anatomo-funzionale). Appare, in conclusione, nella definizione di “assemblato” quella collisione fra i due livelli descrittivi che inficia la possibilità stessa di stabilire una valida correlazione fra funzione e struttura – collisione sulla quale torneremo in seguito.

4.     hardwired: in stretta relazione con i due criteri precedenti è la caratteristica di essere associato a meccanismi neurali specifici e localizzabili. Se si lascia da parte l’idea della realizzazione neurale come indice del carattere “primitivo” piuttosto che acquisito di un sistema cognitivo, resta comunque teoricamente possibile stabilire se una lesione neurale alteri o inibisca in modo selettivo l’attività di un dato sistema. Questa caratteristica, relativa al piano implementazionale, è cioè direttamente esperibile attraverso lo studio dell’effetto di lesioni che producono deficit selettivi di determinate capacità e in questo senso è intimamente correlata al criterio 1. di specificità di dominio. Il problema merita però alcune precisazioni. Innanzitutto esistono fenomeni patologici che relativizzano l’idea della lesionabilità selettiva di un solo sistema[10]. Rimane però da definire un criterio adeguato per distinguere ciò che è hardwired in questo senso da ciò che non lo è: se sistemi non concentrati in specifiche regioni cerebrali, ma distribuiti in varie aree della corteccia si presentano nondimeno omogenei dal punto di vista della specificità funzionale, il fatto che non siano suscettibili di lesioni selettive ci porterebbe infatti a concluderne, secondo la definizione data, il carattere non hardwired [11].

5.     computationally autonomous: un componente si definisce computazionalmente autonomo se non condivide con altri componenti risorse comuni come meccanismi attenzionali, o buffer di memoria. Il problema è qui quello, puramente architettonico, dell’accesso del sistema a risorse condivise: se cioè il componente domandi tali risorse e possa esserne fornito o invece porti a termine l’intero processo di cui è responsabile in modo completamente autonomo. L’idea è che se un sistema non è autonomo dal punto di vista computazionale, i sistemi cognitivi centrali hanno accesso a stadi intermedi del processo che esso svolge – e non soltanto all’output finale di quest’ultimo. Si consideri ad esempio il caso del del riconoscimento di stimoli uditivi: se, da un lato, dettagli subfonetici non sono estrapolabili dai primi stadi del processo, dall’altro livelli intermedi fra la decodifica della forma fonologica e quella della forma logica sono disponibili se la loro estrapolazione è richiesta dalle necessità del task [12]. L’idea di Fodor – confutata da diversi studi in campo comportamentale sulle modulazioni attenzionali che intervengono anche a stadi estremamente bassi di elaborazione dell’informazione – è che l’accesso a stadi intermedi del processo realizzato da un componente sia possibile solo imponendo particolari richieste computazionali alle risorse di memoria e di attenzione e che altrimenti solo l’output complessivo risulti accessibile.

6.     informationally encapsulated: l’idea di incapsulatezza (o “impenetrabilità cognitiva”[13]) è forse il tratto definitorio più forte della nozione fodoriana di modulo. Un sistema si definisce “incapsulato” se non riceve informazioni da altri sistemi, ovverosia se i processi che svolge non sono modulati dall’insieme di informazioni di cui l’organismo nel suo complesso dispone, ma dipendono soltanto da informazione di livello più basso (nel modello di Fodor, quella proveniente dai transducers) o da informazione contenuta nel sistema stesso: un caso in cui valutare la validità empirica dell’incapsulatezza è ad esempio quello della visione, dove si può cercare di stabilire in che misura gli stadi iniziali della percezione visiva non siano interessati da conoscenze preacquisite (ingerenze top-down), ma svolgano autonomamente la loro elaborazione degli stimoli. È importante precisare la distinzione che intercorre fra incapsulatezza ed autonomia computazionale: se infatti la seconda si riferisce ad un semplice accesso a risorse condivise, la prima riguarda la permeabilità informazionale del processo realizzato da un sistema. Impiegando le parole di Fodor, i moduli sono componenti “non intelligenti” in quanto sono isolati dall’insieme delle informazioni a disposizione dell’organismo. Senza soffermarci qui sulla discussione relativa alla validità empirica di quest’ipotesi sulla natura dei sistemi di eleborazione periferici[14], ci interessa valutare se la caratteristica di informational encapsulation sia un criterio appropriato per definire “isolabile” un componente dal punto di vista architettonico. Se consideriamo, ad esempio, un ipotetico componente di controllo inteso a misurare il grado di attività complessiva di diversi sistemi, e  tale da ricevere informazione entrante da ognuno di questi sistemi, nulla impedisce che esso sia neurologicamente e funzionalmente isolabile, pur  non essendo, secondo la definizione data, incapsulato[15]. In generale, la caratteristica di incapsulatezza è un criterio definitorio più forte di quanto non si richieda ai fini di isolare componenti funzionali.

 

Accanto a queste caratteristiche, Fodor ne elenca altre correlate in modo più o meno diretto con le precedenti: i moduli sono veloci (ovvero non subiscono interferenze da parte di altri sistemi tali da aver conseguenze sulla durata del processo), sono obbligati (“mandatory”, nel senso che, ad esempio, non è possibile percepire l’enunciazione di una frase come una pura sequenza di suoni o percepire visivamente una scena indipendentemente dalla sua organizzazione tridimensionale), mostrano schemi di disfunzione peculiari (caratteristica legata alla loro specificità di dominio e di fondamentale importanza per l’indagine neuropsicologica), e seguono infine nel loro sviluppo ontogenico un ritmo e una sequenza caratteristica.

L’insieme di queste caratteristiche, intese come condizioni di “isolabilità” di componenti funzionali, invoca alcune osservazioni generali.

In primo luogo, va sottolineata la disinvoltura con cui sono sovrapposti criteri architettonici e criteri anatomici nella definizione di sistemi isolabili: abbiamo mostrato nel capitolo I come l’affidabilità delle inferenze dalla lesione alle cause del deficit  in sede neuropsicologica richieda una precisa distinzione fra il componente funzionale ipotizzato e la sua realizzazione neurale, al fine di non generare artefatti teorici o concludere a ipotesi di localizzazione ingenua. Se la definizione di modulo vuole essere plausibile ai fini di ipotesi di correlazione con l’anatomia cerebrale, deve essere indipendente da proprietà relative al piano anatomo-funzionale. Se cioè, con Fodor, accettiamo di definire un componente “modulo” solo nel caso in cui questo sia al tempo stesso A) autonomo dal punto di vista funzionale (nei vari sensi che abbiamo indicato) e B) associato ad una specifica area corticale, corriamo il rischio di assumere una nozione epistemologicamente ingenua, quanto lo era la nozione di “centro corticale” della neuropsicologia tradizionale[16].

La definizione fodoriana si espone all’ulteriore rischio di risultare vuota, ovverosia di selezionare in base ai suoi criteri un insieme talmente esiguo di componenti funzionali da risultare poco proficua sul piano sperimentale. Se è pur vero che Fodor riconosce la possibilità di diversi “gradi” di modularità, ovvero di componenti isolabili sulla base di un sottoinsieme dei tratti definitori, l’insieme dei requisiti necessari per soddisfare la sua definizione è troppo stringente per poter essere utilmente impiegato in sede euristica[17].

Dal momento che la questione che stiamo qui affrontando investe tanto un problema classificatorio quanto un problema euristico, occorre distinguere a questo proposito due diverse caratterizzazione possibili dell’idea di modulo.

I.                 Da un lato, una caratterizzazione ontologica volta a definire che cosa sia un modulo: ovvero quale sia l’insieme delle proprietà che in astratto un componente deve soddisfare per poter essere classificato come modulo. In una simile definizione potranno comparire anche tratti non riscontrati dal punto di vista sperimentale, ma semplicemente richiesti dalla coerenza della definizione.

II.               Dall’altro, una caratterizzazione epistemica di modularità volta a stabilire come sia individuabile un modulo: ovverosia attraverso quali procedure sia possibile isolare un componente che goda di proprietà precedentemente definite.

In principio, le proprietà caratterizzanti dovrebbero essere definibili indipendentemente dalle strategie per individuarle; di fatto, nella prassi psicologica e neuroscientifica vengono definiti moduli esclusivamente quei componenti per i quali siamo in grado di esibire una procedura di isolabilità.

Ora, riteniamo che la nozione fodoriana risponda in modo insoddisfacente a entrambi questi aspetti. Dal punto di vista epistemico (II), è evidente che la nozione fodoriana si limita a fornire una definizione di che cosa debba intendersi per modulo, senza esplicitare alcun tipo di procedura empirica per stabilire se un componente funzionale soddisfi tale definizione. Per contro, il dibattito in sede neuropsicologica circa l’affidabilità delle strategie dissociative o quello analogo nel campo della psicologia cognitiva (o, come vedremo nel prossimo capitolo, dei metodi di brain imaging) sulle strategie sottrattive rappresenta proprio un tentativo di caratterizzare dal punto di vista epistemico la nozione di modulo[18].

Sul piano definitorio (I), invece, abbiamo visto come la nozione fodoriana risulta talmente restrittiva da rivelarsi vuota. Gran parte degli studiosi ha proposto un’idea di modularità debole (weak modularità) intesa a sostituire la nozione fodoriana di modularità (cui ci riferiremo in seguito come nozione classica o forte – strong – di modularità), tale cioè da rendere conto dell’isolabilità di componenti che rispetto a quest’ultima definizione non risulterebbero modulari[19].

Il problema, in altri termini è quello di individuare dei criteri definitori più deboli ma al tempo stesso non banali (tali cioè da non perdere valore discriminante), e che siano altresì compatibili con le strategie di isolabilità proprie delle singole metodologie. Più precisamente, una nuova definizione di modulo è richiesta dall’esigenza di descrivere sistemi funzionali che non ricadano necessariamente entro le due grandi categorie distinte da Fodor di sistemi periferici e sistemi centrali. Ciò è auspicabile innanzitutto per rendere conto delle proprietà di sistemi che non siano né totalmente equipotenziali e privi di specificità come quelli che egli chiama centrali, né completamente isolati e specializzati come quelli che egli chiama periferici. In secondo luogo, una nuova definizione è richiesta per poter contemplare la scoperta di specificità funzionali di aree a rigore non propriamente periferiche della corteccia cerebrale: la concezione di Fodor non lascia, infatti, spazio ad altri sistemi “localizzabili” nella corteccia cerebrale diversi da quelli relegati ai livelli più bassi della gerarchia dei processi cognitivi: lo studio dell’anatomia funzionale del sistema visivo o, in misura più controversa, del sistema linguistico mostrano la complessiva inadeguatezza empirica di questa ipotesi.

III.3  - MODULARITA' DEBOLE

Il problema di ridefinire la nozione forte di modulo, abbiamo detto, si è configurato come un tentativo di stabilire quali dei tratti definitorî classici fossero dispensabili: in altri termini si è trattato di formulare una definizione di isolabilità, non altrettanto selettiva e al contempo non banale, attraverso l’indebolimento dei singoli requisiti individuati da Fodor. Ciò che va garantito è cioè che l’assunzione di criteri meno forti non precluda comunque la possibilità di isolare sistemi: il rischio opposto ad una definizione troppo rigida è infatti quello di una definizione troppo debole, incapace di far emergere distinzioni e di conseguenza ancor meno rilevante sul piano euristico della prima.  Le caratteristiche di cui tener conto per una riformulazione “debole” della nozione di modularità sono svariate. Elencheremo qui di seguito tanto quelle che emergono dalle esigenze neuropsicologiche, relative soprattutto a proprietà dell’architettura funzionale, quanto quelle invocate da evidenza neuroscientifica – alle quali dedicheremo una riflessione specifica, nel paragrafo successivo, relativamente alle restrizioni sull’architettura funzionale (e alla revisione della rilevanza di determinati criteri di isolabilità) che tale evidenza può suffragare.

1.     Penetrability – nella nostra rassegna sul metodo elettrofisiologico (capitolo II) abbiamo riportato lo stato della ricerca nel campo dello studio delle cortecce visive nei primati: una delle caratteristiche più salienti di questi risultati è che quasi ogni area riceve e proietta informazione da e verso un’altra area. Abbiamo ricordato la cautela che è richiesta nell’inferire  - dall’esistenza di un elevato numero di connessioni - ipotesi sul trattamento dell’informazione all’interno delle singole aree. Tuttavia diversi studi suggeriscono la possibilità che le proiezioni non trasmettano semplicemente l’output di processi incapsulati, ma che invece in molti casi l’interazione fra aree e la presenza massiva di feedback modulino in modo significativo i processi che avvengono all’interno di queste aree[20]: se le cose stanno in questo modo, abbiamo evidenza rilevante per ridimensionare l’importanza dell’informational encapsulation a vantaggio della penetrabilità nella definizione di modulo. Da parte neuropsicologica, d’altro canto, si è sollevata l’esigenza di contemplare la possibilità di modulazioni da parte di diversi componenti o di risorse condivise nei confronti dei processi computazionali realizzati da singoli sistemi. Si è cioè richiesto di indebolire  i requisiti di informational encapsulation e di computational autonomy e di reinserirli in una gamma differenziata di possibilità relative al “grado di interazione” fra sistemi[21]. In questa prospettiva i sistemi si possono considerare differenti nel loro grado di modularità ed un sistema relativamente modulare può risultare suscettibile di impiegare risorse più generali. L’esigenza comune – che emerge tanto in sede neuroscientifica quanto in sede neuropsicologica – di rendere conto delle interazioni fra i vari componenti, senza pregiudicarne la specificità computazionale, è colta in modo particolarmente felice dalla concezione di “sistema quasi-scomponibile” (nearly decomposable subsystem) formulata da Simon[22]: egli definisce quasi-scomponibile un sistema che, ad un livello di analisi superficiale, risulti costituito da sottocomponenti che operano in maniera indipendente l’uno dall’altro e le cui interazioni sono relativamente deboli, e che – a misure più sensibili – riveli invece schemi complessi di interazione fra tali componenti: l’efficacia descrittiva di una simile nozione sta nel fatto che un’analisi di un sistema in termini di componenti debolmente modulari (analisi indispensabile per la comprensione dell’architettura funzionale di tale sistema) non esclude la possibilità di rendere conto, a livelli di analisi più fini, di interazioni fra componenti il cui effetto non emerge al livello sistematico complessivo[23].

2.     Functional Interdependence – Affine al precedente, ma per certi aspetti distinto è il problema dell’interdipendenza funzionale: mentre la questione della penetrabilità richiede che una nozione di modularità “debole” possa contemplare il caso in cui due componenti siano isolabili anche in presenza di interazioni trascurabili a livello macroscopico, la nozione di interdipendenza funzionale richiede che due sistemi si possano ritenere isolabili anche se ricevono input da componenti condivisi. L’architettura di un sistema può essere caratterizzata a diversi livelli di analisi. È possibile, in questo senso, che sistemi identificati ad un livello più grossolano siano il prodotto dell’attività congiunta di una serie di sottosistemi  più semplici, rilevabili ad un’analisi più fine, che interagiscono per realizzare il processo richiesto. Si può ragionevolmente assumere che un sottosistema relativamente specializzato contribuisca ai processi di più sistemi caratterizzati ad un livello di analisi più superficiale. Questa possibilità, che è chiaramente esclusa da una nozione forte di modularità, può essere reintegrata in un’accezione debole ridimensionando i criteri di specificità di dominio e di incapsulatezza[24].

3.     Overlapping subsystems – tanto dal punto di vista neuroscientifico quanto da quello psicologico emerge la possibilità che un sottosistema computi più di una funzione al tempo stesso: abbiamo considerato il problema più da vicino nel caso della difficoltà di definire la specializzazione funzionale di determinate aree del sistema visivo, rispondenti a diverse dimensioni dello stimolo visivo (capitolo II). Ci interessa in questa sede distinguere due sensi differenti in cui due sistemi possono essere considerati “overlapping”. Dal punto di vista dell’architettura funzionale, un componente può considerarsi specializzato nella computazione di più funzioni semplicemente per il fatto che le categorie che impieghiamo comunemente in sede di analisi comportamentale risultano inadeguate a descrivere in modo unitario due funzioni che appaiono distinte (come, ad esempio, la discriminazione della lunghezza d’onda e del contrasto di uno stimolo, o l’elaborazione del colore e della forma di un oggetto percepito visivamente)[25]. Diversamente, due sistemi possono risultare “overlapping” per il fatto che sul piano strutturale non è discernibile l’implementazione dell’uno da quella dell’altro all’interno di una stessa area cerebrale[26]. Quello che intendiamo qui sottolineare è il fatto che la specializzazione funzionale (così come la sovrapposizione di diverse funzioni) di una parte del sistema può essere riferita tanto ad un processo (dal punto di vista puramente architettonico) quanto ad una regione fisica, e che a seconda del senso in cui tale caratteristica viene presa ne discendono conseguenze diverse ai fini della correlazione fra modelli funzionali e anatomia cerebrale del cervello. Va da sé che, in entrambe le accezioni, questa caratteristica non è contemplata dalla nozione di modularità forte.

4.     Distributed physical realization o weak localizability – una delle caratteristiche non esplicitate[27], ma comunque latenti nella definizione fodoriana di modulo è quella della localizzabilità di un componente funzionale in un’area circoscritta e uniforme (clustered) della corteccia cerebrale. In generale, si è visto nei capitoli precedenti che un sottosistema non è necessariamente instanziato da una popolazione di neuroni concentrata in un’area contigua e definita del cervello: sono possibili infatti realizzazioni anatomiche distribuite di sistemi unitari sotto il profilo dell’architettura funzionale. Si è tuttavia osservato che spesso alcune porzioni di circuiti neurali possono essere localizzate in aree discrete del cervello; non tutti i neuroni che implementano un sottosistema devono però necessariamente essere compresi in tali aree. Ciò che propriamente risulta localizzabile è allora una zona di convergenza dell’informazione elaborata da un sottosistema (più che il sottosistema propriamente detto), un’area in cui cioè un input può servire a generare risposte associative[28]. Le rimanenti parti del circuito neurale possono esserne distaccate e condividere un sostrato neurale comune con altri sistemi (vedi sopra, overlapping subsystems, nella seconda accezione del concetto).

Abbiamo elencato alcune proprietà di componenti funzionali che risultano incompatibili con una nozione forte di modularità e che ciò malgrado permettono di definire criteri di isolabilità non banali. L’esigenza che ne deriva è quella di adottare un insieme di criteri meno stringenti di quelli proposti da Fodor: pur non essendo chiaro fra i diversi studiosi quale debba essere questo insieme di nuovi criteri definitori (a rigore, una definizione esplicita di modularità debole non è reperibile nella letteratura dei vari campi d’indagine che ne fanno uso), ne risulta complessivamente una nozione “debole” di modulo che non esclude interazioni con altri componenti o l’impiego di risorse globali, che dispensi da un’idea stretta di domain specificity e che permetta di concepire un’associazione ad un sostrato neurale fisso, anche se non necessariamente localizzabile. È interessante rilevare, d’altro canto, che cosa va perso in questa operazione di indebolimento rispetto alla nozione fodoriana: in generale, della definizione di Fodor viene meno il carattere obbligato e incapsulato dei processi svolti dai moduli. L’interesse principale di Fodor era quello di stabilire fino a che stadio di elaborazione l’informazione sensoriale potesse rimanere scevra da ingerenze top-down: è chiaro che lasciando cadere quest’esigenza, viene meno anche il bisogno di garantire l’assoluta autonomia processuale dei moduli. Al tempo stesso una della caratteristiche che vengono meno da un indebolimento della nozione di modulo è quella della possibilità di far corrispondere specifici schemi di deficit a lesioni circoscritte di aree corticali: è chiaro cioè che, se la specializzazione funzionale non è da considerarsi prerogativa di singole regioni, ma è una proprietà condivisa da un insieme di aree, l’effetto sul comportamento di lesioni cerebrali sarà molto diverso e potrà dar luogo a deficit meno selettivi di quelli ipotizzabili nel caso contrario.

Conclusa questa discussione relativa alle proprietà architettoniche in virtù delle quali un sistema può risultare isolabile, ci soffermeremo su ciò che permetta di definire una struttura cerebrale come “area di elaborazione”: ci sembra infatti altrettanto importante definire, accanto ad una nozione di “località funzionale”, una nozione di “località strutturale” al fine di comprendere che cosa si intenda in sede neuroscientifica per “modulo” – concetto che spesso nulla ha a che fare con quello definito in sede comportamentale.

III.4  - LOCALITA' STRUTTURALE

Nel capitolo II, abbiamo mostrato i criteri di analisi microstrutturale in virtù dei quali è possibile definire una nozione di “località” strutturale. Abbiamo visto, in questo senso, come i criteri più forti per isolare sistemi neurali distinti, siano quelli della connettività e della struttura citoarchitettonica: essi forniscono le distinzioni fondamentali alle quali rapportare ulteriori proprietà, come quelle di specializzazione funzionale. In particolare, l’esame della connettività rivela che i singoli neuroni all’interno di un sistema sono collegati fra loro in modo complesso, ma strutturato, sono cioè divisibili ad un’analisi macroscopica in circuiti fra loro distinti[29]. Si è osservato che i confini tracciati sulla corteccia in base alla connettività ed alle proprietà citoarchitettoniche sono spesso coerenti con confini relativi alla selettività funzionale, anche se questa convergenza non è indispensabile al fine di definire aree corticali distinte. Altrettanto spesso, infatti, aree contigue e dissimili sotto il profilo strutturale mostrano forti analogie nel tipo di informazione che codificano. Discende da questo un’idea di “località” strutturale che non presenta alcun diretto isomorfismo con la “località” definita sul piano architettonico. Il risultato è che il ruolo sistematico normalmente attribuito ad un componente in un modello architettonico risulta distribuito dal punto di vista neurale fra diverse aree cerebrali.

Dobbiamo a questo punto interrogarci sullo status epistemologico delle mappe cerebrali e vedere in che modo possono essere raffrontate con i modelli funzionali di determinati sistemi.

I soli strumenti empirici di cui le neuroscienze dispongono al fine di interpretare il ruolo sistematico di aree e connessioni all’interno di un sistema sono quelli di stabilire dei rapporti gerarchici fra aree, di studiarne la selettività funzionale e di individuare i percorsi più importanti del segnale: attraverso questi dati è possibile formulare delle ipotesi funzionali sul percorso del segnale attraverso il sistema, ovverosia interpretare il flusso del segnale come “flusso informazionale”.

È un approccio di questo tipo che ha permesso, ad esempio, di discernere due percorsi principali dell’informazione all’interno del sistema visivo[30]. Il raffronto fra specializzazione delle aree e rilevanza delle loro connessioni ha cioè permesso di mostrare che l’elaborazione di uno stimolo visivo coinvolge un’insieme di aree organizzate secondo due percorsi principali, che vanno dalla corteccia visiva primaria nel lobo occipitale a due diverse regioni del cervello: da un lato verso i lobi parietali prossimi alle cortecce sensori-motorie (dorsal pathway), dall’altro verso i lobi temporali, prossimi alle aree coinvolte nell’elaborazione linguistica (ventral pathway). Questa scoperta è servita a sostanziare, insieme a dati relativi agli effetti di lesioni cerebrali, un’ipotesi sui diversi obiettivi della visione e sui meccanismi neurali che li realizzano: da un lato il percorso ventrale del segnale è stato interpretato come una “whatpathway ovverosia un insieme di aree specializzate nel riconoscimento di proprietà degli oggetti percepiti quali la forma o il colore, cioè un insieme di tratti funzionali alla decodificazione “semantica” della scena visiva; dall’altro, il percorso dorsale è stato interpretato come una “wherepathway, ovverosia come un insieme di aree che elaborano informazioni sulla dislocazione spaziale di un oggetto all’interno della scena visiva.

Figura 1. Organizzazione gerarchica del sistema visivo nei macachi
(Van Essen & Gallant, 1994)

 

È evidente come queste ipotesi di larga scala dipendano crucialmente da informazioni note relativamente alla specializzazione delle aree cerebrali e da assunzioni complessive sulla plausibilità biologica ed evolutiva dell’esistenza di determinati meccanismi.

In questo senso, se vogliamo comprendere che cosa differenzi una mappa gerarchica delle aree di un sistema da un modello architettonico vero e proprio, dobbiamo riconoscere lo scarto che sussiste fra la semplice individuazione di relazioni fra aree di diversa competenza funzionale e principali connessioni neurali, da un lato, e la loro interpretazione in termini di organizzazione sistematica, dall’altro.

In primo luogo, le aree individuate all’interno di un sistema presentano due tratti che le differenziano fondamentalmente da un modello architettonico di un determinato processo: la loro ridondanza (ovverosia la molteplicità delle strutture apparentemente deputate a codificare le medesime proprietà di uno stimolo) e la loro specializzazione funzionale spesso indeterminata (ovverosia la destinazione della stessa area a svolgere più funzioni diverse – si veda la prima accezione che abbiamo introdotto di “overlapping subsystems”).

In secondo luogo, come diretta conseguenza di queste due caratteristiche, è difficile associare lesioni di singole aree a deficit comportamentali selettivi[31].

Infine  – e tocchiamo con questo il punto più critico – il semplice raffronto della specializzazione funzionale delle singole aree e della rilevanza delle loro connessioni non permette, in mancanza di assunzioni più generali, di esplicitare l’organizzazione computazionale di tali aree all’interno del sistema, di determinare cioè quali siano gli obiettivi e gli stadi dell’elaborazione dell’informazione proveniente dai livelli più periferici o da sistemi differenti.

III.5  - ARCHITETTURA FUNZIONALE E ANATOMIA FUNZIONALE

Nell’esame delle proprietà che permettono di definire che cosa si possa considerare “locale” ci siamo preoccupati di distinguere fra proprietà relative al piano puramente architettonico e proprietà relative invece al piano anatomo-funzionale.

Le ragioni, come abbiamo detto in precedenza, stanno essenzialmente nell’uso diverso che del termine “modulo” viene fatto, a seconda che si stia considerando il semplice trattamento dell’informazione all’interno di un sistema oppure il modo in cui il segnale è trattato da parte di particolari regioni della corteccia cerebrale.

L’importanza di questa distinzione sta a nostro avviso nel fatto che una definizione architettonica di modulo deve essere scevra da ingerenze relative alla sua realizzazione neurale: da questa distinzione dipende il rigore di ipotesi di correlazione e la possibilità di applicare vincoli comportamentali all’identificazione di aree cerebrali e viceversa. Uno dei rischi più comuni, in questo senso, è quello di introdurre inavvertitamente determinazioni architettoniche laddove si parla, a rigore, di proprietà di regioni fisiche del cervello (e, come conseguenza ulteriore, di interpretare direttamente lesioni cerebrali in termini di lesioni virtuali all’architettura funzionale di un sistema). Anche da parte di studiosi attenti ad un quadro epistemologicamente valido entro cui collocare il problema del rapporto fra mente e cervello emerge talvolta una simile ambiguità concettuale. Riportiamo qui di seguito alcuni esempi che riteniamo significativi a questo proposito, esempi cioè di descrizioni ibride che non distinguono fra l’anatomia funzionale del cervello e l’architettura computazionale di determinati processi.

KOSSLYN[32] adopera, ad esempio, il caso della capacità di riconoscimento visivo di oggetti per discutere del modo in cui information processing systems siano implementati nel tessuto neurale. A questo proposito, egli inizia la sua esposizione con la dichiarazione: “we posit a functional architecture with six major components as follows” [corsivo nostro]. Quello che segue è una definizione ibrida di componenti funzionali e di aree cerebrali che dà per acquisita la loro correlazione: “The visual buffer is a set of topographically organized areas in the occipital lobe. [corsivo nostro]. These areas preserve, roughly, the spatial structure of images striking the back of the retina (…) and have a key role in organizing visual input into perceptual units”. Facciamo credito a Kosslyn del fatto che laddove egli dice “is” egli sottintenda in realtà “is implemented by” o “is localized in”, ma riteniamo importante rilevare che un simile abito epistemologico, nel caso di sistemi meno investigati di quello visivo, possa ingenerare errori grossolani sul piano della correlazione fra funzione e anatomia cerebrale.

 

POSNER e ROTHBART[33], in uno studio sui modelli di controllo attenzionale, descrivono le proprietà architettoniche (in termini cioè di proprietà del modello information processing) di cui  i circuiti attenzionali devono godere: “First, the results of attentional controls are widely distributed, resulting in amplification of activity in the anatomical areas that originally computed  that information. Second, the source of this attentional control need not involve a system that has access to the information being amplified, but can be a system that has connections to places where the computations occur” – e poco oltre: “as the result of activity within the attention network, the relevant brain areas will be amplified and irrelevant ones inhibited, leaving the brain to be dominated by the selected computations”. È evidente che si sovrappongono al modello puramente computazionale considerazioni di tipo anatomo-funzionale. Ciò che di seguito viene definito “anterior attention network” oppure “posterior attention network” è evidentemente un sistema fisico localizzato in un’area circoscritta della corteccia, e definito su basi anatomo-funzionali, che gode di determinate proprietà dal punto di vista neurofisiologico nei confronti di altre aree e che al contempo viene interpretato come “box” in un modello architettonico della organizzazione funzionale di una data capacità (nel nostro caso, quella dell’orientamento visivo verso posizioni spaziali): intendiamo cioè sottolineare la difficoltà di classificare esattamente lo status epistemologico di un simile componente funzionale.

 

FARAH[34], in una discussione sul paradigma della “localizzazione” in sede neuropsicologica, mostra come un modello connessionista di riconoscimento visivo di oggetti possa spiegare un deficit selettivo non interpretabile attraverso altri modelli computazionali classici. Farah utilizza questo argomento, relativo all’organizzazione architettonica del processo, per refutare ipotesi sulla località implementazionale dei componenti cognitivi postulati dai modelli tradizionali. In realtà, il piano a cui l’argomento della Farah si riferisce è quello dell’architettura funzionale. Una confutazione dell’ipotesi di località a tale livello (ovvero della necessità di postulare, a spiegazione di un deficit, componenti dal carattere modulare) può benissimo essere compatibile con un’ipotesi di località a livello implementazionale: il ragionamento di Farah rischia cioè in diversi punti di sovrapporre questi due livelli di descrizione, col risultato di rendere imprecisa ogni ipotesi di rapporto fra l’anatomia e l’architettura funzionale di tali sistemi[35].

 

UNGERLEIDER[36] impiega il termine “modulo” per definire la natura di aree corticali del sistema visivo che rispondono selettivamente al riconoscimento dei volti. Citando esplicitamente Fodor, egli afferma: “this doesn’t necessarily mean, however, that this region is a ‘module’ in the strict sense, for it is activated by other objects, though less strongly, and its selectivity for faces may not be innate [corsivo nostro]”. È evidente in questa affermazione come il componente di cui qui si tratta sia da intendere semplicemente come un’area cerebrale. Le proprietà identificate sono coerentemente trattate come proprietà di un’area, va però rilevato che il riferimento generico ad una forma “debole” di modularità comporta delle assunzioni relative al piano dell’architettura funzionale e non solo a quello anatomico.

 

SHALLICE[37], infine, lascia trasparire un’idea di sottosistema al tempo stesso connotata in senso architettonico ed anatomo-funzionale, laddove identifica in modo non problematico questi due aspetti (“a single subsystem or processing region” – corsivo nostro). La definizione, che segue nel testo, di “semimodulo” oscilla di conseguenza fra questi due piani descrittivi: “a semi-module would be a processing region with a considerable degree of isolability that receives inputs from many sources but in which a very few types of source – possibly only one – provide quantitavely the most influential input for the subsystem’s operation or in which the outputs of the region are widespread but primarily affect a small number of other parts of the rest of the system”. È chiara in questo contesto l’insistenza su proprietà anatomo-fisiologiche più che su proprietà relative al livello informazionale.

Dal confronto di questi esempi si evince come nella costruzione di modelli architettonici in sede neuroscientifica si tenda spesso a sovrapporre due piani descrittivi che andrebbero a rigore mantenuti separati.

È probabile che in molti casi analoghi a quelli che abbiamo passato in rassegna, l’infelicità della formulazione dipenda da esigenze di sintesi: è cioè verosimile che laddove si discute di una regione del cervello in un contesto di architettura funzionale si stia semplicemente omettendo, per ragioni di semplicità espositiva, il fatto che propriamente in tale regione risulti  localizzabile con una certa precisione la base neurale di un sistema definito in termini funzionali. Resta però da verificare se la stessa imprecisione epistemologica – i cui effetti sono forse trascurabili nel caso di sistemi in larga misura noti, come quello visivo – non porti invece, nel caso di sistemi delle cui basi neurali poco si conosce, a macroscopici errori di valutazione: in questo caso la distinzione fra un componente ipotizzato a livello di analisi computazionale e la sua base neurale rimane condizione indispensabile[38].

 

III.6  - ARCHITETTURE MENTALI, MAPPE NEURALI E MODELLI IBRIDI

Concludiamo questa discussione sul rapporto fra nozioni diverse di modularità attraverso un confronto fra tre diverse classi di modelli rilevanti ai sensi della correlazione tra funzione e struttura del cervello.

Abbiamo visto, da un lato, come lo studio comportamentale dell’organizzazione architettonica e delle possibili disfunzioni di determinati sistemi richieda criteri per individuare ed isolare i loro sottocomponenti da un punto di vista strettamente funzionale. Dall’altro, abbiamo mostrato che cosa si definisca in genere “area di elaborazione” corticale attraverso criteri di scomposizione anatomo-funzionale. Abbiamo mostrato infine come sia comune la tendenza a introdurre ipotesi architettoniche nello studio dell’organizzazione sistematica delle mappe neurali e, viceversa, a inserire surrettiziamente determinazioni strutturali nella definizione puramente architettonica di dati processi. Da queste considerazioni emerge la necessità di distinguere tre diverse classi di modelli su cui valutare il problema della correlazione fra sottocomponenti funzionali e aree di elaborazione cerebrali.

 

La prima classe di modelli che considereremo è quella che racchiude modelli puramente architettonici, come quelli proposti dalla psicologia cognitiva o dalla neuropsicologia.

Figura 1. Modello dei processi di spelling, da Shallice (1988)


Simili modelli sono costruiti attraverso una segmentazione, ottenuta per analisi top-down dei processi considerati, nei rispettivi sottocomponenti funzionali. La prima esigenza descrittiva di tali modelli è quella di spiegare il rapporto che sussiste fra input e output del processo che il sistema è inteso a realizzare: i vari sottocomponenti che compaiono nel modello sono postulati sulla base delle operazioni che si ritengono mediare il comportamento generale del sistema; tali componenti sono generalmente identificati come sistemi isolabili secondo criteri di modularità debole. Le connessioni indicano i percorsi più plausibili dell’informazione e l’insieme dei meccanismi rientranti che interessano singoli stadi di elaborazione.

All’interruzione di questi percorsi dell’informazione o alla disfunzione di singoli componenti possono essere ricondotte le cause di deficit comportamentali selettivi: di qui la particolare importanza di questa classe di modelli per gli studi neuropsicologici.

La descrizione della struttura architettonica di un processo, come quella che emerge da questa classe di modelli, non richiede alcun tipo di assunzione sul correlato neurale dei componenti e delle connessioni postulate, ma rappresenta un livello autonomo di descrizione dei fenomeni. Ciò non esclude che tale descrizione possa essere impiegata al fine di fornire un’interpretazione sistematica di proprietà relative alla specializzazione funzionale ed all’organizzazione gerarchica di aree cerebrali.

La seconda classe di modelli che intendiamo isolare è quella delle mappe gerarchiche di determinati sistemi cerebrali, ottenute sulla base di analisi di natura anatomo-funzionale.

Figura 2. Mappa delle relazioni gerarchiche fra le aree del sistema

visivo del macaco, da Van Essen & Gallant (1994).

 

 

Una simile mappa, ottenuta attraverso indagini di tipo microstrutturale, come quelle dell’elettrofisiologia delle singole cellule, è intesa a descrivere l’organizzazione di un sistema cerebrale dal punto di vista della selettività delle singole aree in risposta a stimoli, della connettività e dei rapporti gerarchici fra le diverse aree che lo compongono.

Le aree sono isolate sulla scorta di criteri diversi di analisi anatomo-fisiologica (cfr. cap.II) e corrispondono a popolazioni neurali specializzate nella codifica di particolari tipi di informazione. Le connessioni rappresentano vie attraverso le quali il segnale può essere trasmesso da un’area all’altra. 

Non risultano in alcun modo diretto dall’analisi dell’organizzazione delle aree gli obiettivi funzionali che tale sistema si ritiene implementare: alle singole aree non sono cioè associati stadi computazionali distinti nella realizzazione di un processo e le connessioni non rappresentano, se non sotto forti assunzioni interpretative, la direzione dell’informazione o la destinazione dell’output di sistemi computazionali isolati. Ciò si riscontra direttamente nel fatto che lesioni ben definite ai danni di singole aree o a fibre di connessione identificate secondo questi criteri non producono, generalmente, deficit selettividal punto di vista funzionale.

Le mappe gerarchiche di sistemi cerebrali rappresentano, piuttosto, un quadro entro il quale testare ipotesi sull’organizzazione funzionale di determinati processi cognitivi attraverso evidenza relativa alla rilevanza anatomica di determinate connessioni rispetto ad altre e a pattern di distribuzione della specializzazione delle aree identificate.

L’ultima classe di modelli che intendiamo considerare è quella dei modelli che possiamo definire “ibridi”.

Figura 3. Modello ibrido della struttura dei meccanismi

di controllo attenzionale, da Posner & Rothbart (1994)

 

 

Tali modelli sono il frutto della sovrapposizione di considerazioni di tipo architettonico-funzionale a mappe neurali dell’organizzazione gerarchica di determinati sistemi. Vale per tali modelli l’insieme delle precisazioni che abbiamo puntualizzato nel corso del presente capitolo in merito all’importanza di mantenere disgiunte informazioni relative all’anatomia funzionale di un sistema da informazioni relative all’architettura funzionale dei processi che tale sistema si ritiene implementi. Lo status epistemologico tanto dei componenti quanto delle connessioni che risultano descritte in simili modelli è difficilmente precisabile: non è cioè chiaro, nel quadro di simili modelli, se la lesione di una delle connessioni individuate produca deficit comportamentali selettivi, se i processi realizzati dai singoli componenti debbano considerarsi stadi computazionali autonomi nella realizzazione dell’output del sistema, né se ciascuno di questi componenti debba ritenersi associato ad un sostrato neurale discernibile. Modelli di questo tipo rappresentano piuttosto ipotesi complesse costruite a partire da ipotesi più semplici relative alla struttura anatomo-funzionale di un sistema ed ai processi che si ritiene che esso realizzi.

Diversamente dagli altri tipi di modello che abbiamo indicato, questi ultimi vanno considerati come descrizioni non direttamente testabili dell’organizzazione funzionale o della realizzazione anatomo-fisiologica di determinati sistemi e sono forse da ritenere ipotesi approssimative che mediano, dal punto di vista euristico, lo sviluppo di ulteriori analisi.

Riteniamo che solo se vengono distinte queste tre classi di modelli sia possibile parlare in modo epistemologicamente adeguato di vincoli reciproci fra studio del cervello e studio del comportamento. In particolare, ci preme rilevare che soltanto i modelli delle prime due classi – che si basano su nozioni esplicite di “località” – sono utilizzabili per fornire restrizioni “incrociate” allo studio della cognizione e delle sue basi neurali, mentre modelli ibridi come quelli della terza classe rappresentano piuttosto ipotesi generali derivate dalla sintesi di informazioni acquisite (e verosimilmente condivise) nei campi delle scienze del cervello e delle scienze del comportamento. In altri termini, dal confronto fra i primi i secondi è possibile stabilire se i criteri assunti per isolare sistemi funzionali e sistemi neurali siano reciprocamente adeguati (o se invece categorie psicologiche assunte a descrizione della struttura del cervello non colgano efficacemente il modo in cui i processi sono elaborati  da quest’ultimo - oppure, viceversa, se i confini tracciati dal punto di vista anatomico nella corteccia cerebrale siano di scarsa rilevanza per lo studio delle basi neurali di date capacità)

Sarà oggetto del V capitolo sondare più ampiamente il problema di restrizioni incrociate alle ipotesi sulla localizzazione cerebrale di particolari componenti funzionali. Riprenderemo in quel contesto anche il problema del confronto fra le diverse classi di modelli che abbiamo qui delineato.



[1] Marshall (1980).

[2] Secondo il principio della mass action propugnato da Lashley, cfr. Shallice (1988).

[3] Cfr. Shallice (1988), p.6ss; Richardson & Bechtel (1993), p.93ss.

[4] Fodor (1983).

[5] Cfr. Shallice (1984), p.243: “For nearly thirty years information-processing models have been used by psychologists. For as long, with some rare exceptions, there has been remarkably little concern about the assumptions implicit in the conceptual framework. Theorists have used a similar box-and-arrow notation to express theoretical positions of very different sorts. (…) Fodor has at the very least done cognitive psychology a major service by forcing it to consider much more seriously what the “boxes” of “box-and-arrows” notation represent.

[6]  Il modello globale dell’architettura funzionale dei processi cognitivi proposto da Fodor si articola in tre distinte classi di operatori: transducers, input systems, central processing systems.  Per transducers, Fodor intende quegli operatori che sono in diretto contatto fisico con l’ambiente (come, ad esempio, la superficie della retina) e che trasmettono l’informazione ai primi centri di elaborazione sensoriale. I central processors, relegati al livello più alto della gerarchia funzionale, sono i soli componenti “intelligenti”, responsabili dell’integrazione e dell’elaborazione dell’output dei diversi input systems. Questi ultimi, che occupano il livello intermedio fra la periferia e il centro dell’architettura di un dato sistema, sono propriamente ciò che Fodor chiama moduli, ovverosia operatori specializzati e reciprocamente indipendenti, incaricati di filtrare l’informazione proveniente dall’esterno ad uso dei processi più alti.

[7] L’idea di fondo è che componenti non acquisiti attraverso l’apprendimento ma codificati a livello genetico debbano mostrare caratteristiche costanti e universali nella loro realizzazione neurale, mentre operatori acquisiti debbano sfruttare risorse preesistenti e di conseguenza avere un carattere non primitivo e una realizzazione neurale composita.

[8] La questione è riconosciuta dallo stesso Fodor (1983), p.62, laddove afferma che “non si possa dire dalle capacità input-output di un sistema cognitivo se esso è per così dire una parte primitiva di architettura mentale o qualcosa che è stato messo insieme da parti più piccole. I sistemi computazionalmente equivalenti possono, in linea di principio, esser costruiti in entrambi i modi”.

[9] Affermazioni come la seguente mostrano esattamente il rischio che stiamo cercando di mettere in luce: Fodor (1983), p.67 “E’ forse impossibile dire dal di fuori se un certo sistema è assemblato o primitivo, ma si dovrebbe essere certamente in grado di farlo dal di dentro. Concepire le facoltà come assemblate comporta anche concepire la corrispondente base neurologica, almeno inizialmente, come diffusa ed equipotenziale”.

[10] È il caso celeberrimo della “blindsight”. Individui che presentano forme di cecità totale acquisita in seguito a lesioni delle cortecce visive primarie (lesioni che si presume distruggano completamente la capacità percettiva), possono nondimeno mostrare in alcuni casi una sensibilità superstite a particolari fenomeni come, ad esempio, oggetti in movimento. Questo tipo di evidenza ridimensiona l’idea, già discussa nella nostra trattazione sulla neuropsicologia, che sia possibile stabilire nette corrispondenze fra lesioni di regioni cerebrali di cui si conosce la specializzazione funzionale e i loro effetti sul piano comportamentale.

[11] Cfr. Kosslyn & Van Kleeck (1990). Va però rilevato che alcune architetture neurali “distribuite” sono altrettanto suscettibili di mostrare dissociazioni funzionali una volta lese, cfr. Marshall (1984), p.228.

[12] Marshall (1984), p.220.

[13] Cfr. Pylyshyn (1984).

[14] Per questa discussione, che è funzionale in Fodor ad una critica  della “New Look” psychology, si rimanda, oltre che a Pylyshyn (1984), a Marshall (1984), Shallice (1984), Putnam (1984) e Fodor (1985).

[15] Cfr. Shallice (1984), p.247.

[16] Marshall (1984), p.228 – sostiene che la concezione fodoriana celi un’idea di organizzazione neurale ereditata direttamente dai “diagram-makers”, i quali, proiettando tout court sull’anatomia cerebrale i modelli di architettura funzionale della facoltà del linguaggio, postulavano l’esistenza di lunghe connessioni neurali fra la periferia sensoriale e il cervello, centri di elaborazione costituiti da cellule largamente interconnesse da corte fibre e destinati a computare specifiche fome di rappresentazione interna, ed ulteriori lunghe fibre volte a connettere fra loro questi diversi centri.

[17] Cfr. Shallice (1988), p.20 – “Fodor’s view of the modules no doubt seems like a forbidding jungle of abstractions. In fact, his account is most elegant. But for neuropsychological purposes, the criteria he suggests may well be too specific and the systems to which they are supposed to apply too limited”. Kosslyn (1994), p.29: “Although his characterization may have utility at very coarse levels of analysis, it stands little chance of being an apt description of the component processes that underlie visual processing”.

[18] Shallice (1988), p.245ss. – espone un’ampia revisione dell’idea, da lui stesso precedentemente sottoscritta, secondo cui il rilevamento di doppie dissociazioni garantirebbe la separabilità dei sottocomponenti da cui il sistema dissociato si ritiene costituito. Egli fornisce di seguito una serie di esempi di sistemi organizzati in modo non-modulare capaci di produrre dissociazioni in seguito a lesione.

[19] Shallice (1984), p.247; Kosslyn (1994), p.29.

[20] Kosslyn (1994), p.29.

[21] Shallice importa questa nozione da Marr (1982), p.356.

[22] Simon (1969).

[23] Shallice (1988), p.251 – definisce il “grado di isolabilità” di due sistemi in termini che la imparentano con la nozione di Simon: “The degree of isolability of a subsystem will then be the average of the ratio of intra-subsystem variables to extra-subsystem variables necessary for explaining the behaviour of elements of the subsystem on a  microlevel”. Si confronti anche la definizione che viene contestualmente formulata di “semimodulo” – su cui torneremo oltre in questo stesso capitolo.

[24] Cfr. Kosslyn (1994), p.30.

[25] Cfr. Moutoussis & Zeki (1997), p.1408.

[26] Cfr. Shallice (1988), p.257. La situazione è quella indicata da Mundale (1997), p.87 – col nome di “multiple functionality”.

[27] La caratteristica non è formulata esplicitamente da Fodor, ma riteniamo che sia tacitamente implicata dalle due condizioni implementazionali contenute nella definizione di modularità forte (la “hardwiredness” e la possibilità di deficit selettivi in seguito a lesioni neurali circoscritte): la loro unione implica che il modulo debba essere in una certa misura localizzabile in un’area discreta del cervello.

[28] Cfr. Damasio (1994).

[29] Nel senso che abbiamo chiarito precedentemente attraverso la nozione simoniana di quasi scomponibilità.

[30] Cfr. Mishkin, Ungerleider & Macko (1983); Van Essen & Gallant (1994).

[31] Sebbene deficit come l’acromatopsia, associata a lesioni localizzate nell’area V4 o disturbi nella percezione del movimento legati a traumi in MT, benché estremamente rari, possano mostrare un alto grado di selettività, cfr. Damasio & Damasio (1983).

[32] Kosslyn (1999), p.1284

[33] Posner & Rothbart (1994), p.195

[34] Farah (1994).

[35] Il punto è colto in modo chiarissimo da Oaksford, nella sezione di commento all’articolo della Farah (1994), p.76: “All that this indicates, however, is that these functions are impaired, not that the physical mechanisms upon which these functions supervene have sustained physical damage as a result of the lesion. The confusion is compounded by the problem that although locality is best treated at the computational level, Farah uses it at the implementational level, adducing evidence from the “highly interactive nature of brain organization” to refute it. Thus it seems that two notions of locality are being discussed: computational locality and implementational locality. The problem is that nonlocal PDP implementations are consistent with the retention of computational locality ”.

[36] Courtney & Ungerleider (1997), p.556 – su questo caso torneremo nel capitolo V.2.

[37] Shallice (1988), p.251.

[38] Il problema ci permette di interrogarci sul tipo di informazioni relative all’architettura funzionale che si possono trarre da scoperte di carattere neuroscientifico, come quella secondo cui le aree del sistema visivo non sarebbero attivate soltanto da stimoli percettivi, ma possano essere attivate anche, per via endogena, da meccanismi attenzionali (nel caso dell’immaginazione visiva): una simile scoperta rivoluziona l’idea tradizionale del ruolo del sistema visivo, della visione intesa come facoltà oppure chiede semplicemente di ridescrivere la specializzazione funzionale delle regioni cerebrali del lobo occipitale? Riteniamo che senza la distinzione fra due livelli di descrizione questo problema non possa essere posto in modo significativo.