Introduzione.
Un essere vivente interagisce con l’ambiente che lo circonda. L’interazione può essere duplice: cognitiva o adattiva. Nell’interazione cognitiva, l’essere vivente ha consapevolezza di se stesso e di ciò con cui interagisce. Nell’interazione adattiva, questa consapevolezza manca. Differenziamo il vivente senziente dal vivente non senziente. Il vivente senziente è provvisto di un sistema nervoso; nel vivente non senziente, il sistema nervoso manca. Il vivente senziente ha una duplice interazione con l’ambiente: adattiva e cognitiva. Il vivente non senziente ha un’unica interazione con l’ambiente: adattiva.
L’essere vivente senziente ha consapevolezza di se stesso, di ciò con cui interagisce e di ciò che fa. Le prime due consapevolezze sono percettive; l’ultima consapevolezza è agentiva. In questo scritto ci soffermiamo sulla consapevolezza agentiva.
Il neurone è formato da tre parti: corpo centrale e due periferie. Le due periferie possono essere definite sulla base dei flussi rispetto al corpo centrale. La periferia dendritica si caratterizza per il flusso bottom→up; la periferia assonale si caratterizza per il flusso top→down.
Nella figura 1) è illustrato il neurone ripartito in: soma, periferia assonale (assone + terminazioni sinaptiche) e periferia dendritica (dendriti)
| Figura 1) Il neurone. Il neurone può essere ripartito in: soma, periferia assonale (assone + terminazioni sinaptiche) e periferia dendritica (dendriti) |
Sulla base della descrizione dinamica, cioè dei flussi, possiamo definire il neurone come un “essere senziente/agente”. Il neurone, infatti, sente e agisce. Come essere senziente, raccoglie informazioni (funzione bottom→up); come essere agente, trasmette informazioni (funzione top→down).
Osserviamo la figura 2). Sono illustrati tre tipi di neuroni: neurone sensoriale, neurone di trasmissione, neurone motorio.
| Figura 2) neurone sensoriale, neurone di trasmissione, neurone motorio. |
Definiamo la consapevolezza di un neurone sulla base dei contatti dendritici o assonali con l’esterno. Il singolo neurone può essere inconsapevole o parzialmente consapevole. Consideriamo la consapevolezza di ciascun neurone. Essa va definita sulla base dell’informazione bottom→up proveniente dall’esterno e sulla base azione top→down con l’esterno. Il neurone sensoriale è in contatto con l’esterno tramite i recettori. Questa è l’unica informazione significativa. Possiamo affermare che questo neurone è consapevole a livello bottom→up. Il neurone di trasmissione non ha alcun contatto con l’esterno. Questo neurone è inconsapevole. Il neurone motorio è a contatto con le fibre muscolari. Questo neurone è consapevole a livello top→down.
Il singolo neurone può essere parzialmente consapevole. La piena consapevolezza non è del singolo neurone ma dei circuiti agentivi o dei circuiti percettivi. I circuiti agentivi sono flussi di consapevolezza top→down/bottom→up, nei quali è presente un passaggio di stato percettivo (solo bottom→up), generato da uno o più motoneuroni (funzione top→down). I circuiti percettivi sono flussi di consapevolezza top→down/bottom→up, generati da motoneuroni e da neuroni sensoriali, nei quali il passaggio di stato è assente. I circuiti agentivi sono circuiti motori. Li definiamo agentivi, per sottolineare la consapevolezza del passaggio di stato. Essi agiscono, modificando lo stato di un ente, cioè portando l’ente (sconosciuto) da uno stato all’altro. La consapevolezza dell’ente è acquisita dai circuiti percettivi.
Ci soffermiamo in questo scritto sui circuiti agentivi. Essi sono diversi dai circuiti motori e questa differenza concerne gli enti che si modificano. Nei circuiti motori gli “enti” sono “spazi” messi in relazione uno con l’altro che si modificano nel tempo. Nei circuiti agentivi gli “enti” che si modificano sono corpi, muscoli, ecc. Essi variano di stato, passano cioè da uno stato all’altro. Se muoviamo il soma oppure un distretto corporeo, dobbiamo avere una consapevolezza agentiva di cosa si modifica nel movimento. Il movimento può modificare lo stato di un muscolo o di un distretto corporeo. Il questa circostanza il muscolo passa da uno stato (per esempio, disteso) ad un altro stato (per esempio, contratto).
la funzione agentiva più semplice è il riflesso. Il riflesso richiede almeno due neuroni, uno motorio (consapevolezza top→down e uno percettivo (consapevolezza bottom→up). Richiede anche due enti esterni (legati meccanicamente uno all’altro), il primo dei quali è innervato dal motoneurone, il secondo dei quali è innervato dal neurone sensoriale. la funzione agentiva più semplice è il riflesso miotatico, realizzato attraverso il fuso neuromuscolare
Osserviamo la figura 3) in basso. Si tratta della fibra fusale, ripartita in fibra intrafusale e fibra extrafusale. Queste fibre sono gli “enti esterni” innervate dai neuroni. La fibra extrafusale è innervata dal motoneurone-α (non illustrato), la fibra intrafusale è innervata da un neurone sensoriale (nella figura sono illustrate le fibre sensitive di questo neurone sensoriale). Le due fibre, esterna ed interna, sono strutturate meccanicamente in modo tale che la contrazione/distensione delle fibre extrafusale genera un distensione/contrazione delle fibre intrafusali.
| Figura 3) Fibra fusale, ripartita in fibra intrafusale e fibra extrafusale. La fibra extrafusale è innervata dal motoneurone-α (non illustrato), la fibra intrafusale è innervata da un neurone sensoriale (nella figura sono illustrate le fibre sensitive di questo neurone sensoriale). Le due fibre, esterna ed interna, sono strutturate meccanicamente in modo tale che la contrazione/distensione delle fibre extrafusale genera una distensione/contrazione delle fibre intrafusali. |
Soffermiamoci sul riflesso miotatico. Questo riflesso vede coinvolti il motoneurone-α, le due fibre e un neurone sensoriale. Quando le fibre extrafusali sono stirate, la struttura meccanica delle due tipologie di fibre, fa sì che le fibre intrafusali siano contratte. Il recettore intrafusale raccoglie questa informazione e agisce sul motoneurone-α stimolandolo. Il motoneurone-α contrae le fibre extrafusali, proteggendole dall’eccessivo stiramento. Nella figura 4) è illustrato il riflesso miotatico. Sono descritte le funzioni percettiva e motoria sia del neurone sensoriale sia del motoneurone (frecce in entrata e in uscita). E’ descritto anche lo stato delle due fibre muscolari, intrafusali ed extrafusali. Il recettore sensoriale percepisce la contrazione e la trasmette al motoneurone-α, quest’ultimo riceve l’informazione e contrae le fibre extrafusali.
In questo circuito si possono differenziare i due neuroni su base funzionale. Il neurone sensoriale ha funzione percettiva bottom→up; il neurone motorio ha funzione agentiva (top→down). Possiamo differenziare le fibre in: bersaglio e sorgente. Le fibre bersaglio sono innervate dal motoneurone che modifica il loro stato. Le fibre sorgente sono innervate dal neurone sensoriale che raccoglie l’informazione. Il neurone sensoriale non conosce la sorgente, non sa cioè che cosa è l’ente da cui riceve il segnale. Analogamente il neurone motorio non conosce il bersaglio. Il neurone sensoriale conosce lo stato (contratto/disteso) delle fibre sorgente (intrafusali). Il neurone sensoriale conosce anche il passaggio di stato delle fibre sorgente, cioè da contratte a distese (contratte→distese). Il circuito ha consapevolezza agentiva che è la seguente: io (circuito) contraggo qualcosa che non conosco (le fibre intrafusali) (che prima erano) distese. La cognizione agentiva richiede il passaggio di stato (contratte→distese) delle fibre intrafusali. Possiamo definire questo circuito: “Unità agentiva” (top→down/bottom→up). Si tratta di un’unità circuitale che agisce consapevolmente modificando lo stato delle fibre intrafusali da contratte a distese. Quest’unità agentiva può essere differenziata da altre unità agentive sulla base degli enti sorgente/bersaglio. Possiamo definire il circuito che genera il riflesso miotatico: “Unità agentiva fibre intrafusali/fibre extrafusali”.
L’informazione parzialmente consapevole (bottom→up) che viaggia verso aree corticali superiori non è soltanto il passaggio di stato delle fibre intrafusali ma anche il passaggio di stato delle fibre extrafusali. Queste ultime passano dallo stato stirate allo stato contratte. L’unità agentiva, quindi, genera informazione percettiva di consapevolezza bottom→up, che è inviata alle aree corticali superiori. Queste aree ricevono l’informazione che le fibre intrafusali passano da contratte a distese (contratte→distese); ricevono anche l’informazione che le fibre extrafusali passano da stirate a contratte (stirate→contratte).
Un’ulteriore unità agentiva è l’unità muscolo/tendinea. Le fibre sorgente/bersaglio di questa unità sono le fibre tendinee innervate dall’organo tendineo di Golgi e le fibre muscolari innervate dal motoneurone-α. Osserviamo la figura in basso, soffermandoci sull’immagine superiore. Si tratta dell’unità muscolo/tendinea, ripartita in fibra muscolare e tendine. Fibra muscolare e tendine sono gli “enti bersaglio/sorgente” innervate dai neuroni. La fibra muscolare è innervata dal motoneurone-α, il tendine è innervato dall’organo tendineo di Golgi. Fibra muscolare e tendine sono strutturati meccanicamente in modo tale che la contrazione/distensione delle fibra muscolare genera un distensione/contrazione del tendine.
| Figura 5) Unità muscolo/tendinea, ripartita in fibra muscolare e tendine. Fibra muscolare e tendine sono gli “enti bersaglio/sorgente” innervate dai neuroni. La fibra muscolare è innervata dal motoneurone-α, il tendine è innervato dall’organo tendineo di Golgi. Fibra muscolare e tendine sono strutturati meccanicamente in modo tale che la contrazione/distensione delle fibra muscolare genera un contrazione/distensione del tendine. |
L’unità agentiva muscolo/tendinea genera il riflesso miotatico inverso, illustrato nella figura 6). Sono descritte le funzioni percettiva e agentiva sia del neurone sensoriale, sia del motoneurone, sia dell’interneurone (frecce in entrata e in uscita). E’ descritto anche lo stato delle fibre muscolari e delle fibre tendinee. Il recettore del Golgi percepisce lo stiramento delle fibre tendinee e trasmette l’informazione all’interneurone; l’interneurone, ricevuta questa informazione, inibisce il motoneurone-α; quest’ultimo ricevuto il segnale di inibizione, distende le fibre muscolari. Attraverso il meccanismo di contrazione, le fibre muscolari, distendendosi, contraggono le fibre tendinee.
Ripetiamo l’argomentazione già fatta per l’unità cognitiva fibre intrafusali/fibre extrafusali. Anche in questo circuito possiamo differenziare i neuroni su base funzionale. Il neurone sensoriale ha funzione percettiva; l’interneurone e il motoneurone hanno funzione agentiva. Il neurone sensoriale dell’organo tendineo del Golgi non conosce la sorgente, non sa cioè che cosa è l’ente da cui riceve il segnale. Analogamente il motoneurone non conosce il bersaglio. Il neurone sensoriale conosce lo stato (contratto/stirato) delle fibre tendinee. Il neurone sensoriale conosce anche il passaggio di stato delle fibre tendinee, cioè da stirate a contratte (stirate→contratte). Il circuito ha consapevolezza agentiva che è la seguente: io (circuito) contraggo qualcosa che non conosco (le fibre tendinee), (che prima erano) stirate. La consapevolezza agentiva richiede il passaggio percettivo di stato (stirate →contratte) delle fibre tendinee. Possiamo definire questo circuito: “Unità agentiva” (top→down/bottom→up). Si tratta di un’unità circuitale che agisce consapevolmente modificando lo stato delle fibre tendinee da stirate a contratte. Quest’unità agentiva può essere differenziata da altre unità agentive sulla base degli enti sorgente/bersaglio. Possiamo definire il circuito che genera il riflesso miotatico inverso: unità agentiva muscolo/tendinea.
L’informazione parzialmente consapevole (bottom→up) che viaggia verso aree corticali superiori non è soltanto il passaggio di stato delle fibre tendinee ma anche il passaggio di stato delle fibre extrafusali. Queste ultime passano dallo stato contratte allo stato distese. L’unità agentiva, quindi, genera informazione percettiva di consapevolezza bottom→up, che è inviata alle aree corticali superiori. Queste aree ricevono l’informazione che le fibre tendinee passano da stirate a contratte (stirate→contratte); ricevono anche l’informazione che le fibre extrafusali passano da contratte a distese (contratte→distese)