Esperienze e opinioni

In Book of Days (1864), lo scrittore scozzese Robert Chambers riporta un curioso caso legale: nel 1457 nella città di Lavegny, una scrofa e i suoi porcellini furono accusati e processati per l'omicidio di un bambino piccolo che avevano mangiato in parte. Dopo molte discussioni, la corte ha condannato a morte la scrofa presa in flagranza, ma ha assolto gli ingenui porcellini che erano troppo giovani per valutare la gravità dei loro crimini.

Sottoporre un maiale a un processo criminale sembra perverso agli occhi moderni, poiché molti di noi credono che gli umani possiedano una consapevolezza delle azioni e dei risultati che ci distingue dagli altri animali. Mentre un maiale al pascolo potrebbe non sapere cosa sta masticando, gli esseri umani sono sicuramente al corrente delle loro azioni e attenti alle loro conseguenze.

Tuttavia, mentre le nostre identità e le nostre società sono basate sull'assunto dell'intuizione, la psicologia e la neuroscienza stanno iniziando a rivelare quanto sia difficile per il nostro cervello monitorare anche le interazioni più semplici con il mondo fisico e sociale.

Di fronte a questi ostacoli, il nostro cervello si basa su meccanismi predittivi che allineano la nostra esperienza con le nostre aspettative. Sebbene tali allineamenti siano spesso utili, possono far sì che le nostre esperienze si allontanino dalla realtà oggettiva, riducendo la visione chiara che presumibilmente ci separa dai maiali di Lavegny.

Una sfida che i nostri cervelli affrontano nel monitorare le nostre azioni è l'informazione intrinsecamente ambigua che ricevono. Sperimentiamo il mondo esterno in testa attraverso il velo dei nostri sistemi sensoriali: gli organi periferici e i tessuti nervosi che raccolgono ed elaborano diversi segnali fisici, come la luce che colpisce gli occhi o la pressione sulla pelle. Sebbene questi circuiti siano notevolmente complessi, il materiale sensoriale umido del nostro cervello possiede le debolezze comuni a molti sistemi biologici: il cablaggio non è perfetto, la trasmissione perde, e il sistema è afflitto da rumore - proprio come il crepitio di una radio poco sintonizzata maschera la vera trasmissione.

Ma il rumore non è l'unico ostacolo. Anche se questi circuiti fossero trasmessi con fedeltà perfetta, la nostra esperienza percettiva sarebbe ancora incompleta. Questo perché il velo del nostro apparato sensoriale raccoglie solo le 'ombre' di oggetti nel mondo esterno. Per illustrare questo, pensa a come funziona il nostro sistema visivo. Quando guardiamo il mondo intorno a noi, campioniamo modelli spaziali di luce che rimbalzano su diversi oggetti e atterrano sulla superficie piatta dell'occhio. Questa mappa bidimensionale del mondo è preservata nelle prime parti del cervello visivo e costituisce la base di ciò che vediamo. Ma anche se questo processo è impressionante, lascia agli osservatori la sfida di ricostruire il mondo tridimensionale reale dall'ombra bidimensionale che è stata proiettata sulla sua superficie sensoriale.

Pensando alla nostra esperienza, sembra che questa sfida non sia troppo difficile da risolvere. Molti di noi vedono il mondo in 3D. Ad esempio, quando guardi la tua mano, una particolare ombra sensoriale 2D viene proiettata sugli occhi e il tuo cervello costruisce con successo un'immagine 3D di un blocco a forma di mano di pelle, carne e ossa. Tuttavia, la ricostruzione di un oggetto 3D da un'ombra 2D è ciò che gli ingegneri chiamano un 'problema mal posto', fondamentalmente impossibile da risolvere dai soli dati campionati. Questo perché un numero infinito di oggetti diversi proiettano la stessa ombra della mano reale. In che modo il tuo cervello individua la giusta interpretazione tra tutti i possibili contendenti?

La seconda sfida che affrontiamo nel monitorare efficacemente le nostre azioni è il problema del ritmo. I nostri sistemi sensoriali devono rappresentare un flusso rapido e continuo di informazioni in arrivo. La percezione rapida di questi cambiamenti dinamici è importante anche per i movimenti più semplici: probabilmente finiremo per trovarci il caffè del mattino sui vestiti se non anticipiamo con precisione quando la tazza raggiungerà le nostre labbra.

Ma, ancora una volta, il macchinario biologico imperfetto che usiamo per rilevare e trasmettere segnali sensoriali rende molto difficile per il nostro cervello generare rapidamente un'immagine precisa di ciò che stiamo facendo. E il tempo non è di poco valore: mentre ci vuole solo una frazione di secondo perché i segnali arrivino dall'occhio al cervello e altre frazioni per usare queste informazioni e guidare un'azione continua, queste frazioni possono fare la differenza tra una maglietta asciutta e una bagnata.

Psicologi e neuroscienziati si sono chiesti a lungo quali strategie potrebbe usare il nostro cervello per superare i problemi di ambiguità e ritmo. C'è sempre più consapevolezza che entrambe le sfide potrebbero essere superate usando la previsione. L'idea chiave qui è che gli osservatori non si affidano semplicemente agli stimoli che arrivano ai loro sistemi sensoriali, ma li combinano con le aspettative 'dall'alto-al-basso' su ciò che contiene il mondo.

Questa idea non è completamente nuova. Nel 19° secolo, l'erudito tedesco Hermann von Helmholtz propose che il problema mal posto di generare percezioni affidabili da segnali ambigui potesse essere risolto con un processo di 'inferenza inconscia', in cui gli osservatori usano la conoscenza tacita di come il mondo è strutturato per formare immagini visive accurate. Nel corso dei decenni, questa idea è entrata nella psicologia cognitiva, in particolare attraverso il concetto di 'percezioni come ipotesi' proposto dallo psicologo britannico Richard Gregory negli anni '70. Gregory ha paragonato i processi di percezione sensoriale al metodo scientifico: nello stesso modo in cui gli scienziati interpreteranno le prove attraverso la lente della loro teoria corrente, i nostri sistemi percettivi possono contestualizzare le prove ambigue che ricevono dai sensi in base ai loro modelli dell'ambiente.

Incarnazioni più recenti di queste idee suppongono che il cervello sia 'bayesiano', cioè che basa le sue percezioni sull'aspettativa. Nel 1763, lo statistico inglese e ministro presbiteriano Thomas Bayes ha pubblicato un teorema che descriveva come si possono fare inferenze razionali combinando l'osservazione con la conoscenza precedente. Ad esempio, se senti il ​​gocciolare dell'acqua in una giornata estiva torrida, è più probabile che tu abbia lasciato aperta l'irrigazione piuttosto che abbia iniziato a piovere. I sostenitori dell'ipotesi del 'cervello bayesiano' suggeriscono che questo tipo di inferenza probabilistica si verifica quando i segnali sensoriali 'dal-basso-all'alto' vengono valutati alla luce della conoscenza 'dall'alto-al-basso' su ciò che è, e non è, probabile.

A quanto pare, i modelli di connettività presenti nella corteccia cerebrale - con un numero enorme di connessioni a ritroso da aree 'superiori' a 'inferiori' - supportano queste idee. Il concetto informa un influente modello di funzione cerebrale noto come 'codifica gerarchica predittiva', ideato dal neuroscienziato Karl Friston all'University College di Londra e dai suoi colleghi. Questa teoria suggerisce che in ogni data regione del cervello - per esempio, la corteccia visiva precoce - una popolazione di neuroni codifica le prove sensoriali provenienti dal mondo esterno, e un altro insieme rappresenta le 'credenze' attuali su ciò che contiene il mondo.

Per questa teoria, la percezione si sviluppa quando le prove in entrata aggiustano le nostre 'credenze', e le 'credenze' stesse determinano ciò che sperimentiamo. Fondamentalmente, tuttavia, la connettività su larga scala tra regioni consente di usare la conoscenza precedente per privilegiare alcune 'credenze' rispetto ad altre. Ciò consente agli osservatori di usare la conoscenza 'dall'alto-al-basso' per alzare il volume sui segnali che si aspettano, dando loro più peso con il passare del tempo.

Consentire alle previsioni dall'alto-al-basso di percolare nella percezione ci aiuta a superare il problema del ritmo. Pre-attivando parti del nostro cervello sensoriale, diamo efficacemente ai nostri sistemi percettivi un 'vantaggio'. Infatti, uno studio recente dei neuroscienziati Peter Kok, Pim Mostert e Floris de Lange ha scoperto che, quando ci aspettiamo che si verifichi un evento, i modelli di esso emergono nell'attività del cervello visivo prima che la cosa reale sia visibile. Questa partenza dalla testa può fornire un percorso rapido per un comportamento veloce ed efficace.

Scolpire la percezione verso ciò che ci aspettiamo permette anche di superare il problema dell'ambiguità. Come supponeva Helmholtz, possiamo generare percezioni affidabili da dati ambigui se siamo spinti verso interpretazioni più probabili. Ad esempio, quando ci guardiamo le mani, il nostro cervello può arrivare ad adottare la 'corretta ipotesi' (che questi sono in effetti oggetti a forma di mano piuttosto che una delle infinite altre possibilità) perché ha aspettative molto forti sui tipi di oggetti che incontrerà.

Quando si tratta delle nostre azioni, queste aspettative derivano dall'esperienza. Durante tutta la nostra vita, acquisiamo molta esperienza eseguendo azioni diverse e sperimentando risultati diversi. Questo probabilmente inizia presto nella vita con il 'balbettio motorio' dei bambini. I calci della gamba apparentemente casuali, le onde del braccio e i giri di testa eseguiti dai bambini piccoli danno loro la possibilità di inviare diversi comandi di movimento e di osservare le diverse conseguenze. Questa esperienza di 'fare-e-vedere' forgia collegamenti predittivi tra le rappresentazioni motorie e sensoriali, tra l'agire e il percepire.

Una ragione per sospettare che questi collegamenti siano falsificati dall'apprendimento deriva da prove che dimostrano la loro notevole flessibilità, anche nell'età adulta. Studi condotti dalla psicologa sperimentale Celia Heyes e dal suo team mentre erano alla University College di Londra hanno dimostrato che anche brevi periodi di apprendimento possono ricollegare le connessioni tra azione e percezione, a volte in modi che contrastano con l'anatomia naturale del corpo umano.

Gli esperimenti di scansione del cervello illustrano bene questo. Se vediamo qualcun altro muovere la mano o il piede, si attivano le parti del cervello che controllano quella parte del nostro corpo. Tuttavia, un esperimento intrigante condotto dalla psicologa Caroline Catmur all'University College di Londra ha scoperto che dare esperienze invertite a soggetti sperimentali - vedere battere il piede mentre davano tocchi con le mani, e viceversa - poteva invertire queste mappature.

Dopo questo tipo di esperienza, quando i soggetti hanno visto i piedi che battevano, si attivavano le aree motorie associate alle loro mani. Tali risultati, e altri simili, forniscono prove convincenti che questi collegamenti vengono appresi rilevando le probabilità. Questo tipo di conoscenza probabilistica potrebbe modellare la percezione, permettendoci di attivare modelli di risultati di azione previsti nelle aree sensoriali del cervello, aiutandoci a superare le ambiguità sensoriali e fornire rapidamente l'interpretazione percettiva 'giusta'.

Negli ultimi anni, un gruppo di neuroscienziati ha proposto una visione alternativa, suggerendo che modifichiamo selettivamente i risultati attesi dei nostri movimenti. I sostenitori di questa idea sostengono che è molto più importante per noi percepire le parti sorprendenti e imprevedibili del mondo, come quando la tazza di caffè scivola inaspettatamente tra le dita. Filtrare i segnali attesi significa che i sistemi sensoriali contengono solo 'errori' sorprendenti, consentendo alla larghezza di banda limitata dei nostri circuiti sensoriali di trasmettere solo le informazioni più rilevanti.

Una pietra miliare di questa ipotesi di 'cancellazione' è stata la dimostrazione che c'è una minore attività nel cervello sensoriale quando si verificano esiti prevedibili dell'azione. Se sentiamo il tatto sulla nostra pelle o vediamo una mossa della mano, si attivano diverse regioni del cervello somatosensoriale o visivo. Tuttavia, studi iniziali hanno scoperto che quando tocchiamo la nostra pelle - spazzolando le mani o toccando i palmi delle mani - l'attività in queste aree cerebrali è relativamente ridotta, rispetto a quando queste sensazioni provengono da una fonte esterna. Una simile soppressione di attività si trova nel cervello visivo quando osserviamo mani che eseguono movimenti che corrispondono alle nostre.

Con i miei colleghi ho studiato come funzionano questi meccanismi di predizione. In un recente studio condotto con Clare Press a Birkbeck, University of London - insieme ai neuroscienziati cognitivi Sam Gilbert e Floris de Lange - abbiamo inserito volontari in uno scanner MRI e registrato la loro attività cerebrale mentre eseguivano un compito semplice. Abbiamo chiesto loro di muovere le dita e osservare una mossa della mano di un avatar sullo schermo. Ogni volta che eseguivano un'azione, la mano sullo schermo faceva un movimento sincrono che poteva essere previsto (muovendo lo stesso dito) o inaspettato (muovendo un dito diverso). Osservando i modelli di attività cerebrale in questi due scenari, siamo stati in grado di distinguere come le aspettative cambiano l'elaborazione percettiva.

In breve, la nostra analisi ha rivelato che c'erano più informazioni sugli esiti che i partecipanti avevano visto quando erano coerenti con le azioni che stavano eseguendo. Uno sguardo più ravvicinato ha scoperto che questi 'segnali più acuti' nelle aree del cervello visivo erano accompagnati da alcune attività represse - ma solo in parti sensibili agli eventi imprevisti. In altre parole, le previsioni generate durante l'azione sembravano modificare segnali inaspettati, generando rappresentazioni più nitide nel cervello sensoriale che sono ponderate più fortemente verso ciò che ci aspettiamo.

Queste scoperte suggeriscono che le nostre aspettative scolpiscono l'attività neurale, facendo sì che il nostro cervello rappresenti i risultati delle nostre azioni come ci aspettiamo che si sviluppino. Ciò è coerente con una crescente letteratura psicologica che suggerisce che l'esperienza delle nostre azioni è distorta nei confronti di ciò che ci aspettiamo.

Una dimostrazione convincente è arrivata da uno studio condotto nel 2007 dallo psicologo Kazushi Maruya in Giappone usando una tecnica chiamata 'rivalità binoculare'. Negli esperimenti di rivalità binoculare, un osservatore viene posto in un apparato che presenta diverse immagini a sinistra e a destra. Quando queste immagini sono in conflitto, l'esperienza percettiva dell'osservatore è di solito dominata da una di esse, con occasionali fluttuazioni tra le alternative in competizione. Maruya e colleghi hanno creato l'esperienza della competizione visiva presentando agli osservatori uno schema tremolante in bianco e nero sull'occhio sinistro e una sfera mobile a destra. Curiosamente, i ricercatori hanno scoperto che, quando hanno accoppiato la sfera in movimento alle azioni che gli osservatori stavano eseguendo, questa immagine aveva più probabilità di 'vincere' nella competizione. L'esperienza cosciente qui era dominata dall'esito prevedibile dell'azione.

Esperimenti come quelli di Maruya si uniscono ad altri che suggeriscono che la nostra esperienza percettiva è influenzata dalle azioni che eseguiamo. Ad esempio, le pressioni dei tasti eseguite dai pianisti possono determinare se ascoltano una sequenza di note musicali ascendenti o discendenti. Inoltre, il modo in cui viviamo il passare del tempo può essere manipolato dalle nostre azioni - quando ci muoviamo più lentamente, altri eventi sembrano durare di più - e tendiamo a vedere movimenti ambigui muoversi in direzioni coerenti con le nostre azioni. Poiché le nostre aspettative di solito si avvereranno, scolpire la percezione in linea con le nostre convinzioni può portare a un'immagine più solida di come influenziamo l'ambiente che ci circonda.

Una delle possibilità più affascinanti è che il nostro meccanismo predittivo possa avere un ruolo importante nell'aiutarci a interagire con il mondo sociale. Dopotutto, gli esseri umani sembrano obbedire a una serie di regole nel modo in cui si salutano, si alternano nella conversazione e rispondono al comportamento degli altri.

Uno dei modi più onnipresenti e strutturati in cui le persone si rispondono è attraverso l'imitazione, definita dagli scienziati cognitivi come un esempio in cui un osservatore copia i movimenti corporei di un modello, i gesti usati, l'andatura del cammino e così via; se vedi il tuo interlocutore strofinarsi la faccia o scuotere il piede, è probabile che tu faccia lo stesso.

Una serie di studi ha suggerito che l'esperienza dell'essere imitati può avere conseguenze importanti per la qualità delle nostre interazioni. Vedere copiate le nostre azioni può aumentare la fiducia, il rapporto e l'affiliazione che sentiamo nei confronti di chi le copia. Un esempio evocativo - uno studio del 2003 guidato dallo psicologo Rick van Baaren alla Radboud University di Nijmegen nei Paesi Bassi - ha scoperto che i camerieri che erano stati istruiti a imitare i commensali ricevevano più mance di quelli che non lo facevano.

Ma anche se l'esperienza di essere imitati può essere un potente lubrificante sociale, possiamo percepire come gli altri si comportano nei nostri confronti - come tutto il resto - solo attraverso il velo imperfetto dei nostri sistemi sensoriali. Il potenziale prosociale di essere imitato sarà completamente frustrato se il nostro cervello non riesce a registrare che si sono verificate queste reazioni. Tuttavia, questo problema potrebbe essere superato se generiamo previsioni sulle conseguenze sociali delle nostre azioni allo stesso modo in cui forniamo aspettative circa i risultati fisici dei nostri movimenti, usando il nostro meccanismo predittivo per rendere le altre persone più facili da percepire.

Io e Press abbiamo esplorato questa idea in uno studio del 2018 per verificare se i meccanismi predittivi usati durante l'azione potrebbero influenzare il modo in cui percepiamo l'imitazione negli altri. Abbiamo effettivamente trovato una firma di previsione: la percezione dei risultati delle azioni previste sembrava più intensa visivamente. Questa firma persiste per alcuni secondi dopo i nostri movimenti, suggerendo che i nostri meccanismi predittivi sono adatti per anticipare le reazioni imitative di altre persone.

Questo tipo di miglioramento potrebbe essere particolarmente importante negli ambienti sensoriali esigenti: per esempio, è più facile individuare l'amico che ci sta rispondendo in una stanza affollata. Un'altra possibilità relativamente poco esplorata è che tali previsioni potrebbero farci percepire le altre persone come più simili a noi stessi. Se ci si muove lentamente, anche il resto del mondo sembra più lento, i movimenti lenti e pigri che facciamo quando ci sentiamo tristi potrebbero indurci a percepire gli altri come se fossero anch'essi più lenti e più abbattuti.

Certo, a volte usare la predizione per costruire la nostra esperienza può essere un'arma a doppio taglio. È chiaro che questa lama è a doppio taglio quando ti rendi conto che a volte le nostre aspettative non si avverano. Se produci un sollevamento forzato per spostare una teiera vuota che pensavi fosse piena, il contenitore vuoto accelererà molto più velocemente di quanto ti aspettavi. Allo stesso modo, se dici una barzelletta inopportuna, potresti incontrare un mare di facce confuse, piuttosto che le risate che speravi.

Sembra che in questi scenari sarebbe inadatto per noi rimodellare le nostre esperienze percettive per rendere questi eventi più simili alle nostre aspettative: percepire erroneamente la teiera come più lenta di quanto sia in realtà, o modificare le espressioni delle nostre parti sociali in modo che sembrano più divertite, semplicemente perché erano quelle che avevamo previsto a priori. Tali percezioni errate sono più probabili quando il mondo sensoriale fornisce informazioni più scarse e le aspettative potrebbero essere considerate più importanti. Queste percezioni occasionali errate potrebbero essere il prezzo che paghiamo per un processo che il più delle volte genera esperienze affidabili.

Nondimeno, è facile vedere come tali errate percezioni potrebbero indebolirci. Molte delle nostre istituzioni sociali, culturali e giuridiche dipendono dall'idea che gli esseri umani generalmente sanno cosa stanno facendo e quindi possono essere ritenuti responsabili di ciò che hanno fatto. Sebbene suggerire che gli esseri umani percepiscono erroneamente le loro azioni per la maggior parte del tempo metta in caricatura la scienza, potrebbero esserci casi in cui le percezioni errate indotte da ciò che ci aspettiamo potrebbero avere conseguenze importanti.

Ad esempio, un medico ben allenato potrebbe avere aspettative molto forti su come un paziente risponderà a una procedura semplice (ad esempio, una puntura lombare) che potrebbe spingerlo a percepire erroneamente reazioni insolite quando si verificano. Lo stato morale o legale del medico cambia se è incline a percepire erroneamente i sintomi del suo paziente? Questo problema diventa più complicato se consideriamo che eventuali percezioni errate potrebbero essere il risultato dell'esperienza del medico?

Anche se la previsione ha il suo lato oscuro, considera quanto sarebbe difficile il mondo senza di essa. Questo pensiero tiene occupati da lungo tempo gli psichiatri, che hanno suggerito che alcune delle esperienze insolite viste nella malattia mentale potrebbero riflettere interruzioni nella capacità di prevedere.

Un caso particolarmente curioso sono le 'allucinazioni di controllo' osservate in alcuni pazienti con schizofrenia. I pazienti che soffrono di tale allucinazione riferiscono un'esperienza dolorosa in cui si sentono come se le loro azioni fossero guidate da una forza aliena esterna. Uno di questi pazienti descrisse questa esperienza anomala allo psichiatra britannico C. S. Mellor così: "È la mia mano e il mio braccio che si muovono, e le mie dita prendono la penna, ma io non le controllo. Quello che fanno non ha niente a che fare con me".

In linea con tali chiari casi clinici, studi sperimentali hanno rivelato che i pazienti schizofrenici possono avere difficoltà a riconoscere le loro azioni. Ad esempio, in un esperimento del 2001 condotto dallo psichiatra Nicolas Franck all'Ospedale universitario di Lione in Francia, a pazienti schizofrenici e a volontari sani di controllo è stato mostrato un riscontro video delle loro azioni che era alterato in vari modi, come la distorsione spaziale o l'aggiunta di ritardi temporali. I ricercatori hanno scoperto che i pazienti avevano più difficoltà a rilevare queste discrepanze, suggerendo che avevano una percezione relativamente impoverita delle loro stesse azioni.

Questo deficit di monitoraggio delle azioni e delle allucinazioni concomitanti potrebbe sorgere perché questi pazienti sperimentano una rottura dei meccanismi che consentono loro di prevedere le conseguenze dei propri movimenti. Questi potrebbero portare a un cambiamento nel modo in cui vengono vissuti i risultati dell'azione, il che a sua volta predispone i pazienti a sviluppare credenze bizzarre. In particolare, la perdita dei vantaggi di 'affilatura' della previsione dall'alto-al-basso potrebbe lasciare alle persone esperienze relativamente più ambigue delle loro azioni, rendendo difficile determinare cosa sia accaduto a causa del loro comportamento. Mentre questa ambiguità potrebbe essere acutamente angosciante di per sé, essere afflitti da tali esperienze insolite per un tempo prolungato potrebbe contribuire all'umore delirante di un individuo: il senso che stanno accadendo cose strane che richiedono una spiegazione strana, e forse delirante.

Alla fine, sembra che dalla psicologia e dalle neuroscienze emerga un punto di vista che le nostre aspettative hanno un ruolo chiave nel plasmare il modo in cui sperimentiamo le nostre azioni e i loro risultati. Anche se integrare le previsioni in ciò che percepiamo potrebbe essere un modo efficace per monitorare le nostre azioni in un mondo sensoriale intrinsecamente ambiguo, questo processo può farci travisare le conseguenze del nostro comportamento quando le nostre aspettative non si avverano.

Queste esperienze fittizie possono minare l'idea di avere una visione cristallina del nostro comportamento che ci separa dagli ingenui maiali di Lavegny. Quando si tratta delle nostre azioni, potremmo vedere ciò in cui crediamo e, occasionalmente, anche noi potremmo non sapere quello che facciamo.