La Natura Complementare delle dinamiche di coordinazione: auto - organizzazione e agency

1. La Natura Complementare delle dinamiche di coordinazione: auto - organizzazione e agency Sipre, Milano 17 Novembre 2012 Maria Pia Roggero

2. J.A. SCOTT KELSO • J.A. Scott Kelso (J. A. Scott Kelso (born 1947 in Derry, Irland)

3. COME SI FORMANO E CAMBIANO LE FORME ELEMENTARI DI COORDINAZIONE? • ABSTRACT In questo lavoro Kelso discute la legge elementare della coordinazione come esito del lavoro di ricerca con Hermann Haken (conosciuto come il fondatore della ‘sinergetica’). I concetti sinergici di auto-organizzazione e gli strumenti matematici dei sistemi dinamici non lineari sono usati per modellare le osservazioni dei fenomeni di cooperazione e le fasi di transizione spontanea nella coordinazione biologica. I suoi studi hanno inoltre aperto la strada a programmi di ricerca su fenomeni di coordinazione nel cervello e nelle scienze economiche sociali e comportamentali. OBIETTIVO => investigare l’utilità della “legge elementare” per comprendere la coordinazione di sistemi viventi.

4. LEGGE ELEMENTARE DI COORDINAZIONE • ABSTRACT Questo studio intende approfondire le origini e la creazione di informazione. Un’informazione utile una volta che si è stabilizzata nella memoria può essere usata come guida e modificare e dirigere le attività di un organismo. SCOPO => unire la natura spontaneamente auto- organizzantesi della coordinazione ispirata dalla sinergetica di Haken e le proprietà di agency proprie della natura umana.

5. QUALE È LA NATURA DELLA COORDINAZIONE? Esistono 3tipi basici di coordinazione: • coordinazione assoluta; • coordinazione parziale (che è bloccata transitoriamente e che si modifica quando le circostanze si modificano, Es: del bambino che ha un passo + lento e poi raggiunge il padre o del padre che rallenta il passo); • coordinazione nulla (ognuno va per la sua strada).

6. QUALE È LA NATURA DELLA COORDINAZIONE? … non è solo materia in movimento: La coordinazione è un ordine funzionale o un tipo di pattern che sia nello spazio che nel tempo si adatta in modo flessibile alle circostanze che cambiano. Come le cose si mettono insieme? Quando lo fanno? Quale è la natura della coordinazione?

7. STATI DI COORDINAZIONE: Che cosa ci può far pensare che ci siano sottostanti principi comuni a tal punto da formulare una legge/ modello? La spiegazione è che esistono un numero di fenomeni di coordinazione di base che attraversano vari livelli, creature e funzioni.

8. STATI DI COORDINAZIONE - SEGUE Es. esistono: 1) patterns di stati di coordinazione che rimangono stabili nonostante le perturbazioni; 2) casi in cui le parti e i processi si lasciano ingaggiare e disingaggiare da richieste funzionali o dal contesto; 3) l’esistenza di stati con coordinazione multipla, multifunzionali che soddisfano lo stesso set di circostanze; 4) la selezione di patterns di coordinazione ritagliati sui bisogni dell’organismo; 5) l’adattatatività alla coordinazione per cambiare contingenze interne e esterne; 6) la brusca transizione da un pattern coordinato a un altro; 7) la transizione da stati parzialmente a totalmente coordinati e vice- versa; 8) stati che rimangono negli stessi patterns coordinati anche quando le condizioni cambiano.

9. LEGGE DI COORDINAZIONE: Ia Equazione I fenomeni di coordinazione accadono così comunemente in natura da suggerire una legge che va oltre la moltitudine delle differenze: Φ= F(Φ, k, noise): Il tasso di cambiamento di una variabile chiamato Φ puntato, è una funzione f di come phi è suscettibile di modificazione da parte di alcuni parametri come k (coeficiente correttivo) e rumore. (Tutti i sistemi reali sono rumorosi e fluttuanti)

10. COMPLESSITÀ DEL FENOMENO Anche se gli stessi fenomeni di coordinazione possono esistere adiversi livelli, il primo passo è trovare leggi dinamiche all’interno di un livello. => L’idea di fondo è che il comprendere la complessità del fenomeno, a un qualunque livello di organizzazione, richiede: • la conoscenza dei parametri di controllo, • la conoscenza delle componenti interattive stesse, • una conoscenza dei patterns di coordinazione che emergono dalle componenti interattive.

11. COORDINAZIONE: COME LE PARTI E I PROCESSI SI UNISCONO Di fondo il problema della coordinazione ha a che fare con come le parti e i processi, in corso, di ogni sistema, a qualsiasi livello di descrizione, si uniscono a formare pattern coerenti di condotta. Separarsi e unirsi in tempo è inerente alla forma animata. I processi vanno su e giù, avanti e indietro. Hanno un ritmo tutto loro. Per semplicità ci riferiremo alla forma + semplice di coordinazione, l’interazione tra solo due componenti ritmiche e attive.

12. LA FORMULA DELLA LEGGE DI COORDINAZIONEPROCESSO: II EQUAZIONE Φ =δω – α sin Φ – 2b sin 2Φ + Qξt L’equazione Eq2 contiene tre tipi di parametri: Il primo che riflette asimmetrie o eterogeneità tra i componenti interattivi (δω);(delta= scarto/ differenza tra 2 parametri). Il secondo che riflette fattori esterni e interni (parametri di controllo) il rapporto dei quali (b/a) (se b è + grande di a, aumenta la forza di accoppiamento) è stato dimostrato governare la forza di accoppiamento tra le componenti. Un terzo termine per rumore o fluttuazione (ξt) di una data forza Q che dà il via alla variabilità della fase. Questa Eq2 mostra le relazioni coordinate tra: le componenti di un organismo gli organismi stessi gli organismi e il loro contesto

14. QUALCHE COSA IN PIÙ DELLA DINAMICA DELLA COORDINAZIONE SIMMETRICA La forma originale dell’equazione (Haken- Kelso-Bunz) diceva che δω = 0, cioè non c’é scarto, cioè vi è simmetria della dinamica di coordinazione. Questo modello HKB é in grado di rendere conto della bistabilità sul coordinamento delle mani, transizione tra coordinazione anti-fase e in-fase, mono-stabilità dopo la transizione e istèresi, cioè il sistema cerca di tornare alle condizioni iniziali anche se si sposta sempre un po’. Hysteresis (ciclo di isteresi)è la caratteristica di un sistema di reagire in ritardo alle sollecitazioni applicate e in dipendenza dello stato precedente.

15. ANCORA SULLA LEGGE DI COORDINAZIONE L’archetipo delle dinamiche di coordinazione (IIa Equazione) possiede una simmetria fondamentalmente rotta, il che vuol dire che le proprietà intrinseche delle parti pur essendo coordinate, non sono identiche. In particolare possiedono frequenze naturali differenti. Nulla capita in biologia fino a che non c’è interazione dal livello molecolare in su. Da questi due fattori e dal loro inter-gioco la coordinazione emerge in un modo auto-organizzato. Le dinamiche di coordinazione sono bistabili (max e min), una condizione necessaria per una multifunzionalità in sistemi biologici. Dobbiamo tener presente che la forza di accoppiamento è sufficiente a tenere le componenti insieme anche se la differenza di frequenza tra le componenti (sfasamento) aumenta.

16. ROTTURA DELLA SIMMETRIA Successivamente Kelso aggiunse il termine di rottura che indica la rottura della simmetria. Ciò cambia l’intero carattere della dinamica della coordinazione e conduce a altri cambiamenti e biforcazioni, fasi di imballaggio e intriganti fenomeni di fasi di ri-finimento.

17. BRUSCHE ROTTURE Negli studi sul cervello non è significativa la questione dell’oscillazione, ma la fase sincronia chiusa tra le fasi. Il punto è che per quanto c’entri la coordinazione, l’accoppiamento tra processi oscillatori, riflette sempre informazione significativa. Che cosa potrebbe essere + rilevante per la funzione di un sistema? Se non che l’informazione di come le sue parti comunicano? Ad es. dai nostri studi emerge che brusche transizioni tra una fase e l’altra capitano sia nel cervello che nella condotta umana. Ma queste dinamiche + ricche come succedono? E quali fattori le producono?

18. Grafico

19. SPIEGAZIONE DEL GRAFICO Le parti danno a vedere di fare le proprie cose pur coordinandosi insieme. Se vediamo la coordinazione della variabile phi evolvere nel tempo vediamo moto per tutta la fase, come se le parti non fossero insieme, ma vediamo anche che è intrappolato nel passato vicino a resti o spettri degli stati coordinati in fase e anti-fase. • La coordinazione tende a bazzicare + a lungo vicino allo stato di coordinazione precedentemente + stabile in fase piuttosto che vicino all’anti fase. L’antifasesuiccia in in fase e si ferma lì per un po’ prima di muoversi.. • Cioè le parti non sono completamente indipendenti, e il tutto totalmente coordinato.

20. DI NUOVO AL CERVELLO In questo regime di meta-stabilità delle dinamiche di coordinazione, la tendenza delle parti di esprimere la loro autonomia e la tendenza delle parti di lavorare insieme coesistono. Ciò si riferisce a un dibattito antico: se il cervello è integrato con il tutto o segregato in regioni neuronali speciali che sono indipendenti. Il principio del In- Between dice che le due cose coesistono nello stesso tempo: tendenze per una fase sincronica coesistono con tendenze delle parti di rimanere autonome.

21. Meta - stabilità Nelle dinamiche di coordinazione il concetto di meta stabilità è cruciale per la creazione o no dell’informazione, che può guidare, modificare, dirigere le attività di un organismo. Si sostiene che la meta stabilità è una condizione di equilibrio che si mantiene in condizione di equilibrio (meta) stabile nel tempo, fintanto che non viene fornito al sistema un quantitativo sufficiente di energia che ne perturba il suddetto equilibrio.”

22. Come si crea l’informazione ? Secondo la legge dei quanti si diffonde un’onda nello spazio e la natura seleziona un’ alternativa. Così si crea l’informazione. • Ma questo come avviene? Si tratta della transizione tra uno stato di meta stabilità e uno stato + stabile che suggerisce l’informazione essenziale riguardo a un evento submicroscopico che verrebbe altrimenti non individuato. La funzionalità del “detettore” deve essere macroscopica e in uno stato meta stabile che permette una certa interazione per diventare evidente a livello macro. Questo è come i fisici vedono l’informazione.

23. Creazione dell’informazione Ugualmente si è visto che nel cervello umano l’informazione è creata e distrutta nel regime meta stabile delle dinamiche di coordinazione, dove le tendenze di lontananza e vicinanza, individuali e collettive, segregazione e integrazione, fasi sincroniche e dispersive coesistono. Una nuova informazione è creata perché il sistema opera in un regime speciale dove il + leggero colpetto verrà inserito in un nuovo stato coordinato. Così la dinamica della coordinazione crea nuovi stati di coordinazione utili da un punto di vista dell’informazione che si possono stabilizzare nel tempo. La stabilità dell’informazione nel tempo è garantita dall’interazione tra componenti che compongono il sistema e i processi e costituisce e va a formare un tipo di memoria dinamica non ereditaria. Quindi possiamo concludere dicendo che una volta creata l’informazione, questa può poi guidare, modificare e dirigere le dinamiche del sistema.

24. AGENCY E DIREZIONIONALITA’ Noi uomini non abbiamo alcun dubbio che siamo noi e solo noi che dirigiamo le azioni dei nostri corpi. • Da dove vengono agency e direzionalità? Le nostre ricerche suggeriscono che le tendenze spontanee e auto organizzantesi danno origine alla agency; che il più fondamentale tipo di coscienza, la consapevolezza di se stessi ha origine dal terreno dell’attività spontanea e auto- organizzata.

25. AUTO- ORGANIZZAZIONE e AGENCY I movimenti spontanei con cui nasciamo, ci equipaggiano di un ampio repertorio di movimenti spontanei. Solo dopo un certo periodo il bambino si rende conto che questi movimenti gli appartengono. La coordinazione spontanea, auto- organizzata è alla base dell’agency cosciente. Da una condotta spontanea, auto-organizzata emerge l’IO SONO, io faccio. Il soggetto nasce dalla spontaneità ed è questo Io che dirige le azioni umane.

26. In Fine Come Sheets-Johnstone afferma , “ noi scopriamo noi stessi nel movimento”. Nella nostra spontaneità del movimento, noi abbiamo la percezione di noi stessi come esseri viventi. Ciò risolve la annosa diatriba se l’uomo è diretto dall’ esterno o si dirige con concetti di organizzazione che aprono la strada a coordinazione nelle varie caratteristiche che abbiamo potuto osservare.

27. Problemi aperti : Evoluzione del sé e creatività Processo avviene attraverso: interazione adattatività, organizzazione, auto-organizzazione, locked- fase, evoluzione del sé e creatività. La meta stabilità è una caratteristica del sistema. 1° ci si adatta, ma in modo proprio. 2° poi c’è funzionalità, varie organizzazioni, coordinazioni(in- fase- anti fase, locked fase= isteresi) 3° la metastabilità + la capacità di cogliersi nella propria isteresi ossia nel proprio processo, permette di aprirsi a nuove soluzioni = creatività?