Siamo abituati a immaginare il cervello come una gigantesca rete di neuroni, dove l'informazione viene trasmessa attraverso le sinapsi da cellula a cellula. Ma questo quadro potrebbe essere incompleto. I ricercatori del Picower Institute del MIT propongono di aggiungere un altro livello: il cervello potrebbe elaborare le informazioni tramite onde elettriche che si propagano attraverso la corteccia.
Nell'agosto dell'anno 2026, Earl Miller, Scott Brincat e Jefferson Roy hanno presentato su The Journal of Neuroscience la teoria della cognizione e della coscienza analogiche. Secondo questa teoria, le onde cerebrali viaggianti sarebbero in grado di riunire rapidamente milioni di neuroni in ensemble funzionali e di riorganizzare le loro interazioni senza dover modificare ogni volta le connessioni sinaptiche stesse.
Le sinapsi rimangono il fondamento del funzionamento del cervello. Ma sono relativamente stabili, mentre la situazione intorno a noi cambia ogni secondo. Il cervello deve collegare istantaneamente vista, suoni, sensazioni corporee, memoria e obiettivi attuali. Gli autori ipotizzano che siano proprio le onde a permettergli di cambiare rapidamente la configurazione funzionale della rete neurale già esistente.
Questa idea si sposa bene con l'osservazione che i neuroni raramente hanno una sola funzione. La stessa cellula può far parte di ensemble diversi a seconda del compito. Perciò non è importante solo quale neurone è attivo, ma anche con chi lavora in quel momento.
Uno dei meccanismi di tale coordinazione potrebbe essere l'interazione tra i ritmi cerebrali. Le oscillazioni più lente alfa e beta possono influenzare la rapida attività gamma, associata all'elaborazione delle informazioni sensoriali. Inoltre, i ritmi possono propagarsi attraverso la corteccia sotto forma di onde viaggianti, modificando successivamente le condizioni di lavoro dei neuroni lungo il loro percorso.
La parte più insolita della teoria inizia dove queste onde si incontrano.
Come le onde fisiche ordinarie, possono sovrapporsi: in alcuni punti si rafforzano, in altri si indeboliscono. Emerge un complesso pattern spazio-temporale. Miller e i suoi colleghi ipotizzano che tale interferenza possa non essere semplicemente un sottoprodotto del funzionamento del cervello, ma parte del processo computazionale stesso.
Si può immaginare come i cerchi nell'acqua. Se si gettano diversi sassi in uno stagno, le onde si intersecano e creano un nuovo pattern, anche se il fondo e le rive rimangono gli stessi. In modo simile, il cervello potrebbe creare rapidamente nuove configurazioni funzionali senza ricostruire fisicamente l'intera rete neurale.
Ancora più interessante è la possibilità di un'influenza inversa. I neuroni creano campi elettrici, ma questi campi, a loro volta, possono influenzare l'attività di altri neuroni — un fenomeno noto come interazione ephaptica. Si ottiene un sistema dinamico chiuso: i neuroni formano onde, le onde organizzano i neuroni, e l'attività modificata crea nuove onde.
È qui che la teoria affronta il problema della coscienza.
Gli autori ipotizzano che le onde viaggianti aiutino a integrare i processi cerebrali locali in uno stato coerente su larga scala. Allora la coscienza potrebbe dipendere non solo da quali informazioni sono contenute nell'attività neuronale, ma anche da come questa attività è organizzata nel tempo e nello spazio.
A favore di questa idea parlano, in particolare, gli studi sull'anestesia generale. Diversi anestetici agiscono su bersagli molecolari differenti, ma la perdita di coscienza è accompagnata da un'alterazione dell'organizzazione su larga scala delle onde cerebrali. Questo non dimostra che le onde creino la coscienza, ma indica che la loro dinamica coerente potrebbe essere una condizione importante dello stato cosciente.
Per ora è proprio una teoria, non un meccanismo dimostrato della coscienza. I ricercatori devono ancora mostrare che l'interferenza delle onde cerebrali esegue effettivamente calcoli analogici, e non si limita ad accompagnare il lavoro delle reti neurali.
Ma se l'ipotesi fosse confermata, cambierebbe notevolmente la visione del cervello. Allora, per comprendere il pensiero, non basterebbe studiare solo neuroni, sinapsi e singole aree corticali. Bisognerebbe tenere conto anche della fisica del tessuto nervoso stesso — campi elettrici, ritmi e movimento delle onde.
E, forse, la domanda principale della scienza della coscienza cambierebbe gradualmente. Invece di cercare il luogo nel cervello dove risiede la coscienza, i ricercatori si chiederebbero sempre più spesso quale pattern dinamico permette a miliardi di cellule di diventare per un istante un tutto unico.
In questo quadro, il cervello non è semplicemente una rete che trasmette segnali. Assomiglia a un paesaggio ondoso in continuo mutamento, dove la dinamica stessa dell'attività elettrica può diventare parte del calcolo.
