Riconosci il ritmo della vita

Gli studi sul tempo hanno un aspetto paradossale. Nel suo grande libro Carlo Rovelli fa capire, anche ai profani, perché sia sparita dalle equazioni di fisica teorica la variabile t del tempo. Nello spazio della gravità quantistica, infatti, «il tempo non esiste». Che cos'è allora la dimensione dell'esistenza di cui le neuroscienze trovano nell'uomo meccanismi nervosi le cui origini risalgono a sistemi nervosi minuscoli (come quelli delle formiche) e ad età remotissime? Si parla della stessa cosa? Stanislas Dehaene e Elisabeth M. Brannon, nell'introduzione all'importantissimo libro da loro curato (con contributi anche di scienziati italiani), scrivono che la sopravvivenza di un qualsiasi animale senza i meccanismi dell'orientamento temporale e spaziale e di un calcolo numerico quantomeno elementare è inimmaginabile. I meccanismi nervosi del senso dello spazio e del tempo sono gli a priori kantiani. Il libro raccoglie studi sui meccanismi nervosi del tempo, dello spazio e della matematica, le cui elaborazioni quantitative sembrano avere in comune meccanismi nervosi, cioè neuroni speciali, di codificazione e di calcolo di distanze e di durate. Tempo, spazio e numero sono domini nei quali il cervello codifica e calcola quantità. Il calcolo è preciso, anche nelle formiche. In tutte le culture il tempo è materializzato nello spazio. È difficile, spesso impossibile, parlare di tempo senza usare il linguaggio dello spazio. La rappresentazione del tempo comporta che si facciano addizioni, sottrazioni e confronti, con elementi numerici. Ciò porta a credere, e la ricerca conferma, che vi sia un insieme anatomofunzionale comune ai tre domini di codificazione e di calcolo. Le nostre intuizioni (anche geometriche e aritmetiche) si basano sulla conoscenza accumulata lungo milioni di anni in un mondo fisico strutturato spazialmente, temporalmente e numericamente. Il fondamento decisivo delle costruzioni matematiche, che vanno al di là delle intuizioni, è fissato in un insieme di principi fondato durante generazioni di interazioni attraverso la selezione naturale di meccanismi elementari cerebrali di computazione spaziale, temporale e numerica. Eugène Minkowski distingue l'aspetto spaziale del tempo, proprio della fisica, che, da Newton in poi, procede di astrazione in astrazione, dal tempo vissuto, che è flessibile, egli dice, perché modulato dall'affettività. L'uno e l'altro esistono perché li crea il cervello, il primo con la razionalità, il secondo col contributo determinante dei centri dell'affettività e della memoria, nell'eterno presente della vita. Gli uomini, ha scoperto Darwin, hanno gli stessi sensi degli animali e le stesse intuizioni fondamentali: i meccanismi cognitivi sono stati selezionati dall'evoluzione e seguono principi universali dell'architettura cognitiva. Per molte caratteristiche biologiche ciò che vale, ad esempio, per topi o lumache di mare, di cui Eric Kandel ha studiato i meccanismi della memoria, vale anche per primati e uomini. Nei topi sono stati individuati meccanismi nervosi congeniti, localizzati prevalentemente nell'ippocampo, nelle aree paraippocampali e nel lobo parietale destro, che trasmettono alla coscienza il senso dello spazio e della loro posizione da fermi e durante il movimento già pochi giorni dopo la nascita e alla prima esperienza. Da oltre un decennio la neurobiologia del tempo è impegnata a studiare in quale dei due emisferi cerebrali vengono elaborate le dimensioni affettive e razionali della sensazione intangibile del senso del tempo. Si preferisce senso a percezione del tempo, perché il tempo non è percepito da particolari recettori. Esso è creato (e non percepito) da meccanismi nervosi trasmessi geneticamente. Il senso del tempo, la cui rappresentazione è uno dei misteri della mente, ha tre aspetti: la stima della durata, dell'attesa e dell'ordine di successione degli eventi.
Animali, come gli scoiattoli, che nascondono il cibo in luoghi diversi, vanno a riprenderlo nello stesso ordine con cui l'avevano nascosto, partendo dal primo nascondiglio, mostrando di avere il senso della durata, della sequenza, dello spazio e del numero. Animali da laboratorio nutriti a ora fissa, anticipano col comportamento l'arrivo del cibo, verosimilmente perché la corteccia prefrontale destra sente che il tempo dell'attesa sta per finire. Secondo un'altra ipotesi sarebbe l'area motoria supplementare, egualmente attiva al termine dell'attesa, a paragonare il tempo trascorso a quello previsto. Essa si attiverebbe quando il termine previsto si sta avvicinando, perché lo paragona al tempo trascorso. L'ippocampo svolge un ruolo chiave non solo per lo spazio e per la memoria ma anche per il senso del tempo, assieme con l'area motoria supplementare, una parte della corteccia prefrontale e parietale, i gangli della base, il cervelletto. È interessante notare che l'area motoria supplementare e i gangli della base, che sono organi dell'azione, sono attivi in processi temporali anche se non comportano movimenti. La corteccia parietale sinistra, valendosi della memoria di informazioni precedenti, genera un'attesa della durata degli eventi futuri, mentre la corteccia prefrontale destra utilizza informazioni retroattive per aggiornare se il tempo che passa coincide con quello previsto.
Negli ultimi anni un contributo notevole alla localizzazione e alla comprensione del senso del tempo viene dallo studio clinico (non facile) dei suoi disturbi per lesioni del cervello. Il substrato anatomico e i meccanismi nervosi della cognizione numerica e spaziale sono studiati, nei primati, al livello dei singoli neuroni. L'associazione semantica fra parola e simbolo numerico è un processo d'apprendimento che coinvolge prevalentemente la parte anteriore del lobo prefrontale. I centri della conoscenza matematica e i meccanismi sensomotori dello spazio sono situati gli uni accanto agli altri e interagiscono fra di loro e con i meccanismi del senso del tempo. L'evidenza comportamentale dell'orientamento spaziale dei numeri è testimoniato, ad esempio, dall'esperimento di premere un tasto leggendo un numero pari, un altro tasto se dispari. La reazione è più rapida con la mano sinistra per numeri piccoli, con la destra per numeri grandi. Alla domanda di un bambino: «Quanto durano 15 minuti?» si può rispondere che è il tempo per arrivare a scuola, cioè il senso del tempo si acquista con strategie motorie. Il tempo nella vita quotidiana è in parte installato in un atto motorio inserito nello spazio. Molti matematici riferiscono di "vedere" (quindi nello spazio) le soluzioni dei loro calcoli prima della verifica. C'è chi riesce a far calcoli mentali complicati con le perle di un pallottoliere immaginario, a conferma che il linguaggio non è necessario per la rappresentazione numerica.