How do schools of fish swim in harmony? - Nathan S. Jacobs

Traduttore: caterina minasso Revisore: Maria Grazia Giuffrida

How do schools of fish swim in harmony?

Come fanno i banchi di pesci a nuotare in armonia?

And how do the tiny cells in your brain give rise to the complex thoughts,

Come fanno le cellule del nostro cervello a dar vita a quei pensieri complessi,

memories,

quei ricordi,

and consciousness that are you?

quella coscienza, che di fatto siamo noi?

Oddly enough, those questions have the same general answer:

Straordinariamente, queste domande hanno la stessa risposta, in generale:

emergence,

proprietà emergente,

or the spontaneous creation of sophisticated behaviors and functions

o creazione spontanea di comportamenti e funzioni sofisticate

from large groups of simple elements.

da grandi gruppi di elementi semplici.

Like many animals, fish stick together in groups,

Come molti animali, i pesci si raggruppano tra loro,

but that's not just because they enjoy each other's company.

non solo per il piacere di stare insieme

It's a matter of survival.

ma per una questione di sopravvivenza.

Schools of fish exhibit complex swarming behaviors

I banchi di pesci mostrano comportamenti complessi da sciame

that help them evade hungry predators,

che li aiutano a evitare i predatori affamati,

while a lone fish is quickly singled out as easy prey.

mentre un pesce solitario è individuato come preda facile.

So which brilliant fish leader is the one in charge?

Allora, quale pesce intelligente è il capo di tutti gli altri?

Actually, no one is,

In realtà, non lo è nessuno,

and everyone is.

e lo sono tutti.

So what does that mean?

E questo cosa significa?

While the school of fish is elegantly twisting, turning, and dodging sharks

Mentre il banco di pesci ruota, gira e schiva gli squali con eleganza

in what looks like deliberate coordination,

in un movimento volontario e coordinato,

each individual fish is actually just following two basic rules

ogni pesce sta solo seguendo due semplici regole

that have nothing to do with the shark:

che non hanno nulla a che vedere con lo squalo:

one, stay close, but not too close to your neighbor,

primo, stai vicino, ma non troppo, al pesce accanto a te

and two, keep swimmming.

e secondo, continua a nuotare.

As individuals, the fish are focused on the minutiae of these local interactions,

Ogni singolo pesce si concentra su queste minuscole interazioni locali

but if enough fish join the group, something remarkable happens.

ma se si uniscono abbastanza pesci, succede qualcosa di interessante.

The movement of individual fish is eclipsed by an entirely new entity:

Il movimento del singolo pesce si confonde in un'entità nuova:

the school, which has its own unique set of behaviors.

il banco, che ha il suo personale assetto di comportamenti.

The school isn't controlled by any single fish.

Il banco non è controllato da un singolo pesce.

It simply emerges if you have enough fish following the right set of local rules.

Nasce quando abbastanza pesci seguono la giusta serie di regole locali.

It's like an accident that happens over and over again,

è come un caso che si ripete all'infinito,

allowing fish all across the ocean to reliably avoid predation.

permettendo ai pesci di tutto l'oceano di sfuggire ai predatori.

And it's not just fish.

E non vale solo per i pesci.

Emergence is a basic property of many complex systems of interacting elements.

La proprietà emergente esiste in molti sistemi complessi di elementi interagenti.

For example, the specific way in which millions of grains of sand

Per esempio, il modo particolare in cui milioni di granelli di sabbia

collide and tumble over each other

collidono e rotolano gli uni sugli altri,

almost always produces the same basic pattern of ripples.

crea quasi sempre lo stesso motivo ondulato.

And when moisture freezes in the atmosphere,

E quando l'umidità si congela nell'atmosfera,

the specific binding properties of water molecules

le specifiche proprietà di legame delle molecole dell'acqua

reliably produce radiating lattices that form into beautiful snowflakes.

producono reticoli che si irradiano e formano bellissimi fiocchi di neve

What makes emergence so complex

La proprietà emergente è così complessa

is that you can't understand it by simply taking it apart,

che non la si può capire semplicemente scomponendola,

like the engine of a car.

come il motore di un'auto.

Taking things apart is a good first step to understanding a complex system.

Smontare gli elementi è un primo passo per capire i sistemi complessi.

But if you reduce a school of fish to individuals,

Ma se riduciamo un banco di pesci, a dei pesci singoli,

it loses the ability to evade predators,

perderà la sua capacità di evitare i predatori

and there's nothing left to study.

e non ci resterà più niente da studiare.

And if you reduce the brain to individual neurons,

E se riduciamo il cervello, a dei singoli neuroni,

you're left with something that is notoriously unreliable,

rimarremo con qualcosa di totalmente inaffidabile,

and nothing like how we think and behave,

che non c'entra niente con il nostro modo di pensare e comportarci,

at least most of the time.

o almeno la maggior parte del tempo.

Regardless, whatever you're thinking about right now

Comunque, qualunque cosa stiate pensando in questo momento

isn't reliant on a single neuron lodged in the corner of your brain.

non dipende da un singolo neurone in un angolo del vostro cervello.

Rather, the mind emerges from the collective activities

Al contrario, la mente si sviluppa grazie all'attività collettiva

of many, many neurons.

di molti, molti neuroni.

There are billions of neurons in the human brain,

Ci sono milioni di neuroni nel cervello umano,

and trillions of connections between all those neurons.

e miliardi di collegamenti tra tutti quei neuroni.

When you turn such a complicated system like that on,

Quando accendiamo un sistema così complicato,

it could behave in all sorts of weird ways, but it doesn't.

questo potrebbe comportarsi in una miriade di modi strani, ma non lo fa.

The neurons in our brain follow simple rules, just like the fish,

I neuroni nel nostro cervello seguono semplici regole, come i pesci

so that as a group, their activity self-organizes into reliable patterns

cosicché in gruppo, la loro attività si organizza secondo schemi affidabili

that let you do things like recognize faces,

che ci fanno fare cose come riconoscere i volti,

successfully repeat the same task over and over again,

compiere con successo la stessa azione all'infinito,

and keep all those silly little habits that everyone likes about you.

e conservare quelle semplici abitudini, che tutti apprezzano di noi.

So, what are the simple rules when it comes to the brain?

Quindi, nel caso del cervello quali sono queste semplici regole?

The basic function of each neuron in the brain

La funzione principale di ogni neurone nel cervello

is to either excite or inhibit other neurons.

è di stimolare o inibire gli altri neuroni.

If you connect a few neurons together into a simple circuit,

Se colleghiamo tra loro alcuni neuroni in un circuito semplice,

you can generate rhythmic patterns of activity,

possiamo generare schemi di attività ritmici,

feedback loops that ramp up or shut down a signal,

anelli reattivi che intensificano o smorzano un segnale,

coincidence detectors,

rivelatori di coincidenza

and disinhibition,

e disinibizione,

where two inhibitory neurons can actually activate another neuron

in cui due neuroni inibitori possono attivare un altro neurone

by removing inhibitory brakes.

rimuovendo i freni inibitori.

As more and more neurons are connected,

A mano a mano che i neuroni si connettono,

increasingly complex patterns of activity emerge from the network.

si sviluppano sempre maggiori schemi di attività complessi.

Soon, so many neurons are interacting in so many different ways at once

Presto, diversi neuroni interagiscono in diversi modi contemporaneamente

that the system becomes chaotic.

tanto da rendere il sistema caotico.

The trajectory of the network's activity cannot be easily explained

La traiettoria dell'attività della rete non può essere spiegata così facilmente

by the simple local circuits described earlier.

dai circuiti locali semplici descritti finora.

And yet, from this chaos, patterns can emerge,

Eppure, da questo caos, gli schemi emergono,

and then emerge again and again in a reproducible manner.

e si sviluppano sempre di più duplicandosi.

At some point, these emergent patterns of activity

A un certo punto, questi schemi emergenti di attività

become sufficiently complex,

diventano sufficientemente complessi

and curious to begin studying their own biological origins,

e curiosi da iniziare a studiare le proprie origini biologiche,

not to mention emergence.

senza parlare della proprietà emergente.

And what we found in emergent phenomena at vastly different scales

E ciò che abbiamo trovato nel fenomeno emergente in scale differenti

is that same remarkable characteristic as the fish displayed:

è la stessa straordinaria caratteristica che ci hanno mostrato i pesci:

That emergence doesn't require someone or something to be in charge.

che la proprietà emergente non pretende qualcuno o qualcosa per esserci.

If the right rules are in place,

Se ci sono le giuste regole,

and some basic conditions are met,

e si incontrano le condizioni essenziali,

a complex system will fall into the same habits over and over again,

un sistema complesso ricadrà nelle stesse abitudini, ripetutamente,

turning chaos into order.

trasformando il caos in ordine.

That's true in the molecular pandemonium that lets your cells function,

Succede così nel pandemonio molecolare che fa funzionare le cellule,

the tangled thicket of neurons that produces your thoughts and identity,

l'intricata selva di neuroni che produce i pensieri e l'identità,

your network of friends and family,

la nostra rete di amici e famiglia,

all the way up to the structures and economies of our cities across the planet.

fino ad arrivare alle strutture ed economie cittadine del nostro pianeta.