Il concetto di Chiusura Operazionale di sistema, introdotto da Maturana e Varela come una delle caratteristiche fondamentali di tutti i sistemi viventi, non è tuttavia sufficiente come insieme minimo di descrizione. Data la complessità dei sistemi viventi ci si aspetta che non sia sufficiente una solo tipo di descrizione ma un intreccio di più descrizioni a diverso livello per ottenere una sintesi completa minima.
All'inizio degli anni 70, e in particolare nel 1972, Humberto Maturana, successivamente con Francisco Varela, ha introdotto il concetto di autopoiesi o sistema autopoietico.
Quali proprietà, allora, deve possedere un sistema per essere definito davvero vivente?
Possiamo fare una distinzione chiara fra sistemi viventi e non viventi?
Qual è I'esatto legame che intercorre fra auto-organizzazione e vita?
Erano queste le domande che si poneva
Humberto Maturana, studioso cileno di neuroscienze, negli anni Sessanta. Dopo sei anni di studi e di ricerca nel campo della biologia in Inghilterra e negli Stati Uniti, dove collaborò con il gruppo di McCulloch presso il Massachusetts Institute of Technology e fu fortemente influenzato dalla cibernetica, nel 1960 Maturana ritornò all'Università di Santiago. Qui si specializzò in studi di neuroscienze e, in particolare, nella comprensione del fenomeno della percezione del colore. In seguito a questa ricerca, nella mente di Maturana presero forma due domande fondamentali. Come egli stesso ricordò tempo dopo: "
Mi trovai in una situazione in cui la mia vita accademica era divisa, e mi orientai nella ricerca delle risposte a due domande che sembravano condurre in opposte direzioni" e cioè:
"Che cos'è l'organizzazione del vivente?"
"Che cosa avviene nel fenomeno della percezione?""
Maturana si dibatté in queste domande per quasi un decennio, e fu grazie al suo genio che trovò una risposta comune a entrambe. In tal modo egli rese possibile I'unificazione di due tradizioni di pensiero sistemico che si erano occupate della separazione cartesiana da punti di vista differenti. Mentre i biologi organicisti avevano esplorato la natura della forma biologica, i cibernetici avevano tentato di comprendere la natura della mente. Verso la fine degli anni Sessanta, Maturana si rese conto che la chiave dei due enigmi risiedeva nella comprensione dell' "organizzazione del vivente". Nell'autunno del 1968 Maturana fu invitato da Heinz von Foerster a far parte del suo gruppo di ricerca interdisciplinare presso la
University of Illinois e a intervenire a un convegno sulla cognizione che si tenne a Chicago qualche mese più tardi. Ciò gli diede un'opportunità ideale per presentare le sue idee sulla cognizione come fenomeno biologico. Qual'era, dunque, l'intuizione centrale di Maturana? Come disse lui stesso:
"Le indagini sulla percezione del colore mi condussero a una scoperta che. era per me di straordinaria importanza: il sistema nervoso funziona come una rete chiusa di interazioni, in cui ogni cambiamento delle relazioni d'interazione fra alcuni componenti dà sempre come risultato un cambiamento delle relazioni d'interazionedegli stessi o di altri componenti."
Da questa scoperta Maturana trasse due conclusioni che gli diedero le risposte ai quesiti fondamentali che si era posto. Ipotizzò che l'organizzazione circolare del sistema nervoso fosse l'organizzazione di base di tutti i sistemi viventi:
"I sistemi viventi-... [sono] organizzati in un processo circolare causale chiuso che permette il cambiamento evolutivo nel modo in cui è mantenuta la circolarità, ma non la perdita della circolarità stessa".
Poiché tutti i cambiamenti nel sistema avvengono all'interno di questa circolarità di base, Maturana sosteneva che gli elementi che determinano l'organizzazione circolare devono anche essere prodotti e mantenuti da essa. E concludeva che questo schema a rete, in cui ogni componente ha la funzione di aiutare a produrre e a trasformare altri componenti mantenendo nel contempo la circolarità globale della rete, costituisce la vera "organizzazione del vivente".
La seconda conclusione che trasse Maturana dalla
chiusura circolare del sistema nervoso equivaleva a una concezione radicalmente nuova della cognizione. Egli ipotizzò che il sistema nervoso non soltanto si auto-organizza ma fa continuamente riferimento a se stesso, così che la percezione non si può considerare una rappresentazione di una realtà esterna ma si deve intendere come la creazione continua di nuove relazioni all'interno della rete neurale:
"Le attività delle cellule nervose non riflettono un ambiente indipendente dall'organismo vivente e quindi non permettono la costruzione di un mondo esterno che esiste realmente"
Secondo Maturana, la percezione, e più in generale la cognizione, non rappresentano una realtà esterna ma piuttosto ne specificano una attraverso il processo di organizzazione del sistema nervoso. Partendo da questa premessa Muturana compì poi un passo radicale postulando che il processo stesso di organizzazione circolare - in presenza o assenza di un sistema nervoso - è identico al processo della cognizione:
"I sistemi viventi sono sistemi cognitivi, e il vivere in quanto processo è un processo di cognizione. Questa dichiarazione è valida per tutti gli organismi, con o senza un sistema nervoso"
Non c'è dubbio che questo modo di identificare la cognizione con il processo della vita sia una concezione radicalmente nuova; dopo aver pubblicato le sue idee nel 1970 Maturana iniziò un lungo rapporto di collaborazione con Francisco Varela, un giovane studioso di neuroscienze dell'Università di Santiago, che era stato suo allievo. Maturana racconta che la loro collaborazione incominciò quando Varela, nel corso di una conversazione, gli propose di trovare una descrizione più formale e completa del concetto di organizzazione circolare. Decisero immediatamente di lavorare su una descrizione verbale completa dell'idea di Maturana prima di tentare di costruire un modello matematico, e cominciarono inventando per essa un nome: autopoiesi. Auto, naturalmente, significa "da sè" e fà riferimento all'autonomia dei sistemi auto-organizzantisi; e poiesi - dal greco poiesis, da cui deriva anche la parola "poesia" - significa "produzione". Dunque autopoiesi significa "produzione di sè". Dato che avevano coniato una parola nuova, priva di una sua storia, non avevano problemi a usarla come termine tecnico per indicare l'organizzazione distintiva dei sistemi viventi. Due anni dopo, Maturana e Varela pubblicarono la loro prima formulazione del concetto di autopoiesi in un lungo saggio ed entro il 1975, assieme al loro collega Ricardo Uribe avevano sviluppato un corrispondente modello matematico per il sistema autopoietico più semplice: la cellula vivente.
Maturana e Varela cominciano il saggio sull'autopoiesi definendo il loro approccio "meccanicistico" per distinguerlo dalle teorie vitalistiche sulla natura della vita: "il nostro approccio sarà meccanicistico: nessuna forza e nessun principio verrà addotto che non si trovi nell'universo fisico"
La frase successiva, però, chiarisce immediatamente che gli autori non aderiscono al meccanicismo cartesiano, ma ragionano in termini sistemici:
"Tuttavia, il nostro problema è l'organizzazione vivente, e perciò il nostro interesse non verterà sulle proprietà dei componenti, ma sui processi e sulle relazioni tra processi realizzati attraverso i componenti"
I due autori definiscono ancora meglio la loro posizione tramite la distinzione importante tra "organizzazione" e "struttura", che era stato un tema implicito in tutta la storia del pensiero sistemico ma non era stato formulato esplititacitamente fino allo sviluppo della cibernetica. Maturana e Varela rendono tale distinzione di una chiarezza cristallina.
L'organizzazione di un sistema vivente, spiegano, è l'insieme delle relazioni fra i suoi componenti (gli elementi del sistema) che definiscono il sistema come appartenente a una certa classe (per esempio un batterio, un gatto o un cervello umano). La descrizione di questa organizzazione è una descrizione astratta di relazioni e non identifica i componenti. Gli autori ipotizzano che l'autopoiesi sia uno schema generale di organizzazione, comune a tutti i sistemi viventi, qualunque sia la natura dei loro componenti.
La struttura di un sistema vivente, al contrario, è costituita dalle relazioni reali fra componenti fisici. In altre parole, la struttura del sistema è l'incarnazione fisica della sua organizzazione. Maturana e Varela mettono l'accento sul fatto che l'organizzazione del sistema è indipendente dalle proprietà dei suoi componenti, cosicché una data organizzazione può essere tradotta in una struttura fisica in molti modi differenti, attraverso molti tipi diversi di componenti.
Dopo aver chiarito che il loro interesse è rivolto all'organizzazione e non alla struttura, gli autori danno la definizione di autopoiesi, l'organizzazione comune a tutti i sistemi viventi.
Essa è una rete di processi di produzione, in cui la funzione di ogni componente è quella di partecipare alla produzione o alla trasformazione di altri componenti della rete. In questo modo, l'intera rete "produce continuamente se stessa'. Viene prodotta dai suoi componenti e a sua volta produce i componenti.
"Nei sistemi viventi il prodotto del loro operare è la loro propria organizzazione"
In altri termini:
Una macchina (sistema) autopoietica è una macchina organizzata (definita come unità) come una rete di processi di produzione (trasformazione e distruzione) di componenti che:
(i) attraverso le loro interazioni e trasformazioni rigenerano continuamente e realizzano la rete di processi (relazioni) che li ha prodotti, e
(ii) la costituiscono (la macchina) come un'unità concreta nello spazio in cui essi (i componenti) esistono, specificando il dominio topologico della sua realizzazione in quanto tali una rete.
[...] lo spazio definito da un sistema autopoietico è auto-contenuto e non può essere descritto usando le dimensioni che definiscono un altro spazio. Quando facciamo riferimento alla nostra interazione con un sistema autopoietico concreto, tuttavia, proiettiamo questo sistema sullo spazio delle nostre manipolazioni e facciamo una descrizione di questa proiezione.
Una caratteristica importante dei sistemi viventi è che la loro organizzazione autopoietica comporta la creazione di un confine che specifica il campo delle operazioni della rete e definisce il sistema come un'unità .
 |
| Creazione di una membrana cellulare dal metabolismo dinamico interno e, viceversa la membrana cellulare permette la creazione del dominio interno autopoietico del metabolismo cellulare |
Secondo Maturana e Varela, il concetto di autopoiesi è necessario e sufficiente per definire l'organizzazione dei sistemi viventi. Tuttavia, questa definizione non include alcuna informazione sulla costituzione fisica dei componenti del sistema.
L'autopoiesi diventa quindi la combinazione tra la complementarietà tra struttura ed organizzazione e la chiusura operazionale di sistema.
Il processo della vita nasce dalla co-emergenza tra un sistema autopoietico e l'ambiente in un processo che Maturana identifica come cognitivo:
"I sistemi viventi sono sistemi cognitivi, e il vivere in quanto processo è un processo di cognizione. Questa dichiarazione è valida per tutti gli organismi, con o senza un sistema nervoso"
Questa specifica interpretazione della cognizione come il processo della vita è denominata "Teoria di Santiago", ed è stata ulteriormente elaborata particolarmente da Francisco Varela nell'ambito delle scienze della cognizione.
Per capire le proprieta dei componenti e le loro interazioni fisiche bisogna aggiungere alla descrizione astratta dell'organizzazione del sistema una descrizione della sua struttura nel linguaggio della fisica e della chimica. La chiara distinzione tra queste due descrizioni - una in termini di struttura e l'altra in termini di organizzazione - rende possibile riunire i modelli di auto-organizzazione che si riferiscono alla struttura (come quelli di Prigogine e Haken) e i modelli che si riferiscono all'organizzazione (come quelli di Eigen e di Maturana e Varela) in una teoria coerente dei sistemi viventi.
Matriztica
