Capitolo 1° - Storia - FedOA

altri, si potè accertare che nel cervello si trovano da dieci a cento miliardi di cellule nervose
distinte, i neuroni. Ciascuno possiede fino a diecimila sinapsi, le porte d'entrata attraverso le
quali gli arrivano i segnali inviatigli da altri neuroni. Ciascuno ha anche un assone, una fibra
in grado di trasportare gli impulsi nervosi prodotti dal neurone quando scarica e può
scaricare fino a un migliaio di volte al secondo. Il neurone possiede una soglia di scarica: se i
segnali che riceve superano un certo valore critico, esso scarica, altrimenti no (i neuroni
malati possono scaricare spontaneamente e non sono regolati dall'informazione d'ingresso).
Certi segnali d'ingresso possono essere negativi, cioè inibitori, altri positivi; ma ciò che conta
è se la somma di questi segnali d'ingresso supera o no la soglia critica. Se l'assone si ramifica,
l'impulso emesso da un neurone può dividersi e può fornire così un segnale d'ingresso a
parecchi neuroni vicini. La velocità di propagazione dell'impulso varia da 1 m/s negli assoni
sottili fino a 150 m/s in quelli grossi. La domanda alla quale McCulloch e Pitts cercarono di
rispondere è: che cosa è in grado di fare una rete neurale di questo genere? Per affrontare il
problema, essi sostituirono alla rete reale una rete fittizia o ideale, in cui ogni neurone era
una specie di scatola nera definita da cinque proprietà, o assiomi.
Ecco l'elenco degli assiomi di McCulloch e Pitts:
1) L'attività di un neurone è un processo tutto o niente. [Un neurone o scarica o non
scarica].
2) In qualunque istante, perché un neurone sia eccitato è necessario che nel periodo di
addizione latente venga eccitato un numero di sinapsi ben determinato; questo numero è
indipendente dall'attività precedente e dalla posizione del neurone. [Il neurone ha una soglia
di scarica ben determinata, che deve essere raggiunta affinché esso scarichi].
3) L'unico ritardo significativo all'interno del sistema nervoso è il ritardo sinaptico. [La
velocità con cui gli impulsi si propagano lungo gli assoni è così grande che, in effetti, il
tempo di ciclo della rete coincide con il tempo impiegato dal neurone a scaricare e poi a
tornare allo stato normale, non eccitato, cioè circa un millesimo di secondo].
4) Se una qualunque sinapsi inibitrice è attiva, l'eccitazione del neurone in quel
Capitolo 1° - Storia
momento è assolutamente impedita. [Negli anni in cui McCulloch e Pitts scrissero questo
articolo, si credeva che gli impulsi inibitori esercitassero un'azione incondizionata; ora
sappiamo invece che essi si sommano al resto dell'ingresso sinaptico. Questo è uno degli
elementi del loro articolo che richiesero una rielaborazione].
5) La struttura della rete non muta nel tempo.
L'ultimo assioma significa, presumibilmente, che i componenti di questa rete ideale
sono considerati immortali. In realtà, una delle caratteristiche più sorprendenti dei neuroni è
che essi muoiono e non vengono sostituiti. Nel corso della propria esistenza, ogni individuo
perde circa il dieci per cento dei neuroni; e tuttavia continua a operare, mentre una radio,
per esempio, cessa di funzionare se le si toglie un transistore. Nel 1962, durante un convegno
sul controllo neurale e la memorizzazione del l'informazione, a McCulloch venne fatta una
domanda sui neuroni morti o lesi ed egli rispose:
'Non ho mai visto il mio cervelietto, ma ho visto quello di molti individui della mia
età. Ho più di cinquant'anni, e ritengo che a questa età nel mio cervelietto almeno il dieci per
cento delle cellule di Purkinje siano state sostituite da graziosi buchini, ma riesco ancora a
toccarmi il naso. È incredibile quanto è piccola la quantità di cervello che deve rimanere
integra perché esso possa continuare a funzionare'.
Ispirandosi all'articolo di McCulloch e Pitts, von Neumann intraprese uno studio
approfondito sul modo di organizzare un automa affidabile - ad esempio una rete neurale - a
partire da componenti non affidabili. Egli comprese che uno dei metodi chiave è quello di
introdurre nel sistema una certa ridondanza, cioè di fare in modo che vi siano due o più
componenti che possano subentrare l'uno all'altro in caso di difetto. Egli considerò anche la
possibilità di agganciare i sistemi fra loro, in modo che potessero controllarsi a vicenda, e
diede il seguente esempio concreto: supponiamo di avere tre macchine identiche, ciascuna in
grado di eseguire un calcolo molto lungo, per esempio di un milione di passaggi, con una
probabilità su cento di commettere un errore in qualche punto. Ciò sarebbe inaccettabile,
poiché nessuna delle tre macchine potrebbe eseguire tutto il calcolo correttamente. Se però le
7