I neuroscienziati hanno creato un’equazione matematica che può aiutare a prevedere calamità come crash finanziari nei sistemi economici e le crisi epilettiche nel cervello.
Lo studio dell‘Università del Sussex pubblicato il 24 ottobre 2013 in Physical Review Letters, potrebbe avere implicazioni di vasta portata nel mondo reale di sistemi complessi, come il cambiamento climatico o il controllo della malattia, potrebbe aprire la possibilità di evitare le catastrofi prima che accadano.
I ricercatori in una collaborazione tra l’University’s Sackler Centre for Consciousness Science e il Centre for Research in Complex Systems at Charles Sturt University in Australia, hanno usato la matematica e simulazioni dettagliate al computer per dimostrare che una misura del “flusso d’informazioni” raggiunge un picco poco prima di un sistema che passa da uno stato di salute a uno stato malsano. Tali “fase di transizione” sono comuni a molti sistemi reali, e sono spesso altamente significativo: crisi epilettiche e crash dei mercati finanziari sono solo due esempi di transizioni. Fino ad ora, però, sono mancati i modi per prevedere in anticipo queste transizioni.
Il dott. Lionel Barnett, principale ricercatore, ha detto:
«L’intuizione fondamentale del documento è che la dinamica dei sistemi complessi riferiti per esempio al cervello e l’economia dipende da come i loro elementi causalmente s’influenzano a vicenda. In altre parole, come i flussi informativi tra loro e questo flusso d’informazioni deve essere misurato per il sistema nel suo complesso, e non solo localmente tra le sue varie componenti».
Essenzialmente questo significa trovare matematicamente un modo per caratterizzare la misura in cui le parti di un sistema complesso sono simultaneamente segregate (tutti si comportano in modo diverso) e integrate (tutti dipendono l’uno dall’altro). Il gruppo di ricerca in questo studio è riuscito a fare questo, e per mostrare per la prima volta che la loro misura attendibilmente predice transizioni di fase in sistemi standard studiati dai fisici ormai da molti decenni (il cosiddetto modello ‘Ising‘), il professor Anil Seth, Co-Direttore del Centro Sackler, ha detto:
«Le implicazioni del lavoro sono di vasta portata, potremmo avere il modo di predire gli eventi calamitosi prima che accada, per esempio, la capacità di prevedere l’insorgenza imminente di un attacco epilettico potrebbe consentire un rapido intervento medico (forse tramite stimolazione cerebrale) che cambierebbe il corso della dinamica. Principi simili potrebbero essere applicati ai mercati finanziari, ai sistemi di clima, e anche ai sistemi immunitari. Sono necessarie ulteriori ricerche per esplorare queste emozionanti possibilità».