domenica 3 aprile 2011

Teoria del Caos

Finalmente un post serio, direte voi......Si, in effetti è così. Oggi cari lettori ci cimenteremo con la Teoria del Caos, un argomento alquanto complesso e interessante che cercherò di farvi capire semplificandolo il più possibile. 
La Teoria del Caos riguarda appunto i cosiddetti sistemi "caotici". Definiamo un sistema "caotico" quando presente le seguenti caratteristiche:
1) Sensibilità alle condizioni iniziali (es. il fumo di più fiammiferi accesi in condizioni macroscopicamente simili, segue a volte traiettorie molto differenti);
2) Imprevedibilità (non si può prevedere in anticipo l'andamento del sistema su tempi lunghi rapportati al tempo caratteristico del sistema a partire da assegnate condizioni);
3) L'evoluzione del sistema, è descritta da innumerevoli orbite che restano confinate entro un spazio definito (il sistema non evolve verso l'infinito per nessuna variabile).


Il 29 dicembre 1979, il fisico Edward Lorenz, presentò alla Conferenza annuale dell'American Association for the Advancement of Science, una relazione in cui ipotizzava come il battito delle ali di una farfalla in Brasile, a seguito di una catena di eventi, potesse provocare una tromba d'aria nel Texas. L'insolita quanto suggestiva relazione, dette il nome al cosiddetto Butterfly Effect, l'effetto farfalla. 
L'effetto farfalla sottolinea come nella maggior parte dei  sistemi biologici, chimici, fisici e sociali, esistano degli elementi che, apparentemente insignificanti, sono in grado, interagendo tra loro, di propagarsi e aplificarsi producendo effetti catastrofici. 


Diamo ora una definizione della Teoria del Caos, o meglio la Teoria dei Sistemi Dinamici non lineari. I comportamenti della maggior parte fenomeni della natura e dell'uomo non procedono con ritmi che si ripetono ma, dopo un periodo regolare, presentano in modo inaspettato una biforcazione in un punto critico che si moltiplica fino a generare una turbolenza.  Un flusso regolare si scompone in vortici e mulinelli. La turbolenza genera entropia: disordine, casualità. Tuttavia le parti scomposte, i vortici nel moto di fluidi, non fuggono via, ma restano vicini, pur seguendo regole proprie. Ciò avviene per un fenomeno che dà luogo ai cosiddetti "attrattori strani". Esso mescola ordine e disordine, rendendo, pur nella complessità, misurabile l'entropia. Dunque la turbolenza si produce restando all'interno di una fase. Alla fine dell'intero processo si produce una autoorganizzazione in una situazione nuova, che a sua volta può produrre un altro momento caotico e così via. 
Nella vita della natura sono pochi i fenomeni lineari, mentre quelli caotici dominano. Sono caotici i liquidi nella loro dinamica, è dunque caotico il movimento del cuore, che è la pompa di un liquido (un cuore sano ha un ritmo caotico, un cuore malato ha un ritmo sempre più regolare); la salute è caotica, la malattia regolare. 
L'equilibrio nei fenomeni dinamici poggia sul rapporto tra caos e non caos, il che comporta la necessità di riformulare il concetto di stabilità nelle dinamiche della materia organica e inorganica, per questo, il biologo e il medico debbono riconsiderare l'omeostasi come equilibrio tra le componenti caotiche e ordinate dei fenomeni biologici. 
I modelli del caos possono essere applicati anche alla patogenesi delle malattie. La caoticità di ogni sistema fornisce a esso la flessibilità tale da poter variare con facilità il proprio comportamento. 
Un esempio tipico di questo fenomeno di adattabilità sono le modificazioni del ritmo cardiaco. E' stato riportato che la frequenza cardiaca di un soggetto sano varia nel tempo con periodicità intrinsecamente caotica e non, come si riteneva, secondo un normale ritmo sinusale influenzato solo dai sistemi omeostatici. Il battito cardiaco normale non è perfettamente regolare nei soggetti sani ma presenta ampie variazioni che mostrano dinamiche caotiche. 
La malattia, in questa visione, sarebbe la perdita dell'equilibrio, o della capacità di assorbire le perturbazioni. 
In conclusione, introdurre i concetti di caos e complessità nel campo della medicina costituisce un aiuto a interpretare fenomeni che finora erano considerati talmente complicati da poter essere affrontati unicamente con il classico metodo analitico-riduttivo, ossia scomporli nelle loro parti le quali poi possano essere analizzate una per una. Se il metodo riduttivo è stato ed è fondamentale per la conoscenza dei singoli particolari, le metodologie introdotte dallo studio dei sistemi caotici, sono e saranno sempre più importanti per la comprensione del funzionamento dei sistemi in cui molti singoli particolari sono integrati in un quadro strutturale o funzionale d'insieme. 

1 commento:

  1. menomale qualcuno che scrive cose interessanti da leggere la mattina!

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