Sincronizzarsi è un bene o un male?

Informatici e matematici che lavorano su sistemi complessi presso l’Università di Sidney e il Max Planck Institute per le scienze matematiche di Leipzig hanno sviluppato nuovi metodi per descrivere qualcosa che molti di noi danno per scontato. Ovvero come sia facile, o difficile… desintonizzarsi e sintonizzarsi.

Siamo letteralmente circondati da fenomeni che riguardano la capacità di sincronizzazione: che si tratti di manifestazioni e comportamenti umani come per esempio battere le mani o ballare; di caratteristiche animali, come ad esempio il lampeggiare di una lucciola; o ancora di dinamiche più generali che hanno a che vedere con la maniera in cui i neuroni e le cellule cardiache interagiscono… sono in ogni caso processi non ancora completamente compresi e riproducibili con modelli ingegneristici e scientifici.

La ricerca, uscita sulla rivista scientifica PNAS (Proceedings of the National Academy of Sciences), ha coinvolto i ricercatori nello studio di quelle che, nelle reti di un sistema complesso, sono note come “walks”: in questo caso studiate a coppie (convergenti o divergenti) sono sequenze connesse di movimenti a saltello tra elementi individuali o nodi della rete. Il documento analizza proprio questi processi matematici: come cioè la struttura interconnessa che collega una serie di elementi individuali possa controllare quanto essi riescano a sincronizzare le proprie attività. Si tratta di un passaggio critico rispetto alla modalità in cui operano questi sistemi, perché nella maggior parte di sistemi “del mondo reale” nessun elemento individuale controlla gli altri. E nemmeno può un singolo individuo vedere direttamente gli altri: sono solo interconnessi attraverso una rete.

Joseph Lizier, professore associato, esperto di sistemi complessi presso l’Università di Sidney e coautore dello studio, ha dichiarato: “Conosciamo bene la sensazione di sbagliare passo in un ballo di gruppo o di perdere il ritmo invece di battere le mani a tempo. Situazioni simili accadono anche in natura, ed è di vitale importanza comprendere come il processo di sincronizzazione o di perdita del ritmo funzionino”. In effetti, la sincronizzazione è un processo decisamente sottovalutato, ma importantissimo: pensiamo alle cellule cardiache… tutti preferiamo che battano all’unisono invece che in fibrillazione! Però essere in sincronia può essere anche drammatico…“Quello che emerge dai risultati che abbiamo ottenuto”, continua Lizier, “è come si aprano nuove opportunità per elaborare strutture di rete o interventi sulle stesse. Un traguardo che potrebbe rivelarsi estremamente utile per stabilizzare il flusso di energia nelle reti elettriche, vitale per la transizione alle energie rinnovabili, oppure per evitare la sincronizzazione neuronale nel cervello, che fa scattare episodi epilettici.”

La principale evidenza dello studio riguarda il fatto che più le coppie di “walks” analizzate sono convergenti, peggiore è la qualità della sincronizzazione del sistema. Questa è una buona notizia per il cervello, dove la sincronizzazione non è, come abbiamo visto, affatto desiderabile. Ma è anche un fattore interessante per le dinamiche dei social media, altro argomento di studio del gruppo di ricerca: “Assistiamo a sottogruppi che rafforzano il proprio messaggio attraverso “walks” convergenti nel proprio gruppo, ma non necessariamente in sincrono con la popolazione più ampia” aggiunge Jürgen Jost, anch’egli coautore dello studio.

Un passo avanti nella direzione per comprendere come la struttura di reti complesse influenzi le proprie dinamiche o come per esempio la struttura cerebrale sostenga quella cognitiva. Una sfida indubbiamente affascinante e di ampia portata, con ricadute su larghissima scala e ancora per moltissimi aspetti inesplorate.