definizione

Composto da retro-, prefisso che indica il movimento all’indietro o verso una posizione arretrata (in senso spaziale o temporale), e azione, il termine indica un processo per cui l’effetto risultante (ossia la variabile d’uscita) dell’azione di un sistema viene fatto retroagire, mediante opportuni attuatori, sui parametri che regolano il funzionamento del sistema stesso (ossia sulla variabile d’ingresso) in modo da modificarlo e correggerlo; nei sistemi cibernetici, le variabili in ingresso dipendono da quelle in uscita, conferendo loro la capacità di autoregolarsi, tenendo conto degli effetti scaturiti dalla modificazione delle caratteristiche del sistema stesso: negli esseri viventi sono in grado di regolare l’omeostasi dell’organismo.

Il termine è spesso sostituito, nell’uso tecnico e scientifico, dal corrispondente termine inglese feedback: è il meccanismo mediante cui i sistemi dinamici sono in grado di rinviare al punto di inizio di un processo ciclico un’informazione sul processo stesso che possa essere utilizzata per migliorarlo o correggerne l’andamento; in base alla disponibilità o meno di tale meccanismo i sistemi vengono differenziati fra non retroazionati (ad anello aperto, open-loop o feedforward) e retroazionati (ad anello chiuso). Questi ultimi, possono essere dotati di un ciclo di feedback negativo, se l’azione risultante è mirata a ridurre o contenere il prodotto del ciclo, o feedback positivo nel caso opposto; i cicli di retroazione per i quali è possibile tanto un incremento quanto una diminuzione dell’output del ciclo sono detti bipolari.

I cicli di retroazione giocano un ruolo fondamentale in biologia per l’autoregolamentazione dell’organismo; i cicli di retroazione, tanto positivi quanto negativi, sono inoltre alla base del meccanismo mediante il quale vengono mantenuti i livelli necessari di enzimi all’interno delle cellule: tale meccanismo di funzionamento biomolecolare delle cellule fu approfondito da Fraçois Jacob, Andrè Lowff e Jacques Monod nei loro studi pionieristici dei meccanismi di controllo genetico degli enzimi, lavoro per il quale vinsero il premio Nobel per la medicina nel 1965. Uno dei principali risultati di questo studio fu l’identificazione di alcune proteine specifiche il cui compito è quello di bloccare la trascrizione del DNA, e quindi la produzione di determinate proteine, quando si verificano particolari condizioni; mediante quello che è un vero e proprio ciclo di retroazione operante a livello genico, le cellule sono in grado di controllare la propria funzionalità per adattarsi all’ambiente in cui si trovano.

Nei sistemi biologici esistono, normalmente, la retroazione positiva e la retroazione negativa: la prima tende ad accelerare un processo, mentre la seconda a rallentarlo; la retroazione negativa aiuta a mantenere la stabilità di un sistema, contrastando i cambiamenti dell’ambiente esterno, pertanto è strettamente collegata all’omeostasi, poiché contribuisce notevolmente al suo mantenimento.

La retroazione positiva amplifica invece le possibilità di divergenza, di evoluzione, i processi allostatici: è un meccanismo che permette il cambiamento, la crescita, e dà al sistema la capacità di raggiungere nuovi livelli di equilibrio; la maggior parte delle retroazioni positive presenti in un organismo facilitano i fenomeni di auto-eccitazione del sistema endocrino e di quello nervoso, come nella risposta allo stress, giocando un ruolo fondamentale nei meccanismi di regolazione della morfogenesi, della crescita e dello sviluppo degli organi, tutti processi che necessitano essenzialmente di una rapida divergenza da uno stato iniziale di quiete.