Psicologia e psicobiologia dello sviluppo

Correlato neurale e comportamento

Ogni comportamento osservato, semplice o complesso che sia, ha un correlato neurale nel cervello e qualsiasi modifica del comportamento induce un cambiamento nel cervello.

Per capire i processi psicologici bisogna conoscere il cervello.

Che cos’è la psicologia?

La psicologia è lo studio scientifico del comportamento e dei processi mentali cognitivi ed emotivo-motivazionali.

Si dice scientifico per distinguerla dalla psicologia ingenua, non sistematica, che tutti facciamo nelle relazioni sociali.

Il comportamento è la prima finalità della psicologia, perché è osservabile.

I processi mentali cognitivi ed emotivo-motivazionali sono spesso trattati come cose separate, “cervello e cuore”, ma sono collegati. La componente essenziale della relazione emozionale, infatti, è la valutazione cognitiva. Ad esempio: sono attratto da qualcuno perché prima l’ho valutato in base a informazioni elaborate.

La psicologia funziona quando riesce a spiegare un comportamento in modo non intuitivo.

Neuroscienze cognitive

Le neuroscienze cognitive sono un insieme di discipline che vuole comprendere il comportamento e i processi mentali attraverso lo studio delle basi neurali. Negli ultimi anni c’è stata un’esplosione dello studio delle basi neurali grazie alle nuove tecniche che consentono di vedere l’attività del cervello, rendendo possibile la correlazione tra anatomia e funzione.

Storia e metodi

Si è arrivati alle neuroscienze cognitive a partire dall’osservazione e registrazione dei processi mentali che un individuo prova. Ciò la differenza dalla filosofia, che si interroga sui processi mentali tramite il ragionamento.

Il primo laboratorio di psicologia sperimentale è stato costruito a Lipsia da Wundt. Ha usato l’osservazione sistematica per creare le prime leggi che possono spiegare un comportamento: le leggi psicofisiche. Il limite è che si può fare introspezione solo dei processi di cui si è consapevoli. Freud introduce l’inconscio e quindi i comportamenti inconsapevoli.

Nascono altre correnti che non vogliono solo descrivere le leggi che predicono i comportamenti, ma creare dei modelli psicologici delle funzioni psichiche. Si creano, così, due filoni: lo strutturalismo, con Titchener, e il funzionalismo, con James.

Secondo lo strutturalismo, le esperienze complesse si devono suddividere in elementi più piccoli. Ad esempio, il ricordo è formato dal momento di codifica, dal mantenimento dell’informazione e dal recupero dell’informazione. Questa corrente è importante, perché permette la comprensione e lo studio delle basi neurali delle funzioni complesse.

Secondo il funzionalismo, invece, ci si deve interrogare sulla funzione per creare un modello. Ad esempio, qual è il vantaggio di ricordare? Creare modelli di futuro, ricordare il passato è solo un effetto collaterale.

Dalla funzione, poi, si arriva alla struttura. James fa una catalogazione delle funzioni complesse sulla base di una riflessione sulla funzione. Ciò ha portato a grandi intuizioni su com’è organizzata la mente.

Socio-biologia ed evoluzionismo

Socio-biologia/evoluzionismo: Darwin ha dato una prima teoria sociobiologica delle emozioni, studiando l’espressività facciale di animali e dell’uomo. Il centro è la funzione, ma non per la vita individuale, bensì per la sopravvivenza della specie. Ci sono dei pattern comportamentali geneticamente codificati nel DNA della specie. L’oggetto di studio sono gli istinti, ossia la tendenza a comportarsi in un certo modo.

Con questo pensiero, però, subentrano aspetti critici collegati al piano etico: se si pensa che qualcuno si comporti in un determinato modo semplicemente perché è fatto così, si rischia di giustificare tutti i comportamenti, anche quelli negativi.

Comportamentismo, Gestalt e cognitivismo

Nel primo dopoguerra, soprattutto negli Stati Uniti, c’è la tendenza a rendere la psicologia una disciplina scientifica. Nasce, così, il comportamentismo, che parte da un assioma: per osservare qualcosa in modo scientifico bisogna poterla osservare in modo oggettivo. La memoria, però, non la si può osservare in questo modo, ma si può osservare il comportamento, ossia lo stimolo e la risposta allo stimolo; tutto ciò che sta in mezzo non lo si può conoscere. Spariscono, così, le parole come “inconscio”, “sé”, “introspezione”.

Nascono nuovi modelli per osservare i comportamenti: si creano leggi stimolo-risposta, che vengono utilizzate ancora oggi in certi ambiti. Il problema è che eliminando i processi interni non c’è più psicologia. Esempio: su uno schermo ci sono due lettere, il soggetto deve dire se sono uguali o diverse.

Al comportamentismo, si contrappone la teoria della Gestalt. Con il nazismo, molti ricercatori si trasferiscono negli Stati Uniti per fuggire e per continuare il loro lavoro e portano con loro i modelli europei.

La teoria della Gestalt cerca di studiare i processi mentali come appaiono alla persona. Quello che percepiamo non è dato solo dai singoli elementi, ma anche dalla loro ricostruzione.

Esempio: quando guardiamo i tre angoli del grafico, vediamo un singolo, grande triangolo equilatero, piuttosto che tre piccoli angoli.

La percezione non è una sommatoria di tutte le parti, ma una funzione globale. Questo fa riscoprire i processi mentali agli psicologi, la psicologia si torna a riempire.

Successivamente, alcuni studiosi formati nel comportamentismo utilizzano i metodi di questa teoria per mettere in risalto che non si può prevedere la risposta se non si conosce ciò che sta in mezzo. C’è, quindi, l’associazione dello stimolo con l’organismo che poi dà una risposta. Questa corrente si definisce cognitivismo. La mente è l’elaboratore delle informazioni, ma ha una capacità limitata. La mente umana viene paragonata al computer.

Ora si può parlare anche di inconscio cognitivo, quindi nasce la psicologia cognitiva, secondo la quale l’attività mentale non è unitaria, ma scomponibile in più sotto processi chiamati moduli. Questi moduli hanno proprietà di elaborazione specifiche, ma sono collegati fra loro da connessioni unidirezionali o bidirezionali. La mente, quindi, è come se fosse formata da scatole e frecce che le collegano.

I moduli possono essere ipotizzati tramite l’osservazione del comportamento con i metodi del comportamentismo. Questi metodi rilevano il tipo di risposta che viene data dal soggetto, ma anche qual è il tempo di reazione. Con la cronometria mentale si può avere informazioni su come funziona la mente.

Metodo sottrattivo

Esempio: su uno schermo ci sono due lettere, il soggetto deve dire se sono uguali o diverse. Ci sono alcune variabili:

• AA, lettere uguali scritte nello stesso modo;
• Aa, lettere uguali, ma scritte in due modi diversi;
• Bc, lettere diverse, scritte in modo diverso.

Nel secondo caso ci vuole più tempo, rispetto al primo, per dire che sono due lettere uguali, perché bisogna percepire gli stimoli, elaborarli, confrontarli e dire che sono uguali. Per vedere che AA sono uguali basta un riconoscimento, lo può fare anche chi non sa leggere. Per dire, invece, che Aa sono uguali bisogna fare la conversione da grafema a fonema e quindi saper leggere. Nel terzo caso, inoltre, le due lettere sono consonanti, non vocali, per cui ci vuole più tempo, a causa del fatto che le consonanti sono più numerose delle vocali e quindi ci vuole più tempo per il confronto.

Si può registrare l’attività elettrica dei neuroni e anche la quantità di sangue ossigenato che arriva al cervello. Si danno compiti diversi, si vede quanto sangue ossigenato c’è nelle diverse parti del cervello e poi si fa una sottrazione.

Un altro approccio allo studio dei moduli mentali è quello simulativo: si creano dei software con varie componenti della mente, intelligenza artificiale. Questo può servire alle neuroscienze per interfacciarsi con l’elaboratore di informazioni, ma anche agli ingegneri per costruire delle cose con un comportamento simile a quello umano.

Neurone

Il neurone è la cellula del sistema nervoso. È composto da: dendriti, input, nucleo, organi della cellula e assone, output. L’assone è rivestito da una guaina mielinica, costituita da cellule gliali e che velocizza la conduzione del segnale. Esistono patologie autoimmuni, come la sclerosi multipla, in cui il sistema immunitario della persona uccide le cellule gliali e i neuroni rimangono scoperti.

Il segnale elettrico che passa diventa segnale chimico quando arriva ai bottoni terminali del neurone, in cui ci sono i neurotrasmettitori che si riversano nello spazio sinaptico e cercano i recettori a cui legarsi. I neurotrasmettitori possono eccitare il neurone post-sinaptico o inibirlo. Alcuni di questi sono:

• Glutammato, eccitatorio;
• GABA, inibitorio, rilasciato in caso di emicrania o epilessia;
• Dopamina, legata alla ricerca del volere, simulata dalle metamfetamine, e alla motivazione;
• Serotonina, legata alla riduzione del dolore;
• Noradrenalina, importante per l’attenzione;
• Acetilcolina, importante per la memoria.

Dottrina del neurone

Il neurone che porta il segnale è detto neurone pre-sinaptico, mentre quello che riceve si chiama neurone post-sinaptico. L’assone del pre-sinaptico si avvicina ai dendriti del post-sinaptico per inviare le informazioni. Nel soma, corpo cellulare, vengono prodotti i neurotrasmettitori, che si accumulano nei bottoni terminali e quando arriva l’impulso elettrico, le vescicole riversano le molecole di neurotrasmettitori nello spazio sinaptico. Queste molecole si legano poi ai recettori nel neurone post-sinaptico e inducono dei cambiamenti elettrici. Per questo la trasmissione dei segnali nei neuroni viene chiamata elettro-chimica.

Questa viene chiamata “dottrina del neurone” ed è stata documentata da due scienziati: Golgi e Cajal. Golgi sviluppò una tecnica di colore che permetteva di colorare i neuroni e quindi di visualizzarli. Pensava, sbagliando, che ci fosse un collegamento tra i citoplasmi dei due neuroni.

Cajal dimostrò, invece, che fra i neuroni c’è uno spazio in cui il segnale diventa chimico.

Viene elaborata così la dottrina del neurone che ha due principi:

• Connessioni specifiche: i neuroni sono entità separate e le connessioni non sono casuali, ci sono circuiti specifici, che determinano il modo in cui il cervello interpreta il mondo;
• Polarizzazione dinamica: ci sono certe parti del neurone specializzate nella ricezione delle informazioni, altre per l’invio delle informazioni ad altri neuroni o ai muscoli.

Tipi di neurone

Ci sono diversi tipi di neurone:

• Neurone della retina;
• Neurone della corteccia cerebrale, con un assone molto lungo e tanti dendriti;
• Neurone del midollo spinale, con un assone corto;
• Neurone del cervelletto, molto complesso, riceve fino a 2 milioni di informazioni e al massimo ha 2 output.

Il neurone diventa ciò che gli viene chiesto di fare, se non gli è chiesto niente, muore.

Tipi di cellule gliali

I tipi di cellule gliali sono:

• Astrociti: entrano in stretto contatto con i vasi sanguigni e prendono e portano le sostanze nutritive. Formano la barriera ematoencefalica, un filtro che decide ciò che può passare dal sangue al cervello. Nei pazienti affetti da Parkinson manca la dopamina, che però non può passare la barriera ematoencefalica, perciò gli viene somministrata la L-DOPA, precursore della dopamina, che entra nel cervello e poi si trasforma in dopamina;
• Microglia, hanno funzione di depurazione.

Membrana neuronale

Nella membrana fosfolipidica ci sono dei canali, chiamati ligando-dipendenti, che possono essere aperti o chiusi, dai quali possono passare o meno gli ioni. I neurotrasmettitori possono aprirli o chiuderli legandosi ai recettori.

Si creano modificazioni elettriche quando c’è la sinapsi e i canali voltaggio-dipendenti permettono al flusso di passare per l’assone. Questi ultimi canali dipendono dalla differenza di potenziale. Si modifica ancora il potenziale elettrico e si aprono o chiudono altri canali voltaggio-dipendenti. Si procede così per tutto l’assone.

I canali voltaggio-dipendenti non hanno un recettore, a differenza degli altri, e si trovano fra le cellule gliali, non dove c’è la mielina. Si dice, per questo, che la trasmissione del flusso è saltatoria.

Uno stimolo basso produce una frequenza bassa del potenziale d’azione, flusso, mentre uno stimolo alto porta a una frequenza alta di potenziale d’azione. Più corrente passa, più neurotrasmettitori vengono rilasciati.

Voltaggio-dipendenti.

Ligando-dipendenti.

Sinapsi

Il potenziale d’azione arriva tramite l’assone, fa aprire le vescicole che rilasciano Ca²⁺, che entrano nel neurone e fanno sì che le vescicole si leghino alla membrana del neurone post-sinaptico e rilascino il neurotrasmettitore nella fessura sinaptica. Il neurotrasmettitore si lega a un recettore, che è collegato a dei canali ligando-dipendenti, che si aprono o si chiudono. L’apertura crea l’apertura di canali voltaggio-dipendenti e così riparte il ciclo.

Molte differenze individuali sono legate al fatto che ognuno può avere recettori diversi per uno stesso neurotrasmettitore. Ad esempio, qualcuno può avere bisogno di continue novità ed esperienze per “sparare” dopamina, qualcun altro, invece, se ha alta attività di dopamina è più tranquillo.

Ci sono tre livelli di azione dei neurotrasmettitori:

• Sinaptico, locale;
• Diffuso, il neurotrasmettitore si lega a un gruppo di neuroni post-sinaptici, non solo a uno;
• Locale a lunga distanza, anche fino a 1 m;
• Ormonale, entrando nel sangue, il flusso del neurone può arrivare negli organi.

Il sistema nervoso centrale ha una componente somatica, viscerale, che porta le informazioni dal cervello ai muscoli e da una componente sensoriale, che porta dall’esterno al centro.

Cervello

Il cervello è composto da tre parti:

• Proencefalo, emisferi cerebrali, sistema limbico, talamo, come un relè, ipotalamo, controllo ormonale, e ipofisi;
• Mesencefalo, sostanza nera, collicoli, che controllano il movimento degli occhi;
• Romboencefalo, cervelletto, bulbo, ponte.

Il corpo calloso è il collegamento fra i due emisferi ed è composto da un fascio di fibre.

Il cervello è diviso in due emisferi:

• Sinistro, controlla il linguaggio, la scrittura, la lettura e i movimenti;
• Destro, coinvolto nel controllo visuo-spaziale.

È stato fatto uno studio su pazienti con il cervello diviso. Fino agli anni ’60 si pensava che il corpo calloso non servisse a niente, solo a trasmettere le crisi epilettiche da un emisfero all’altro, quindi veniva tagliato e i due emisferi non erano più in contatto. I pazienti, quando toccano un oggetto senza vederlo con la mano sinistra, non riescono a nominarlo, perché la mano è controllata dalla parte destra del cervello, che non è in contatto con la parte sinistra che controlla il linguaggio.

Anche la vista è controllata dai due emisferi. Ogni punto del campo visivo proietta sia all’occhio destro sia a quello sinistro. Le due immagini, poi, devono essere integrate e proiettate nello stesso emisfero, quindi la retina temporale proietta nello stesso emisfero, mentre quella nasale all’emisfero opposto. Le informazioni vengono integrate nella corteccia visiva per permettere la percezione della tridimensionalità.

Lobi del cervello

Altre aree del cervello sono i lobi:

• Frontale, controllo motorio e del comportamento;
• Parietale, coinvolto nell’elaborazione semantica;
• Temporale, per la comprensione del linguaggio e il riconoscimento degli oggetti;
• Occipitale, per la visione.

Al centro di tutto c’è il sistema limbico per l’elaborazione delle emozioni. Le modifiche negli organi sono gestite dal sistema simpatico e da quello parasimpatico. Quello simpatico produce la reazione di attacco e fuga in caso di paura o rabbia, pupille dilatate, riduzione salivare, aumento del respiro e del battito cardiaco, inibizione della digestione, contrazione della vescica.

Quello parasimpatico è in atto per il soddisfacimento dei bisogni dell’organismo in momenti di calma, restrizione delle pupille, battito e respiro normali, stimolazione della digestione e rilassamento della vescica.

L’alternanza dei due sistemi avviene soprattutto nell’attività sessuale: il parasimpatico nei momenti di calma.

Sviluppo del cervello

• 1. Proliferazione: produzione di neuroni, circa 250.000 al minuto;
• 2. Migrazione: i neuroni migrano nelle diverse parti del cervello dove si specializzano;
• 3. Sinaptogenesi: si creano i collegamenti sinaptici tra i neuroni. Si formano reti molto complesse. Vengono prodotti molti più neuroni di quelli che servono, più connessioni di quelle necessarie. Poi alcune di queste connessioni si rinforzano e si perdono i collegamenti con altri neuroni, creando le vie specifiche per i segnali;
• 4. Mielinizzazione: dura fino all’età adulta. Dipende dalla complessità dei circuiti, perché più il circuito è complesso, più sono necessari input ambientali dall’esterno. Perciò si hanno periodi diversi di mielinizzazione. Ad esempio, per mettere insieme le due immagini dei due occhi bastano pochi mesi, per gestire le relazioni con i pari ci vuole più tempo.

La creazione di vie specifiche, grazie alle informazioni sensoriali, fa in modo che il cervello sia plasmato per rappresentare il mondo esterno.