Riassunto esame Scienze cognitive, Prof. Di Nuovo Santo, testo consigliato Prigionieri delle neuroscienze

Scienze cognitive - Prof. Santo Di Nuovo

Prigionieri delle neuroscienze?

Questo non è un libro di neuroscienze né un libro contro le neuroscienze, che costituiscono un innegabile avanzamento nella comprensione della mente. È invece un libro sui rapporti tra neuroscienze e psicologia, in cui si approfondirà lo studio delle funzioni cognitive quali sensazioni, attenzione, percezione, motricità, memoria, linguaggio, pensiero e ragionamento, processi decisionali.

Su questi temi il matrimonio tra psicologia cognitiva e neuroscienze è felicemente fondato e, seppur con qualche difficoltà, procede bene verso gli auspicati frutti, che consistono in tecniche di assessment sempre mirate e precise, e criteri di abilitazione e riabilitazione scientificamente legittimati, nei diversi settori della psicologia e del ciclo della vita.

Si parlerà poco di quello che funziona. Piuttosto i punti che questo libro intende trattare sono invece proprio quelli in cui c’è frizione, o incomprensione, o aperto conflitto tra neuroscienze e psicologia cognitiva, e verranno analizzati dei punti critici senza la presunzione di essere esaustivi.

L’obiettivo è quello di riscoprire i legami tra psicologia e neuroscienze partendo da esempi di ricerca selezionati abbastanza casualmente e senza sistematicità, che fungono da stimolo per avviare la riflessione sui nodi cruciali del rapporto fra le due discipline.

1: Per cominciare: qualche parola sui metodi e le tecniche

Un libro dedicato interamente ai rapporti tra psicologia e neuroscienze non avrebbe avuto senso fino a qualche decennio fa. La scarsa conoscenza del cervello portava a considerarlo “una scatola nera”, per cui si avanzavano ipotesi e inferenze per quel poco che si conosceva.

In realtà gli studi sul cervello risalgono ai tempi degli Egizi o forse ancora prima. Ma l’invenzione del microscopio facilitò moltissimo questo tipo di ricerca che già nell’800 aveva raggiunto livelli di grande avanzamento, fino all’avvento della neuropsicologia e delle neuroscienze con le loro affascinanti tecniche.

La neuropsicologia e i suoi strumenti

Quando si diffuse la neuropsicologia come branca a sé stante delle scienze psicologiche, combinata con la neurofisiologia (volta allo studio della relazione tra strutture cerebrali e processi cognitivi), avvenne la distinzione tra neuropsicologia sperimentale (basata sullo studio di funzionamenti normali, es. mancinismo o differenze sessuali) e neuropsicologia clinica (che si occupava di pazienti con lesioni cerebrali, deterioramento cognitivo o altre patologie del SNC).

La neuropsicologia utilizza spesso dei paradigmi sperimentali e dei modelli interpretativi ricavati direttamente dalla psicologia dei processi cognitivi, quali attenzione, lettura, movimento e memoria. Pertanto, i tradizionali test usati per lo studio sperimentale di queste funzioni cognitive, diventano neuropsicologici.

Test per l’esame neuropsicologico: avanzamenti e qualche deragliamento

Lo sviluppo della psicometria ha fornito alla neuropsicologia strumenti idonei per lo studio della mente, con riferimento anche all’integrità delle aree cerebrali sottese ai funzionamenti. Alcuni test si focalizzavano sulla ricerca di segni di organicità che potessero essere alla base dei malfunzionamenti cerebrali, come il Bender test (test percettivo-motorio) e il test delle macchie di Rorschach (test proiettivo).

In alcuni casi le valutazioni tramite test fornivano indizi per diagnosticare il “minimal brain damage”, ovvero un danno cerebrale così minimo da non poter essere verificato sul piano strumentale.

Se da un lato sono stati fatti progressi in merito allo studio delle localizzazioni delle singole attività cerebrali e delle differenze tra gli emisferi, dall’altro risultava difficile ricostruire il funzionamento del cervello osservandolo mentre svolge una funzione complessa. Una soluzione sembrò arrivare dalle tecniche più innovative della neurofisiologia come:

• Brain mapping funzionale
• Event Related Potentials, ERP (potenziali evocati e potenziali evento-correlati)
• Positron Emission Tomography, PET (tomografia ad emissione di positroni)
• Single Photon Emission Computed Tomography, SPECT (utilizza raggi gamma)
• Magnetic Resonance Imaging, MRI
• Functional Magnetic Resonance Imaging, FMRI (allo studio della morfologia aggiunge quello della funzionalità in vivo)
• Diffusion Tensor Imaging, DTI (studia connessioni fra aree cerebrali)
• Voxel Based Morphometry, VBM (studia alterazioni anatomiche anche minime della struttura cerebrale)

L’utilizzo di tecniche che valutano le connessioni e la morfologia cerebrale forniscono un grande contributo allo studio del brain imaging poiché non ci si sofferma solo su una logica localizzazionista ma si cercano di individuare le connessioni tra le varie aree cerebrali.

Cosa cercare: dove, o come (e perché)?

Sapere dove avvengono i fenomeni non garantisce di capire anche come e perché avvengono. Bisogna soffermarsi sul funzionamento complessivo delle varie funzioni.

Nel dopoguerra, Hebb iniziò ad accostarsi ad una logica associazionista, intesa come lavoro di rete dei centri neuronali al fine di produrre una funzione. Gli anni successivi si parlò, infatti, di reti neurali, che ancora oggi rappresentano un mezzo per simulare le connessioni fra le varie parti del cervello al fine di dare origine a funzioni cognitive, emotive e comportamentali.

Le reti neurali permettono di comprendere meglio il funzionamento delle connessioni biologiche fra gruppi neurali, ma anche risolvere problemi di “intelligenza artificiale”. Le neuroscienze attuali si basano su tecniche come FMRI, reti neurali e analisi genetiche, poiché fondamentali per la comprensione della complessità della mente. Il problema principale non è come funziona il sistema neuronale, bensì come esso sia in grado di comportarsi in maniera corretta al momento opportuno.

Questo problema, che coinvolge le funzioni superiori della coscienza, le sue emozioni, le interazioni sociali, non può essere risolto solo attraverso l’utilizzo di mezzi tecnici di cui si avvale ciascuna disciplina, poiché la realtà è complessa e va osservata da più punti di vista. Da qui nasce l’esigenza di integrare psicologia cognitiva evolutiva, neuroscienze e genetica.

La mente è uguale alla sua sostanza? Il mito dell’uomo neuronale

L’uomo neuronale, è un mito scritto nel 1983 dal famoso neurobiologo Jean Pierre Changeux. Riprendendo il concetto di Democrate, secondo cui le cause sono inerenti alle cose, l’autore ribadiva già trent’anni fa il legame tra stati mentali e stati fisiologici e fisico-chimici del cervello. Veniva risolto così in modo drastico il dilemma mente-corpo: le funzioni della mente non si possono distinguere dalla sua struttura, in quanto le funzioni sono forme instabili e dinamiche, mentre le strutture sono stabilizzate.

Inoltre viene ribadita l’importanza dei fattori genetici nell’organizzazione anatomica del sistema nervoso, nella genesi e programmazione dell’attività nervosa, infine nella realizzazione di comportamenti evoluti come l’apprendimento e gli stati affettivi. Ma è lo stesso Changeux ad ammettere che riconoscere il potere dei geni non significa sottomettersi in tutto alla loro autorità.

L’autore, promotore di una visione biologica della comprensione e cura della mente, si oppone all’abuso dei trattamenti farmacologici affermando che un adulto su quattro si tranquillizza chimicamente. La conclusione di Changeux è che i dati attuali delle neuroscienze sono sufficienti per affermare che tutte le rappresentazioni culturali sono inizialmente prodotti in forma di rappresentazioni mentali la cui originale identità neurale è chiara.

2: L’errore di Cartesio (e di molti dopo di lui…)

Il tentativo di separare la materia oggettivabile dalla realtà non materiale risale alla teoria cartesiana del dualismo tra res cogitans e res extensa: da una parte l’anima, oggetto di accesso impossibile alla scienza empirica ma riservato alla fede e alla filosofia, dall’altra il corpo, che corrisponde al resto della natura materiale e perciò accessibile con i metodi di studio scientifici.

La difficoltà di collegare due parti così distinte tra loro ma funzionalmente unite portò alcuni critici di Cartesio ad un materialismo radicale, secondo cui tutto ciò che esiste è corporeo e la mente ne è solo una manifestazione.

Dalla separazione mente-corpo alla “embodied cognition”

In tempi più recenti, il modello homo natura (espressione coniata da Nietzsche e ripresa da Binswanger), incentrato sulla riduzione dell’umanità a ciò che si può studiare come le altre scienze naturali, fu fondamentale per separare la psicologia dalla fede e dalla filosofia per poi farla emergere come scienza sperimentale. Ma molta strada si è dovuta percorrere per superare il dualismo mente-corpo di Cartesio.

Invece, nel celebre libro di Damasio “l’errore di Cartesio”, il ricongiungimento delle due parti avviene attraverso il riconoscimento delle emozioni, insite nel corporeo, che non sono “altro” rispetto al pensiero ma anzi ne costituiscono un elemento fondante sul piano biologico e funzionale.

In linea con il pensiero di Damasio, anche Edelman ha fornito un importante contributo, affermando che la teoria della mente deve dimostrare come funzioni cerebrali si sviluppano in armonia con le funzioni del corpo, come si costruisce una risposta partendo da una molteplicità di mappe cerebrali, come si arriva alla comparsa della memoria, della coscienza, della percezione: tutto ciò che è stato definito darwinismo neuronale.

La mente non è solo cervello, ma non c’è mente senza cervello, e addirittura senza corpo, perché è tutto il corpo che interviene nel pensiero. È su questo principio che si basano le teorie Embodied Cognition che hanno precisato le reciproche influenze fra i sistemi fisici e motori e la cognitività. Infatti sia psicologi che neurofisiologi non potrebbero sostenere l’esistenza delle entità mente-corpo separate, anche solo per fare ricerca e costruire modelli.

La mente “estesa” nel mondo

La embodied cognition ha ribadito che il cervello pensante non può essere separato dal resto del corpo. Superato il dualismo tra mente cognitiva (che anima e coordina la conoscenza umana) e mente emotiva (che nasce dalla separazione degli aspetti fisici e fisiologici che risiedono nel corpo materiale), bisogna evitare quello fra mente individuale e comunità sociale.

Il cervello ha una storia che non è prettamente biologica ma anche sociale. Infatti secondo l’innatismo chomskiano la mente necessita di rapporti con l’ambiente esterno per mettere in atto ciò che già la caratterizza, ad esempio le strutture linguistiche. A questa posizione si oppone quella antidualistica di Vygotskij secondo cui la mente è un’entità radicalmente sociale e storica, e in particolare la mente non si esaurisce dentro il corpo ma coincide con le relazioni storico-sociali che quel corpo intrattiene con l’ambiente.

Pertanto visto che la mente non può essere compresa estraendola dalle relazioni sociali e storiche in cui è coinvolta bisogna allagare i confini della mente individuale, cogliendo quella che viene definita extended mind: la mente non resta racchiusa solo all’interno del corpo, ma si estende nell’ambiente esterno per realizzare i processi cognitivi ed emotivi.

3: La funzione evolutiva delle emozioni

Abbiamo visto come il superamento del dualismo mente-corpo sia avvenuto principalmente attraverso il riconoscimento delle emozioni non più come parte del funzionamento puramente fisiologico, ma come componente essenziale della mente. Da Darwin in poi arrivando all’attuale neuroscienza affettiva, abbiamo assistito al riconoscimento della funzione evolutiva delle emozioni nelle diverse specie animali.

La neuroscienza affettiva

A partire dagli studi sul sistema limbico (ipotalamo, ippocampo, amigdala, corteccia cingolata, insula) è stato confermato l’influenza delle emozioni su processi come l’attenzione, la motivazione e il “significato” affettivo dell’esperienza, cioè apprendimenti e ricordi. Sono stati confermati i ruoli:

• Dell’amigdala: per quanto concerne l’attivazione emotiva ma anche alla socializzazione;
• Dell’insula: correlato al disgusto che influenza le relazioni interpersonali;
• Dell’emisfero destro: sia per quanto riguarda i processi non verbali, sintetici e olistici adatti all’elaborazione delle emozioni, ma anche il coinvolgimento, che per le emozioni negative.

Più volte è stata ribadita la netta distinzione fra processi cognitivi ed emotivi su basi sia psicosociali che neurofisiologiche. A livello psicosociale essi sono legati all’età, al sesso, al genere, alla nazionalità, alla religione, alla cultura, e secondo un’ottica gestaltica, vanno considerate come esperienze unitarie (problema gestaltico). Invece, a livello neurofisiologico, la neuroscienza affettiva ha evidenziato il ruolo dell’emozione nei diversi apprendimenti che caratterizzano l’esistenza, intendendo l’emozione come fenomeno “incorporato” in tutte le strutture fisiche e psichiche coinvolte nell’esperienza.

I principali sistemi emotivi riscontrati nella ricerca neurofisiologica sono: la paura, la rabbia, il desiderio di piacere, la cura, il dispiacere, il gioco, la ricerca di sensazioni ed esperienze.

La neuroscienza affettiva supera il dilemma mente-corpo integrando i meccanismi neurobiologici, tradizionalmente connessi con le emozioni, con le sensazioni e la consapevolezza di esse, che derivano da una mente estesa, che è in continua interazione con la realtà esterna, e quindi con l’ambiente.

Gestire le emozioni o cancellarle dalla memoria?

Le emozioni sono funzionali ai bisogni dell’individuo, del gruppo e della specie. Esse segnalano ciò che è importante per noi, guidano le nostre decisioni, facilitano o ostacolano la risposta dell’organismo agli input esterni, favoriscono le risposte adattive all’ambiente migliorando il benessere e la salute fisica e psichica.

La rimozione dei centri di funzionamento emozionale, a seguito di danni subiti al tronco encefalico, amigdala, ipotalamo e cortecce di ordine inferiore, comporta la diminuzione delle capacità decisionali e nei casi più gravi la perdita di coscienza. La memoria di un’emozione può non coincidere con l’emozione stessa, infatti rimuovendo dei centri specializzati per l’emozione si perdono anche le funzioni cognitive essenziali, per cui si dissociano emozione e memoria che in condizioni normali sono connesse.

Le emozioni influenzano la salute complessiva dell’organismo, in particolare quelle positive apportano dei benefici. STUDIO: ad un campione di volontari è stato chiesto di attribuire un punteggio al loro umore in tre momenti diversi della giornata. Il campione è stato suddiviso in tre sottogruppi in base alla felicità. Al termine della ricerca sono stati registrati meno decessi tra i soggetti con alti livelli di felicità percepita.

Ma le emozioni non sono tutte positive, anzi molte sono spiacevoli e indesiderabili. Secondo la psicoanalisi esse possono essere rimosse dalla coscienza e depositate nell’inconscio, e se non elaborate possono inficiare il funzionamento della persona. Secondo le teorie cognitivo-comportamentali è possibile rimuovere gli effetti delle emozioni negative attraverso trattamenti mirati a cambiare ideazioni e reazioni. Anche gli psicofarmaci tendono a ridurre o cancellare gli effetti negativi delle emozioni. Ma sarebbe possibile eliminarle dalla memoria prima che producano degli effetti conflittuali?

STUDIO: sarebbe possibile eliminare dei neuroni responsabili dell’immagazzinamento dei ricordi traumatici e spiacevoli. Infatti alcuni neuroscienziati, dopo aver indotto un evento traumatico su delle cavie, hanno distrutto alcuni neuroni situati nell’amigdala laterale. Al ripetersi degli eventi traumatici le cavie avevano cancellato i ricordi negativi. Ma secondo Salter lo scopo non è quello di cancellare alcuni aspetti della memoria ma minimizzare l’associazione emotiva tra memoria ed emozioni negative.

Un ulteriore studio individua nell’eliminazione dei ricettori AMPARs nell’amigdala, il mezzo per la rimozione del ricordo negativo e delle paure conseguenti a traumi dalla memoria.

Secondo altri studi la situazione appare più complicata. STUDIO: uno studio effettuato sui topi mostra che ansie e paure non dipendono da aree sottocorticali come l’amigdala, ma anche da aree corticali più superficiali. Inoltre le paure sono associate a suoni, immagini e sensazioni, sono elaborate nella corteccia cerebrale, e quindi derivano da percezioni sensoriali.

Dei topi hanno associato un suono ad uno stimolo spiacevole. In condizioni normali i neuroni della corteccia uditiva sono inibiti. Ma, come mostrano le tecniche di imaging, i neuroni si sbloccano. In questo modo si può ostacolare la stabilizzazione del ricordo della paura e prevenire conseguenze patologiche.

È concreta la possibilità di poter intervenire sulla stabilizzazione di un’emozione nella memoria attraverso l’uso di sostanze. Studi sui topi hanno dimostrato che l’inalazione del neuropeptide T (NPY) diminuisce l’effetto dello stress. Inoltre se si blocca l’ormone dello stress con un farmaco già in uso, il metyrapone, è possibile ridurre l’intensità di un ricordo emozionante e doloroso.

Ancora, in base alle nuove conoscenze sul genoma umano.