Sunto di storia e filosofia della psicologia, prof. Sinigaglia, libro consigliato: So quel che fai di Rizzolatti e Sinigaglia

So quel che fai: il cervello che agisce e i neuroni specchio

Premessa

Neuroni specchio: hanno la capacità di attivarsi sia quando si compie un’azione in prima persona sia quando la si osserva compiere da altri. L’analisi di alcuni gesti ci mostra come il protagonista sia un sistema a cui a lungo hanno assegnato un ruolo di secondo piano: il sistema motorio. Per anni si è creduto che le aree motorie della corteccia cerebrale avessero compiti esecutivi privi di valenza percettiva e cognitiva.

Una volta che il cervello ha selezionato il flusso di informazioni provenienti dall’esterno, i problemi del movimento si risolverebbero secondo il classico schema: percezione → cognizione → movimento. Si è scoperto invece che in alcune aree vi sono neuroni che si attivano non in relazione a semplici movimenti, ma in relazione ad atti motori finalizzati che rispondono agli oggetti sia quando stiamo per interagire con essi che quando ci limitiamo a osservarli. Questi neuroni sono in grado di discriminare l’informazione sensoriale.

Quando si registrano le attività dei neuroni in un contesto naturale si trova che il sistema motorio non ha a che fare con i singoli movimenti, ma con azioni. Attraverso atti, e non meri movimenti, prende corpo la nostra esperienza dell’ambiente e le cose assumono per noi significato. La percezione appare immersa nella dinamica dell’azione. Il cervello che agisce è un cervello che comprende.

I neuroni specchio ci mostrano come il riconoscimento degli altri, delle loro azioni e delle loro intenzioni, dipenda dal nostro patrimonio motorio. I neuroni specchio consentono al nostro cervello di correlare i movimenti osservati a quelli propri, e così di riconoscerne il significato. Senza questo meccanismo non potremmo sapere cosa gli altri stanno davvero facendo.

Il nostro cervello è in grado di comprendere gli atti compiuti dagli altri senza far ricorso al ragionamento, basandosi solo sulle proprie competenze motorie. Questa capacità è all’origine della nostra capacità di agire come soggetti sociali. Come le azioni, anche le emozioni sono immediatamente condivise: la percezione del dolore attiva le stesse aree della corteccia cerebrale che sono coinvolte quando siamo noi a provare dolore. Questo ci mostra quanto sia profondo il legame che ci unisce agli altri.

Il sistema motorio

Un gesto elementare come afferrare una tazzina rivela un complicato intreccio di sensazioni, necessità motivazionali, disposizioni corporee e performance motorie che interagiscono fra loro. Ma cosa accade sul piano neurofisiologico? Quali sistemi neurali sono coinvolti a livello corticale?

A lungo si è detto che i fenomeni sensoriali, percettivi e motori sono ripartiti in aree corticali distinte: aree sensoriali e aree motorie. Tra queste ci sono le aree associative, che hanno il compito di mettere insieme le informazioni provenienti dalle diverse aree sensoriali e di formare percetti da inviare alle aree motorie per organizzare i movimenti. Il sistema motorio avrebbe così un ruolo periferico e meramente esecutivo. Il sistema motorio esisterebbe nel cervello solo per tradurre pensieri e sensazioni in movimento. Ma come e dove avviene questa traduzione? Quando pensiero e percezione smettono di essere tali e diventano movimento?

Si è scoperto che il sistema motorio non solo è anatomicamente connesso alle aree corticali responsabili delle attività cerebrali coinvolte in pensieri e sensazioni, ma possiede anche funzioni non riconducibili al quadro di una mappa unitaria puramente esecutiva. La corteccia motoria risulta formata da una costellazione di regioni diverse.

Dati ottenuti durante le registrazioni di singoli neuroni: le diverse aree della corteccia premotoria hanno comportamenti diversi in risposta a stimoli sensoriali e rivelano differenze durante i movimenti attivi. Di fronte a questa ridondanza anatomica e funzionale il problema è stabilire quale ruolo svolgano le diverse aree nell’organizzazione e nel controllo del movimento. Operano in modo gerarchico o procedono in parallelo? Assolvono solo le funzioni normalmente assegnate loro?

I dati sperimentali degli ultimi 20 anni hanno cambiato la concezione del sistema motorio. È un mosaico di aree anatomicamente e funzionalmente distinte fortemente connesse fra loro e formano circuiti destinati a lavorare in parallelo e a integrare informazioni sensoriali e motorie. È una semplificazione l’assunto per cui funzioni sensoriali, percettive e motorie sono una prerogativa esclusiva di aree tra loro separate. Il sistema motorio ha una molteplicità di strutture e funzioni tale che non può essere confinato al ruolo di mero esecutore passivo di comandi originati altrove.

Finché esso era relegato alla sola produzione del movimento non si poteva capire come e dove l’informazione sensoriale fosse tradotta negli opportuni eventi motori. Si è scoperto che anche le aree associative possiedono proprietà motorie. Il fatto che l’informazione sensoriale e quella motoria siano riconducibili a un formato comune suggerisce che anche processi attribuiti a sistemi cognitivi possano rimandare al sistema motorio e trovare in esso il proprio substrato neurale primario.

Il cervello che agisce

Prendere un oggetto equivale a raggiungere e afferrare. L’impressione è che l’atto di raggiungere preceda quello di afferrare. In realtà i due processi iniziano e si svolgono in parallelo. Mentre il braccio si muove, la mano prefigura la presa necessaria per afferrare. La maggior parte dei neuroni dell’area F5 non codifica i singoli movimenti, bensì atti motori, cioè movimenti coordinati da un fine specifico.

Molti neuroni di F5 si attivano quando la scimmia compie un atto motorio indipendentemente dal fatto che esso sia eseguito con la mano destra o sinistra o con la bocca. Movimenti della bocca e della mano compiuti durante l’esecuzione di atti diversi dall’afferrare non attivavano quindi il neurone benché i muscoli impiegati fossero gli stessi. Una porzione dei neuroni di F5 risponde anche a stimoli visivi: risponde alla presentazione di oggetti sia quando questa era seguita dalla presa, sia quando ciò non avveniva.

Come conciliare la caratterizzazione motoria dei neuroni di F5 con la capacità di alcuni di loro di dare risposte visive alla presentazione di un oggetto? I neuroni di AIP possono essere suddivisi in tre classi distinte: neuroni a dominanza motoria, neuroni visuo-motori e neuroni a dominanza visiva. In che modo interagiscono AIP e F5?

Quale funzione hanno i neuroni di queste aree nella trasformazione dell’info visiva in formato motorio? Nozione di affordance = opportunità pratica che l’oggetto offre all’organismo che lo percepisce. La percezione visiva di un oggetto comporta l’automatica selezione delle proprietà intrinseche che ci consentono di interagire con esso. L’informazione visiva viene così trasmessa ai neuroni di F5 che non codificano le singole affordances ma gli atti motori a esse congruenti.

Fin dalle prime fasi della vita ognuno associa le affordances degli oggetti agli atti motori più efficaci per interagire con loro. Una volta acquisita la capacità di coniugare le affordances con le relative tipologie d’atto, il nostro sistema motorio sarà capace di compiere le trasformazioni indispensabili per la realizzazione di qualsiasi atto.

Molti oggetti però contengono più di una affordance. Queste proposte di azione innescano atti motori potenziali. La scelta di come agire allora dipenderà non solo dalle proprietà intrinseche dell’oggetto ma anche da quello che intendiamo fare con esso. La selezione probabilmente avviene in AIP, quindi riguarda le affordances e non gli atti motori. A F5 invece arriva le informazioni su una sola affordance e su questa base viene scelto l’atto motorio opportuno.

Modello di organizzazione del sistema visivo di Goodale e Milner → esso consta di due settori funzionalmente diversi:

• Dorsal stream: responsabile della localizzazione degli oggetti
• Ventral stream: serve per la comprensione delle qualità degli oggetti

Esperimento su una paziente con lesioni. Ella mostrava dissociazione tra il deficit nella discriminazione di forme e il mantenimento della sua capacità di agire sugli oggetti. La differenza fra i due streams non consiste nel tipo di percetto cui porta l’elaborazione visiva, ma nell’uso che i centri superiori fanno di questa informazione:

• Stream dorsale porta le informazioni necessarie per il controllo dell’azione → serve per la programmazione motoria.
• Stream ventrale porta le informazioni necessarie per la percezione degli stimoli → serve per la comprensione cosciente del mondo esterno.

Questo modello è riduzionistico a causa della netta separazione fra percezione e azione, ma fornisce una base per comprendere come il cervello integri informazioni per produrre azioni significative.