Homo musicus: meccanismi cerebrali e implicazioni cliniche in neuropsicologia

UNIVERSITÀ DEGLI STUDI GUGLIELMO MARCONI

FACOLTA’ DI SCIENZE

DELLA FORMAZIONE

CORSO DI LAUREA

MAGISTRALE IN PSICOLOGIA

LM51

“HOMO MUSICUS: MECCANISMI CEREBRALI E

IMPLICAZIONI CLINICHE IN NEUROPSICOLOGIA”

Relatore: Candidato:

Prof.ssa Giuliana Lucci Manuela Picozzi

ANNO ACCADEMICO 2023/24

INDICE

INTRODUZIONE 3

o CAP. 1 BASI NEUROLOGICHE DELLA PERCEZIONE

o MUSICALE; MECCANISMI CEREBRALI DI ELABORAZIONE

DEGLI STIMOLI MUSICALI 6

1.1 Consonanza e dissonanza 8

o 1.2 L’aspetto temporale della percezione: tempi,

o ritmi, durate, silenzi 17

CAP.2 LA FUNZIONE ADATTATIVA DEI MECCANISMI

o DELLA PERCEZIONE MUSICALE: RICERCHE

SULL’ORGANIZZAZIONE FUNZIONALE DELLA CORTECCIA

UDITIVA E DELLA SUA INTEGRAZIONE CON ALTRI

CENTRI CORTICALI 25

2.1 Metro, ritmo, movimento 26

o 2.2 Udito e/o tatto? 31

o 2.3 Musica e linguaggio verbale 35

o 2.4 Funzione adattativa dei meccanismi della

o percezione musicale 45

CAP.3 ELABORAZIONE CENTRALE DELLA MUSICA:

o OPERAZIONI PERCETTIVE E COGNITIVE LEGATE ALLA

MEMORIA E ALLE EMOZIONI 59

3.1 Emozioni: quando, come, perché 60

o 3.2 Memoria: tra apprendimento e prestazione

o 70

1

CAP. 4 IL “CERVELLO MUSICALE”: STUDIO DEGLI

o EFFETTI DI LESIONI CEREBRALI DI VARIA NATURA

E LOCALIZZAZIONE 76

4.1 Ritmo e Parkinson 76

o 4.2 Musica e demenza 84

o 4.3 Depressione e ansia 90

o 4.4 Musica e lesioni cerebrali 93

o 4.5 L’amusia 96

o

CAP. 5 CASI FAMOSI: L’AMUSIA DI MAURICE RAVEL E

o DI GEORGE GERSHWIN 103

5.1 Maurice Ravel 103

o 5.2 George Gershwin 108

o

CONCLUSIONI 112

o BIBLIOGRAFIA 118

o 2

INTRODUZIONE

La musica, un fenomeno culturale e universale, possiede una

capacità unica di influenzare le emozioni, la cognizione e il

comportamento umano. Questa affascinante interazione tra

musica e mente umana ha attirato l'attenzione di ricercatori,

musicisti e terapeuti, dando vita a un campo di studio che

coniuga le discipline della neuropsicologia e della

musicologia. La neuropsicologia, in particolare, offre

strumenti preziosi per comprendere come il cervello elabora

e risponde agli stimoli musicali, rivelando i meccanismi

neurobiologici sottostanti.

La percezione musicale è il risultato di un'interazione

complessa tra l'orecchio, che funge da ricevitore e

trasduttore dei suoni, e il cervello, che elabora e interpreta

questi stimoli. Il sistema cervello-orecchio comprende

diverse strutture e processi che consentono di trasformare

onde sonore in esperienze musicali ricche e significative.

L' elaborazione della musica non è un processo lineare, ma

coinvolge un'interazione dinamica tra diverse aree del

cervello. La percezione musicale integra informazioni uditive

con risposte emotive, memorie e funzioni cognitive superiori,

creando un'esperienza complessa e arricchente.

Negli ultimi anni, gli avanzamenti nelle tecnologie di imaging

cerebrale e nelle metodologie di ricerca hanno permesso di

ottenere nuove e più approfondite conoscenze su come la

musica possa influenzare il cervello e la mente. Questi studi

3

hanno rivelato che l'esperienza musicale coinvolge una vasta

gamma di processi neuropsicologici, inclusi quelli legati alla

percezione uditiva, alla memoria, alle emozioni e al

movimento.

La musica non solo evoca forti risposte emotive, ma può

anche migliorare le funzioni cognitive, facilitare il recupero di

ricordi e promuovere la neuro plasticità. Ad esempio, è stato

dimostrato che la formazione musicale può portare a

cambiamenti strutturali e funzionali nel cervello, migliorando

abilità come la memoria verbale, la capacità di attenzione e

le funzioni esecutive.

Un aspetto particolarmente interessante di questa disciplina

è il ruolo della musica nella riabilitazione neuropsicologica.

Terapie basate sulla musica sono state utilizzate con

successo per trattare una varietà di disturbi neurologici,

come l'ictus, la malattia di Parkinson, la demenza.

La musica può stimolare aree del cervello danneggiate o

inattive, aiutando i pazienti a recuperare abilità perdute o a

sviluppare nuove strategie compensative.

Questo lavoro di tesi si propone di esplorare in profondità la

relazione tra neuropsicologia e musica, esaminando sia le

basi neurobiologiche dell'esperienza musicale sia le

applicazioni di terapie supportate dalla musica, prendendo in

considerazione la letteratura scientifica evidence-based,

quindi interventi terapeutici supportati da prove scientifiche

rigorose e che dimostrino efficacia reale.

Attraverso una revisione della letteratura esistente e l'analisi

di “casi famosi” di compositori che hanno sofferto di patologie

4

neurologiche, si cercherà di delineare come la musica possa

essere utilizzata come strumento per migliorare la qualità

della vita e le capacità cognitive e emotive degli individui.

In conclusione, comprendere i meccanismi attraverso cui la

musica influenza il cervello non solo arricchisce la nostra

conoscenza scientifica, ma apre anche nuove vie per

interventi terapeutici innovativi e efficaci.

5

CAP. 1 BASI NEUROLOGICHE DELLA PERCEZIONE

MUSICALE; MECCANISMI CEREBRALI DI

ELABORAZIONE DEGLI STIMOLI MUSICALI

«”Qualcuno ha detto», sussurrò Alice, «che ognuno

lo fa pensando agli affari propri!”

“Ah, bene! Significa più o meno la stessa cosa,"

disse la Duchessa, affondando il suo piccolo mento

affilato nella spalla di Alice mentre aggiungeva, "e

la morale è:" Prenditi cura dei sensi, e i suoni si

prenderanno cura di sé stessi”» .

1

Sebbene da secoli la musica sia stata oggetto di riflessione

sia da parte della filosofia, soprattutto per quanto riguarda il

potere di evocare emozioni e sentimenti, che da parte di

psicologi, fisiologi e psicofisiologi, che invece se ne sono

occupati dal punto di vista delle basi fisiche e dei parametri

fondamentali, per lo più nell’ambito della percezione, da

alcuni anni anche i ricercatori nell’ambito delle moderne

neuroscienze stanno lavorando con nuovi mezzi sempre più

sofisticati (prima dell’impiego delle tecniche di

neuroimmagine gli studi erano condotti su pazienti

cerebrolesi e con la tecnica dell’ascolto dicotico) per scoprire

le basi neurologiche della percezione musicale e quindi i

meccanismi con cui lo stimolo musicale viene elaborato dal

cervello.

Oggi si discute di neuromusicologia come una disciplina che

collega gli studi scientifici sulla musica con quelli sul sistema

nervoso umano, in particolare concentrandosi sul cervello.

1

L. CARROLL, Alice’s adventures in Wonderland, Milano, Mondadori, 2021, cap

IX, p. 88 6

Quando, oltre a questi aspetti, si aggiunge la ricerca

sperimentale in ambito psicologico, si parla invece di

neuropsicomusicologia. Questa si occupa di analizzare e

valutare le diverse funzioni legate alle capacità cognitive

2

globali .

In questa direzione, due sono le linee di ricerca principali: da

una parte, individuare se alla base dell’apprezzamento per la

musica che è comune a tutte le culture si possano rilevare

componenti innate e, se effettivamente esistano, quali esse

siano; dall’altra si tratta di una questione fondamentale,

perché naturalmente possono essere state conservate solo le

caratteristiche innate, più o meno adattative, sottoposte alla

selezione naturale. L’organizzazione del cervello musicale è

uno dei principali interessi delle neuroscienze

contemporanee. Ciò riflette la crescente sofisticazione degli

strumenti (in particolare le tecniche di imaging) per

esaminare l’anatomia e la funzione del cervello in condizioni

di salute e malattia, e il riconoscimento che la musica fornisce

intuizioni uniche su una serie di aspetti della funzione

cerebrale non verbale. Il quadro che emerge è complesso ma

coerente e va oltre le vecchie idee di musica come territorio

di una singola area o emisfero del cervello verso il concetto

di musica come fenomeno dell'"intero cervello". La musica

coinvolge un insieme distribuito di moduli corticali che

elaborano diverse componenti percettive, cognitive ed

2 C.M. SCAGLIOSO, Suonare come parlare. Linguaggi e neuroscienze, Roma,

Armando, 2008 7

emotive con varia selettività. Il "perché" piuttosto che il

"come" il cervello elabora la musica rappresenta una sfida

3

fondamentale per il futuro .

1.1 Consonanza e dissonanza

La musica e le sue componenti – ritmo, timbro, melodia,

armonia – hanno per secoli stimolato le riflessioni e le

speculazioni dei filosofi e dei dotti, che ne hanno spesso

evidenziato le caratteristiche di attivazione di stati emotivi,

del potere di suscitare emozioni e sentimenti, come si legge

per esempio nel Complexus effectuum musices, trattato di un

famoso teorico del tempo, in cui la considerazione della

musica si sposta - dopo secoli - dalla sfera della speculazione

su base religiosa e platonica a quella della psicologia umana

e dell’estetica. Questi, secondo Johannes Tinctoris, alcuni

degli effetti della musica sull’animo umano:

«Eccitare gli animi a pietà

Scacciare la tristezza

Sciogliere la durezza del cuore

Mettere in fuga il diavolo

Mandare in estasi

Elevare la mente terrena

Stornare la cattiva volontà

ALLIETARE GLI UOMINI

Risanare i malati

Attenuare le fatiche

Incitare gli animi alla battaglia…» .

4

3 J. WARREN, How does the brain process music, “Clinical Medicine”, 8, 1, pp.

32-36

4 4

J. TINCTORIS, Complexus effectuum musice, 147-7 , in Gallico, C., L’età

dell’Umanesimo e del Rinascimento, Storia della Musica,Vol. 3, Torino, Edt,

1986, p. 107 8

In tempi decisamente più recenti, le ricerche di acustica,

fisiologia e psicofisiologia hanno allargato il campo

d’indagine, perlopiù con studi incentrati sulla percezione del

suono. Riporto in sintesi (estrema) la definizione e il campo

d’indagine relativi formulata da Jean-Pierre Changeaux,

neurobiologo:

«In termini fisici, la musica è composta di suoni,

cioè di vibrazioni meccaniche e di onde che si

propagano in maniera longitudinale in un mezzo

elastico. I suoni sono oscillazioni ripetute nel tempo

di cui si può definire il periodo, che è la durata di

un’oscillazione, e la frequenza, che è il numero dei

periodi al secondo. L’orecchio umano può percepire

da 16 oscillazioni al secondo, o Hertz (l’Hertz è

l’unità di misura della frequenza), a circa 20000 (...)

In altre parole non percepiamo tutti i suoni possibili

della natura: il nostro apparato uditivo e, beninteso,

anche il nostro sistema nervoso, limitano fin

dall’origine un campo di suoni disponibili e

accessibili per percepire la musica» .

5

Ciò che rende possibile distinguere un suono da un rumore è

la presenza dei cosiddetti armonici: un suono prodotto dalla

voce umana o dagli strumenti è costituito da un suono

fondamentale e da un gruppo di armonici le cui frequenze

sono multiple di quelle del fondamentale, quindi la loro

somma forma il suono naturale. Il rumore invece è composto

da frequenze aleatorie e con la stessa energia.

Nel mondo della musica, di qualsiasi civiltà e qualsiasi epoca,

le scale musicali sono state costruite a partire dagli armonici

5 P. BOULEZ, J.P., CHANGEAUX, Ph. MANOURY, I neuroni magici. Musica e

cervello, Roma, Carocci, 2016, pp. 79-80

9

e dagli intervalli della serie degli armonici. Inoltre, lo stesso

suono a frequenza raddoppiata (e con lo stesso ordine di

armonici) mantiene caratteristiche tali da essere percepito si

come sempre più acuto ma sostanzialmente identico a livello

d’intonazione.

Un suono a 110, 220, 440, 880 Hz sarà infatti percepito

progressivamente più acuto, ma manterrà comunque una

certa identità. Questo accade perché, raddoppiando la

frequenza, si passa da una nota alla sua ottava, il che

significa che il nome della nota rimane invariato nei vari

sistemi musicali, sia occidentali che non. Questa relazione

non è casuale, ma è collegata alla presenza di suoni armonici.

Ad esempio, un La a 110 Hz include un armonico a 220 Hz,

che è il più rilevante dopo la frequenza fondamentale di 110

Hz. Di conseguenza, la percezione dell'intervallo di ottava è

già implicita nel segnale acustico. I sistemi percettivi e i vari

sistemi musicali si sono quindi evoluti in armonia con le serie

armoniche dei suoni. Non è un caso che la relazione di ottava

sia presente in tutti i sistemi musicali conosciuti e persino in

alcuni mammiferi. L'ottava è fondamentale per organizzare

le note in un sistema musicale, creando una struttura

circolare e limitata: ogni volta che si raggiunge un'ottava

6

superiore, si ritorna al punto di partenza.

La capacità di distinguere suoni (e quindi sceglierne alcuni

piuttosto che altri) grazie all’apparato uditivo, come alcune

D. SCHÖN, Il cervello musicale, Bologna, Il Mulino, 2018, pp. 28-35

6 10

7

recenti ricerche dimostrano , si compie attraverso importanti

connessioni efferenti (il fascio olivo cocleare) che dal cervello

giungono alla coclea e alle cellule ciliate esterne, che

possiedono una innervazione esclusivamente efferente quindi

non trasmettono gli impulsi al cervello ma da questo ricevono

“istruzioni” per modulare i segnali in uscita dalla coclea. Il

sistema cervello-orecchio funziona quindi a doppio senso, e

può anche essere modificato e potenziato grazie

all’educazione musicale e all’attività musicale nei

professionisti.

Ritrovamenti eccezionali (datati tra i 30 e i 40 mila anni fa,

quindi antichissimi) confermano che gli esseri umani

“prediligono” determinati suoni rispetto ad altri: si tratta di

flauti in osso e avorio, o meglio frammenti di questi

strumenti, ritrovati in alcune grotte in Svevia presso Ulma.

Si tratta della scoperta più antica fatta fino ad oggi (già altri

oggetti simili sono stati rinvenuti in altre zone di Francia e

Austria che però erano molto più “recenti”), la loro

costruzione forse attribuibile all’uomo di Neanderthal.

Nel 1996, infatti, gli scavi di una grotta di Neanderthal nella

Slovenia nordoccidentale portarono alla luce quella che

sembra essere la sezione di un flauto traverso ricavato

dall'osso del femore di un giovane orso. Questo frammento

osseo era perforato con quattro fori rotondi la cui forma e

allineamento suggerivano fortemente che si trattasse,

M. CRISTOPHE, S. KHALFA, X PERROT, L. COLLETT, Difference in cochlear

7

efferent between musicians and not musicians,” Neuroreport”, 8, 1997,

pp.1047-50 11

effettivamente, dei resti di uno strumento a fiato di

Neanderthal.

In ogni caso ciò che colpisce è che questi flauti presentano

fori distribuiti a diverse altezze, che producono determinati

intervalli che in epoca moderna si definiscono consonanti,

«quando sarebbe stato più immediato, per una mente

musicalmente primitiva, fare dei fori a caso o magari

8

scegliere cinque note pressoché equispaziate» .

Il posizionamento unico dei fori nel flauto dimostra

9

chiaramente che era accordato su una scala diatonica .

Questa scoperta fornisce una potente prova pratica a

sostegno dell'idea di un fondamento naturale o acustico per

l'evoluzione della scala diatonica e dimostrerebbe come

anche l’uomo del paleolitico superiore fosse in grado di

percepire e distinguere suoni in rapporto di consonanza, e

che forse gli strumenti erano tagliati, come si dice in

linguaggio tecnico, per una determinata intonazione in modo

da poter essere suonati insieme in gruppi di strumenti o di

voci accompagnate da strumenti. L’ipotesi è molto suggestiva

ma suscita naturalmente alcune perplessità: rimane

un'ipotesi affascinante ma difficilmente dimostrabile.

Rimane però la questione: come agisce allora la

“consonanza” e perché viene preferita?

A. FROVA, Dal flauto del paleolitico alle neuroscienze passando per Galileo,

8

Pianeta “Galileo : 2009 / Regione Toscana”, Consiglio regionale ; a cura di

Alberto Peruzzi. Centro Stampa del Consiglio regionale della Toscana, pp. 163-

171

9 Scala diatonica: Per scala diatonica si intende una scala musicale di sette note

(eptafonica) comprese nell'ambito di un'ottava

12

Diversi studi in ambito neuroscientifico si sono focalizzati

sull’osservazione delle reazioni dei circuiti cerebrali quando

l’orecchio percepisce un insieme di note musicali. Si è visto

che i treni di impulsi neurali che raggiungono la corteccia in

seguito all’onda sonora sono caratterizzati da costanza e

periodicità e poco rumore di fondo se si tratta di intervalli

consonanti (lo studio è stato fatto sui bicordi, cioè intervalli

10

di 2 note simultanee), a differenza di quelli dissonanti .

Questi studi hanno consentito di utilizzare parametri oggettivi

rilevabili attraverso tecniche d'indagine decisamente più

attendibili delle ricerche svolte in passato, che si avvalevano

per esempio di questionari con scale bipolari (composte di

aggettivi opposti), che intendevano misurare le qualità

espressive dei bicordi proposti all'ascolto, applicando il

parametro consonanza/dissonanza al differenziale

11

semantico . In questi ultimi studi il campo d'indagine si

restringe alla rilevazione dell'attivazione bi