Come i circuiti neuronici estraggono il significato delle frasi
DIANE RICHMOND
NOTE
E NOTIZIE - Anno XIV – 08 ottobre 2016.
Testi pubblicati sul sito
www.brainmindlife.org della Società Nazionale di Neuroscienze “Brain, Mind
& Life - Italia” (BM&L-Italia). Oltre a notizie o commenti relativi a
fatti ed eventi rilevanti per la Società, la sezione “note e notizie” presenta
settimanalmente lavori neuroscientifici selezionati fra quelli pubblicati o in
corso di pubblicazione sulle maggiori riviste e il cui argomento è oggetto di
studio dei soci componenti lo staff dei
recensori della Commissione Scientifica
della Società.
[Tipologia del testo: RECENSIONE]
Come fanno i circuiti neuronici del nostro cervello ad estrarre dalla struttura acustica o visiva di una frase il suo significato, ritenendolo per elaborare la risposta o per custodirne a lungo il senso? Come hanno fatto i sistemi di cellule nervose del tuo cervello a comprendere quanto hai appena letto?
È facile dire che la neuropsicologia classica si è limitata ad indicare aree corticali associate alla capacità di comprendere le parole e che i pur progrediti mezzi di indagine delle moderne neuroscienze cognitive non hanno fin qui fornito elementi decisivi per rispondere a questi quesiti, ma si deve anche osservare che ben poco è stato tentato per avviare un’esplorazione diretta delle basi neurali del significato delle frasi.
Evelina Fedorenko e colleghi, per dare inizio ad un percorso di studi finalizzati a questo scopo, hanno misurato l’attività neurale emergente dalla superficie del cervello umano in pazienti sottoposti a mappatura prima di un intervento neurochirurgico, mentre leggevano frasi di test opportunamente selezionate per questo scopo. Gli esiti di questi rilievi sono assolutamente interessanti e incoraggiano la prosecuzione delle indagini e delle riflessioni.
In estrema sintesi: in corrispondenza di molti elettrodi l’attività neurale cresceva stabilmente durante il corso della lettura della frase, cosa che non accadeva quando i volontari leggevano liste di parole, di non-parole pronunciabili o successioni di grammatical non word come “Jabberwocky”. La crescita stabile di attività neuronica, interpretabile come un accumulo funzionale, non sembra riflettere né il significato delle singole parole, né la sintassi da sola, ma sembra rappresentare il senso della frase.
(Fedorenko E., et al., Neural correlate
of the construction of sentence meaning. Proceedings
of the National Academy of Sciences USA – Epub ahead of print doi:
10.1073/pnas.1612132113, 2016).
La provenienza
degli autori è la seguente: Department of Psychiatry, Harvard Medical School,
Boston (USA); Department of Psychiatry, Massachusetts General Hospital, Boston
(USA); Department of Speech, Language, and Hearing Sciences, Boston University,
Boston (USA); National Center for Adaptive Neurotechnologies,
New York State Department of Health, Albany, New York (USA); Department of
Neurology, Albany Medical College, Albany, New York (USA); Department of
Biomedical Sciences, State University of New York at Albany, Albany, New York
(USA); Brain & Cognitive Neuroscience Department, Massachusetts Institute
of Technology (MIT), Cambridge, Massachusetts (USA).
La comprensione delle frasi del veicolo linguistico nel quale pensiamo, comunichiamo e studiamo, si verifica ad una velocità straordinariamente elevata e può essere attualmente studiata solo in termini di meccanismi, scoprendo la precisa sequenza degli eventi neurali e computazionali sottostanti. Ma, come affermano Evelina Fedorenko e colleghi, noi non disponiamo di alcuna misura neurale continua e “online” dell’elaborazione della frase, con elevata risoluzione spaziale e temporale. Il lavoro qui recensito sembra fornire proprio tale misura.
La registrazione intracranica dalla superficie corticale del cervello umano mostra che l’attività neurale, indicizzata mediante γ-power, si accresce in modo monotonale durante il corso di una frase, quando i volontari la leggono. Questo incremento stabile di attività è assente quando una persona legge e ricorda liste di non-parole[1], nonostante il maggior impegno cognitivo richiesto, senza contare il carico in termini di attenzione generica e working memory.
Gli incrementi di risposta sono inferiori per strutture frastiche prive di significato (frasi “Jabberwocky”) e per l’elaborazione di valori semantici di singoli termini lessicali privi di strutturazione frastica (liste di parole). Tale rilievo dimostra che l’effetto registrato dagli autori dello studio non si spiega come risposta alla forma sintattica o al contenuto semantico delle parole in quanto tali. L’effetto, pienamente espresso in termini di attività elettrica, si registra soltanto per la lettura di frasi; cosa che implica l’esistenza di processi di composizione per la comprensione di una frase: un’impressionante ed unica caratteristica del linguaggio verbale umano, senza equivalenti nei sistemi di comunicazione animale.
In conclusione, gli autori dello studio hanno per la prima volta ottenuto un correlato del processo di estrazione del significato di una frase in un aumento stabile di attività neuronica che si può leggere come un accumulo funzionale corrispondente al senso rilevato.
Non possiamo dissentire dalla Fedorenko e i suoi colleghi quando affermano che questo lavoro apre nuove vie per indagare la sequenza di eventi neurali sottostanti la costruzione del significato nella comprensione dei messaggi verbali.
L’autrice della nota ringrazia la
dottoressa Isabella Floriani per la correzione della bozza ed invita alla
lettura degli scritti di argomento connesso che appaiono nella sezione “NOTE E
NOTIZIE” del sito (utilizzare il motore interno nella pagina “CERCA”).
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[1] Forme lessicali create con la stessa struttura di quelle che fanno parte del vocabolario di una lingua, ma prive di significato.