Apprendimento implicito della simmetria nei movimenti umani

DIANE RICHMOND

NOTE E NOTIZIE - Anno XVI – 23 novembre 2019.

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]

Ogni aspetto della nostra vita di relazione è improntato e caratterizzato da apprendimenti inconsapevoli o impliciti, che vanno da processi descritti come memorie procedurali ad acquisizioni per semplice associazione o abitudine, e si possono riconoscere nel modo in cui camminiamo, nell’accento prosodico del nostro eloquio, nella mimica facciale o gestuale, ma sono presenti e necessari nella percezione e come base elementare di ogni elaborazione cognitiva dell’attualità ambientale. Il loro studio è stato a lungo negletto in seno alla neuropsicologia, che aveva nella ricerca sugli apprendimenti espliciti o dichiarativi delle memorie semantica ed episodica un argomento di maggior rilievo clinico e teorico. Le cose sono cambiate con il progressivo affermarsi della neuroscienza cognitiva, dei suoi metodi e della sua costante ricerca delle basi neurofunzionali, così il numero di progetti di studio e di gruppi di ricerca impegnati in questo campo è andato progressivamente crescendo.

Con l’accumularsi dei dati sull’apprendimento implicito umano, l’esigenza di avere un quadro teorico in grado di guidare i ragionamenti interpretativi, si è fatta sempre più pressante. Operativamente ciascun team segue un orientamento, derivante da elaborazioni della propria esperienza di studio o dall’adesione a concezioni sostenute dalle scuole neuroscientifiche più influenti.

Tutti gli approcci teorici si possono schematicamente riportare a due grandi ipotesi: la prima, detta in inglese domain general theory, postula che specifiche regioni encefaliche siano responsabili di specifiche strutture (es.: supra-finite state), indipendentemente dal dominio funzionale in questione, ossia prescindendo dal fatto che sia in gioco un apprendimento motorio, visivo, acustico o altro; la seconda, detta in inglese domain specific theory, postula che l’acquisizione implicita rappresenti un adattamento sviluppato all’interno delle regioni neurali specializzate per ciascun dominio funzionale. In altri termini, il primo tipo di concezione suppone un apparato di memorizzazione implicita al servizio delle varie modalità funzionali, mentre il secondo contempla l’esistenza di tanti piccoli apparati di memorizzazione implicita, uno per ogni modalità neurofunzionale.

Zhang e colleghi hanno realizzato uno studio che, indagando la possibilità che volontari apprendano in forma implicita l’abilità di rilevare la simmetria nel movimento biologico, hanno sottoposto a verifica il valore delle due concezioni teoriche sulle basi neurali di questa forma di apprendimento.

(Zhang Q., et al. Implicit learning of symmetry of human movement and gray matter density: Evidence against pure domain general and pure domain specific theories of implicit learning. International Journal of Psychophysiology – Epub ahead of print doi: 10.1016/j.ijpsycho.2019.10.008. Nov. 14, 2019).

La provenienza degli autori è la seguente: School of Psychology and Cognitive Science, East China Normal University, Shanghai (Cina); Key Laboratory of Magnetic Resonance, School of Physics and Materials Science, East China Normal University, Shanghai (Cina).

La ricerca su memoria e apprendimento non cosciente nell’uomo ha avuto un impulso decisivo all’inizio degli anni Ottanta, quando fu sperimentalmente dimostrato che il pensiero e il comportamento di una persona potevano essere influenzati da eventi pregressi, vissuti dal soggetto stesso, ma mai presenti alla sua coscienza. In quello stesso periodo – come ricorda Jeffrey P. Toth – si scoprì che i principi che governano i processi che portano il cervello ad apprendere, conservare e impiegare informazioni sotto il livello della coscienza, differiscono significativamente da quelli che svolgono lo stesso ruolo nell’ambito della consapevolezza[1]. Tali acquisizioni hanno avuto un’importanza epocale, perché non solo hanno determinato la distinzione metodologica e concettuale negli studi su memoria cosciente e memoria non cosciente, ma hanno anche contribuito in modo decisivo a rendere coscienza e consapevolezza argomenti rilevanti per la ricerca neuroscientifica[2].

Sebbene gli inizi dello studio scientifico di forme non coscienti di apprendimento umano si possano far risalire alla fine dell’Ottocento, la ricerca che ha acquisito dati di conoscenza ancora validi comincia con la scoperta che pazienti sofferenti di amnesia, quando testati con metodi impliciti, dimostravano di possedere memoria di eventi passati. Studi successivi accertarono la presenza di simili tracce non coscienti in persone sane. Dopo queste prime dimostrazioni, la ricerca sui processi non coscienti di registrazione, conservazione e utilizzo di informazioni si è notevolmente evoluta attraverso lo sviluppo di metodologie sempre più precise ed efficaci per la misura dei parametri accessibili[3].

Zhang e colleghi hanno esplorato la possibilità che i volontari imparassero in forma implicita a rilevare la simmetria nel moto biologico.

Accertato questo apprendimento implicito, i ricercatori hanno allestito una procedura per sottoporre a vaglio sperimentale il valore delle teorie correnti che abbiamo menzionato. A questo scopo, hanno disposto un’indagine attuata mediante la metodica della morfometria basata sul voxel (VBM, voxel based morphometry) per verificare se l’apprendimento fosse associato a regioni cerebrali che mediano il linguaggio e partecipano a grammatiche di supra-finite state, ossia paradigmatiche, come la simmetria; o se l’apprendimento fosse associato semplicemente a regioni implicate nella funzione di moto.

Per esplorare la rilevanza delle regioni associate all’attività motoria, i ricercatori hanno indagato le variazioni strutturali nel cervello di atleti e le hanno comparate con quelle rilevabili in soggetti di controllo non dediti a pratiche di moto o sportive; allo stesso scopo, hanno analizzato il vantaggio degli atleti nell’apprendimento implicito della simmetria nelle azioni. Inoltre, hanno indagato la possibilità che l’abilità di immaginazione motoria possa rendere conto del ruolo delle regioni associate al moto in questo apprendimento.

I partecipanti hanno osservato passivamente e memorizzato numerose sequenze di movimento biologico esemplificando una regola di simmetria e poi giudicando nuove sequenze se fossero “grammaticali” o meno, ossia se rispettassero la regola desunta. È risultato che, in termini comportamentali, l’acquisizione implicita di simmetria poteva estendersi all’elaborazione del moto biologico.

Gli atleti hanno fatto rilevare una maggiore precisione nella classificazione e nell’abilità di immaginazione propriocettiva, e hanno esibito maggiore facilità di attribuzione alla classe.

I risultati degli esami VBM hanno mostrato che gli atleti presentavano una maggiore densità della materia grigia nel cervelletto di destra, nel giro linguale di sinistra, nel precuneo di sinistra e nel talamo di destra. L’analisi di correlazione ha dimostrato che la densità della materia grigia del cervelletto era positivamente associata con la precisione nella classificazione, che era mediata dall’abilità di immaginazione propriocettiva. Si è poi rilevato che anche la densità della materia grigia della corteccia della parte inferiore lobo frontale di sinistra è positivamente correlata con la precisione nella classificazione, cosa che indica la partecipazione di regioni associate all’apprendimento della simmetria attraverso i domini.

Nell’insieme, questo studio fornisce evidenze iniziali che l’apprendimento implicito implica sia un processo di adattamento all’interno delle regioni responsabili per ciascun dominio, sia l’intervento di regioni cerebrali che elaborano la stessa struttura per i vari domini.

L’autrice della nota ringrazia la dottoressa Isabella Floriani per il contributo nella stesura in corretto italiano dell’articolo e invita alla lettura delle recensioni di studi di argomento connesso che appaiono nella sezione “NOTE E NOTIZIE” del sito (utilizzare il motore interno nella pagina “CERCA”).

Diane Richmond

BM&L-23 novembre 2019

www.brainmindlife.org

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[1] Jeffrey P. Toth, Nonconscious Forms of Human Memory, in The Oxford Handbook of Memory by Endel Tulving & Fergus I. M. Craik, p. 245, Oxford University Press, New York 2005.

[2] Cfr. Cohen J. & Schooler J. W. (Eds), Scientific approaches to consciousness. Erlbaum, Mahwah, New Jersey 1997.