Risolto un paradosso dello sviluppo del linguaggio

 

 

GIOVANNI ROSSI

 

 

NOTE E NOTIZIE - Anno XVII – 24 ottobre 2020.

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]

 

Lo sviluppo della capacità esclusivamente umana di parlare, ascoltare ed elaborare attraverso la parola il pensiero astratto è da sempre un affascinante oggetto di studio, che promette di chiarire sia come si realizzi la rappresentazione dei codici di comunicazione nel cervello umano, sia come si determini la specializzazione dei singoli emisferi con una complementarietà interemisferica che non ha uguali in altre specie animali.

Un problema, che ha impegnato nel secolo scorso e fino ai nostri giorni un gran numero di ricercatori, è la determinazione di quando avvenga nell’ontogenesi umana la lateralizzazione a sinistra del controllo delle abilità verbali. Tradizionalmente, la questione è stata affrontata come parte del processo di specializzazione emisferica, che si riteneva comparisse dopo la nascita e si accrescesse fino all’adolescenza con la maturazione mielinica e funzionale del sistema nervoso centrale e, in particolare, della corteccia cerebrale. Eric Heinz Lennenberg[1] sosteneva che i due emisferi fossero perfettamente equivalenti alla nascita per le funzioni di comunicazione verbale e che l’asimmetria cominciasse a svilupparsi intorno ai due anni di età, con la differenziazione neurofisiologica e neurochimica dei due antimeri encefalici. L’acquisizione delle abilità linguistiche e l’avvio della lateralizzazione del controllo della capacità di comprendere e pronunciare parole sarebbero state in massima parte conseguenti ai processi di maturazione cerebrale. Secondo questa visione, che dalla scuola di Lennenberg si era diffusa divenendo la concezione prevalente negli USA e in Europa, l’apprendimento linguistico avrebbe un ruolo decisivo nell’accrescere la specializzazione dell’emisfero sinistro, attraverso circoli virtuosi di sviluppo delle abilità di base e componenti, determinando la progressiva riduzione dell’intervento dell’emisfero destro, con la sua conseguente uscita nell’adulto dalle reti necessarie all’esecuzione e alla comprensione del linguaggio.

Già negli anni Ottanta la capacità equipotenziale per il linguaggio dei due emisferi alla nascita fu confutata sulla base di evidenze sperimentali e deduzioni interpretative. Best fornì evidenze sull’asimmetria emisferica nell’infanzia[2] e nel 1987 Hahn pubblicò uno studio che dimostrava l’asimmetria precoce degli emisferi cerebrali[3].

Oggi si hanno prove sufficienti per non dubitare più di una generale asimmetria funzionale fra i due emisferi già presente alla nascita; tuttavia, due diversi tipi di evidenza suggeriscono visioni contrastanti, soprattutto circa la cronologia, sulla rappresentazione del linguaggio nel cervello durante lo sviluppo. Infatti, studi di anatomia, fisiologia e neuroimmagine, condotti mediante attivazione e analisi con fMRI dei due emisferi cerebrali, mostrano che il linguaggio è lateralizzato nell’emisfero sinistro fin dalla nascita, mentre i danni nell’infanzia, sia dell’emisfero destro che dell’emisfero sinistro, determinano con uguale probabilità compromissione della funzione comunicativa verbale, suggerendo che il linguaggio abbia iniziale rappresentazione bilaterale durante lo sviluppo, come postulato da Lennenberg.

Olumide A. Olulade e colleghi hanno condotto uno studio specifico per affrontare e chiarire il problema di questa incongruenza, che loro definiscono “paradosso”, e hanno trovato risposta in una differenza funzionale dell’età precoce della vita. I ricercatori hanno esaminato l’attivazione del linguaggio mediante fMRI in modi differenti, focalizzando l’attenzione non sulla semplice evidenza di lateralizzazione, ma sulla configurazione dei pattern funzionali del linguaggio, nei due emisferi, e sulla loro evoluzione dall’età infantile a quella adulta. In particolare, mentre le medie di gruppo mostrano la lateralizzazione sinistra durante tutta l’evoluzione dai 4 anni ai 29 anni, i bambini presentano individualmente un’attivazione dell’emisfero destro nel linguaggio che declina sistematicamente col passare degli anni. La differenza funzionale indica che nei primi anni di vita, pur essendo già presente la lateralizzazione, non esiste ancora un’esclusiva dell’emisfero sinistro, e i rapporti reciproci fra i due emisferi sono diversi da quelli che si definiscono in età adulta.

 (Olulade O. A., et al. The neural basis of language development: Changes in lateralization over age. Proceedings of the National Academy of Sciences USA – 117 (38): 23477-23483, 2020).

 La provenienza degli autori è la seguente: Center for Brain Plasticity and Recovery, Georgetown University Medical Center and MedStar National Rehabilitation Hospital, Washington, DC (USA); Center for Neuroscience and Behavioral Health, Children’s National Hospital, Washington, DC (USA).

Il lavoro condotto da Olumide A. Olulade e colleghi ha preso le mosse dalla lateralizzazione sinistra del linguaggio nel cervello della massima parte degli individui adulti in condizioni fisiologiche, e dal suo rapporto con la lateralizzazione funzionale delle abilità di comunicazione verbale nell’infanzia, che si presenta più problematica e difficile da ricondurre a un inizio cronologico preciso, in rapporto alla tabella dello sviluppo neuroevolutivo fisiologico. Come si è osservato in precedenza, in lattanti e bambini, similmente a quanto negli ultimi decenni è stato riscontrato innumerevoli volte nell’età adulta, gli studi anatomici, elettrofisiologici e di neuroimmagine indicano una specializzazione dell’emisfero sinistro per il linguaggio. In bambini nei primi anni di vita accade però che lesioni in aree neocorticali di entrambi gli emisferi possano determinare deficit del linguaggio, e la comparazione fra danni cerebrali localizzati a destra e danni localizzati a sinistra, ha fatto registrare in campioni significativi un grado di probabilità pressoché identico. Da queste osservazioni, numerosi ricercatori hanno dedotto una distribuzione bilaterale simmetrica delle facoltà linguistiche nei primi anni di vita.

Per comprendere il perché di tali reperti, gli autori dello studio hanno allestito delle sessioni di osservazione sperimentale su due gruppi: 1) gruppo costituito da bambini e ragazzi dai 4 anni ai 13 anni; 2) gruppo costituito da giovani di età compresa tra i 18 e i 29 anni. Su questi due gruppi hanno effettuato studi di attivazione cerebrale per le funzioni legate alla comunicazione simbolica verbale mediante risonanza magnetica funzionale (RMF o fMRI, da functional magnetic resonance imaging), analizzando i pattern espressi nel cervello col passare degli anni, per effetto dello stesso tipo di stimoli ed esperienza.

A differenza degli studi condotti in precedenza, il protocollo di osservazione non si è limitato a valutare e rilevare una prevalenza destra o sinistra necessaria a formulare un giudizio di lateralizzazione funzionale, ma ha specificamente indagato la configurazione dei pattern funzionali di attivazione comunicativa dell’emisfero destro e dell’emisfero sinistro, fra i singoli partecipanti in rapporto all’età. La focalizzazione dell’osservazione analitica secondo questo criterio, ha fatto chiaramente rilevare un’attivazione significativa non solo nella rete neurofunzionale del linguaggio dell’emisfero sinistro, ma anche nelle sedi omologhe dei gruppi neuronici attivamente interconnessi nell’emisfero destro, in tutti i partecipanti più giovani alle sessioni di osservazione sperimentale, in particolare, nei bambini dai 4 ai 6 anni di età.

Il rapporto di proporzione di questi rilievi rispetto al totale dei partecipanti ha fatto registrare che una significativa attivazione dell’emisfero destro decresce con l’età, e nel 60% dei giovani adulti manca del tutto la risposta agli stimoli linguistici nelle reti neuroniche cerebrali di destra.

Un’analisi di correlazione condotta sulle connessioni di tutto il cervello (whole brain analysis) ha rivelato un decremento strettamente legato all’età, dell’attivazione associata al linguaggio, esclusivamente nel territorio corticale del lobo frontale dell’emisfero destro corrispondente ed omologo dell’area di Broca dell’emisfero sinistro. Ricordiamo, per inciso, che questa circoscritta parte della corteccia frontale destra, corrispondente alla controlaterale dell’emisfero sinistro identificata nella mappa di Brodmann con l’area 44 distrutta nel cervello di Leborgen, il paziente di Broca affetto da afasia motoria, è stata studiata per la sua partecipazione all’elaborazione di componenti ritmiche della musica e per le potenzialità di compenso nella riabilitazione delle afasie motorie. È difficile allo stato attuale delle conoscenze stabilire quanta parte possa avere la partecipazione dell’area di destra, omologa di quella localizzata nel piede della circonvoluzione inferiore del lobo frontale sinistro, nello sviluppo delle abilità di produzione ed esecuzione del linguaggio nei primi anni di vita, anche se si conosce il collegamento preferenziale fra le due aree negli scambi di informazione interemisferica.

Intanto, l’osservazione condotta da Olulade e colleghi coordinati da Elissa L. Newport, mostra con evidenza che il decremento di attività strettamente connesso col procedere della crescita e specificamente localizzato nell’omologa destra dell’area 44 di Brodmann, è assolutamente indipendente dal grado di impegno e difficoltà delle prove linguistiche impiegate nelle sedute sperimentali. In altri termini, non accade mai che per una prova più impegnativa l’emisfero sinistro chieda aiuto a quello destro, regredendo ad uno stato funzionale di età infantile.

L’insieme dei dati emersi dai quadri funzionali registrati nei due gruppi di partecipanti allo studio indica che la lateralizzazione sinistra, per cui il cervello è predisposto alla nascita, si sviluppa con la maturazione dall’infanzia all’età adulta, attraverso il cruciale passaggio alla seconda infanzia, ma nella prima infanzia la partecipazione delle reti neuroniche che fanno capo all’emisfero destro nelle aree omologhe di elaborazione del linguaggio rimane molto intensa ed estesa, riducendosi progressivamente solo negli anni che precedono la pubertà.

Il dato di lesioni dell’emisfero destro della prima infanzia che causano disturbi del linguaggio con la stessa probabilità di quelle dell’emisfero sinistro, può dunque essere spiegato sulla base di una partecipazione ancora importante dell’emisfero destro alle funzioni comunicative, che dura fino a quando la progressiva maturazione comporterà la specializzazione sinistra con sistematica priorità di attivazione e conseguente declino funzionale delle reti di destra[4].

 

L’autore della nota ringrazia la dottoressa Isabella Floriani per la correzione della bozza 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”).

 

Giovanni Rossi

BM&L-24 ottobre 2020

www.brainmindlife.org

 

 

 

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[1] Neurologo ebreo tedesco naturalizzato americano, è stato tra i maggiori linguisti del Novecento; ebbe tra gli allievi Noam Chomsky, che invitò a scrivere l’ultimo capitolo del suo Biological Foundations of Language, una pietra miliare per la neuropsicologia, la neurologia dello sviluppo verbale, la psicologia cognitiva e la filosofia del linguaggio.

[2] Cfr. Best C. T., Hemispheric Function and Collaboration in the Child. Academic Press, Orlando, Florida 1985.

[3] Hahn W. K., Cerebral lateralization of function: from infancy through childhood. Psychological Bulletin 101, 367-392, 1987.

[4] Questa possibilità era stata da noi prevista sulla base del principio di economia (Perrella) e del principio di autoselezione neurale del cervello (Edelman) molti anni fa, ed esposta nel 2003 nei primi incontri dopo la fondazione della Società Nazionale di Neuroscienze BM&L-Italia, insieme con numerose altre ipotesi e tesi che impiegavano conoscenze sperimentali per la soluzione di problemi neuropsicologici e clinici.