IL SISTEMA SPECCHIO
UDITIVO-VERBALE
“Le abilità degli imitatori e l’apprendimento per imitazione, caratteristico dell’età dello sviluppo e possibile durante tutta la vita, ci rendono evidente l’esistenza della possibilità di registrare, conservare e successivamente eseguire forme complesse di espressione e comportamento umano. La mia ipotesi è che esistano vari sistemi cortico-sottocorticali collegati con le reti dei processi globali, in grado di integrare in patterns prefissati ciò che si è visto od udito. Tali complessi funzionali devono necessariamente avere speciali connessioni con i sistemi visivo e uditivo, dai quali dipendono per la codifica sensoriale sulla quale, verosimilmente, si sviluppa l’elaborazione degli schemi neurosomatici e viscerali dell’imitazione e dell’immedesimazione. E’ perfino superfluo che sottolinei l’importanza che attribuisco all’inferenza anche in queste funzioni” (Giuseppe Perrella, Appunti per la didattica. Clinica Psichiatrica dell’Università di Napoli, 1984).
A questo brano del nostro presidente, che ipotizzava l’esistenza di neuroni specchio visivi ed uditivi già ventiquattro anni fa, accostiamo un’altra citazione, tratta da lezioni di cinque anni dopo: “L’apprendimento per imitazione, così importante nella riabilitazione cognitivo-comunicativa, fa leva sull’esistenza di neuroni in grado di estrarre un tema funzionale comune fra ciò che si è percepito e ciò che si dovrà eseguire; se consideriamo che nell’evoluzione la specializzazione di funzioni parcellari collegate ad uno specifico canale sensoriale è avvenuta in costante integrazione con lo sviluppo delle funzioni globali, non meraviglia che esistano sistemi in grado di isolare uno schema tematico, ossia una sorta di paradigma procedurale minimo da offrire agli altri canali di moto e di senso che lo integreranno in unità di memoria specifiche come variazioni modali sul tema.
Ipotizzare l’esistenza di tali sistemi e funzioni, mi appare come una diretta conseguenza delle conoscenze di cui disponiamo. Si pensi, ad esempio, alla facoltà che in neuropsicologia va sotto il nome di “elaborazione sovramodale” e ci spiega come facciamo ad occhi chiusi a riconoscere le lettere e i numeri che il neurologo traccia sulla nostra fronte per valutare un’integrazione somestesico-cognitiva” (Giuseppe Perrella, Seminari didattici per operatori della riabilitazione cognitiva. Dispensa I, Anno I, 1989 [stampa in proprio]; negli anni seguenti i testi delle dispense sono stati resi noti e diffusi gratuitamente, nel corso di incontri didattici, dal “Gruppo di Studi di Neuropsicologia Paola Murolo”).
Dunque, le funzioni che mettono in rapporto gli individui della stessa specie e consentono di generalizzare un apprendimento parcellare, sarebbero tutte originate dalla fisiologia cerebrale globale, ossia dalle funzioni elementari e fondamentali che rappresentano l’organismo in toto nel suo adattamento all’ambiente.
Secondo questa interpretazione numerosi sistemi, come quello scoperto da Rizzolatti e colleghi, sarebbero alla base delle capacità di imitazione ed apprendimento imitativo nei mammiferi e, ancor più, in animali filogeneticamente meno evoluti. Sono coerenti con tale visione i risultati di un interessante lavoro che qui di seguito presentiamo.
Gli uccelli da canto comunicano cantando ed imparano per imitazione frasi canore strutturate in forme caratteristiche, su una base genetica che ha un equivalente umano (si veda: FOXP2 E LA PAROLA. Società Nazionale di Neuroscienze BM&L, 2007). Sebbene sia stata ipotizzata da alcuni anni l’esistenza nelle specie aviarie di equivalenti dei neuroni specchio che nella scimmia e nell’uomo si attivano alla vista di specifici atti motori, la loro identificazione come sistemi neuronici che partecipano all’apprendimento del canto, ha dovuto attendere lo studio condotto da Prather, Peters, Nowicki e Mooney (Prather J. F., Precise auditory-vocal mirroring in neurons for learned vocal communication. Nature 451, 305-310, 2008).
I ricercatori hanno registrato in un passeraceo (swamp sparrows), l’attività di singoli neuroni del Centro Vocale Superiore (HVC, da high vocal centre), un’area cerebrale cruciale per l’apprendimento e la produzione del canto[1]. Quando hanno fatto ascoltare agli uccelli le registrazioni dei loro stessi canti, hanno potuto rilevare che un’ampia frazione di neuroni dell’HVC che proietta ai nuclei della base (cellule HVCX) diventa attiva.
E’ interessante notare che singoli neuroni HVCX rispondevano ad una sola canzone del repertorio del volatile, la canzone primaria del neurone, ed è emerso che queste cellule si attivano secondo una modalità temporale definita dopo l’inizio della sequenza della canzone primaria.
Successivamente i ricercatori hanno riscontrato che le popolazioni di HVCX erano attive anche durante l’esecuzione del canto da parte dell’uccello, e ciascun neurone rispondeva più intensamente alla sua canzone primaria. I tempi di attivazione dei neuroni rilevati durante il canto erano identici a quelli rilevati nell’ascolto; in altre parole i neuroni HVCX sembrano rispondere secondo un pattern specifico per una particolare canzone, sia quando l’uccello l’ascolta, sia quando la esegue.
Quando un uccello sentiva una canzone e cominciava, in risposta, a cantare quella stessa successione di note, i neuroni HVCX cessavano di rispondere agli stimoli uditivi e mostravano un’attività esclusivamente legata ai processi effettori del canto.
Questo suggerisce che la funzione delle cellule HVCX durante l’esecuzione canora non sia conseguenza del feedback uditivo, ma di un fenomeno noto come “scarica corollaria” (corollary discharge), consistente in una sorta di copia del segnale motorio presumibilmente impiegato per la regolazione dei cambiamenti nell’input sensoriale derivante dalla funzione motoria. Inoltre, evidenzia la capacità di questi neuroni di convertirsi rapidamente da uno “stato uditivo” (risposta all’ascolto) ad uno “stato motorio” (risposta durante l’esecuzione).
Simili risultati sono stati rilevati anche nel fringuello bengalese, pertanto i ricercatori hanno ipotizzato che gli stati funzionali uditivi e motori dei neuroni HVCX riflettano un meccanismo comune agli uccelli da canto per l’apprendimento della comunicazione vocale.
Prather e i suoi colleghi, sapendo che in natura i cantori rispondono ai canti di esemplari della stessa specie, hanno indagato le risposte dei neuroni HVCX, rilevando che l’attivazione di queste cellule nervose si aveva solo quando le canzoni ascoltate contenevano sequenze di note simili a quella della canzone primaria dello specifico neurone.
La similarità che emerge da questo studio, fra le cellule HVCX e i neuroni specchio visuo-motori della corteccia fronto-parietale della scimmia, è tale da lasciare pochi dubbi sull’omologia fisiologica dei due sistemi, e suggerisce nuove ricerche nei mammiferi per l’identificazione delle basi neurali dell’apprendimento della comunicazione vocale e verbale.
L’autrice ringrazia la dottoressa Floriani per la
sintesi e la correzione del testo originario.
[1] Si è scelto di tradurre il vocabolo inglese song con
“canzone”, quando è riferito a frasi musicali precisamente definite, distinte e
caratterizzate, e con “canto” quando è impiegato in un’accezione più generica.