Nella mente degli altri. Neuroni specchio e simulazione incarnata

1) Corteccia visiva. Neuroni della visione

Nella corteccia visiva i neuroni sono disposti in modo ordinato in colonne sensibili all'orientamento degli stimoli e all'occhio stimolato.

Alcune colonne dipendono dall'occhio di destra e sono sensibili a stimoli orientati orizzontalmente, altre sono collegate all'occhidi sinistra e si attivano per stimoli orientati verticalmente. Le colonne sono ulteriormente organizzate in supercolonne, ciascuna delle quali codifica per un punto specifico della retina tutti i possibili orientamenti e tutte le possibili risposte monoculari e binoculari.

L'insieme delle supercolonne fornisce la base per la ricostruzione dell'immagine nella sua interezza. Grazie a questa organizzazione, infatti, le caratteristiche degli oggetti identificate dai vari neuroni vengono integrate nei centri visivi superiori (p. es. nella parte inferiore del lobo temporale). Così, se le caratteristiche analizzate dai vari neuroni fanno parte di una faccia, la corteccia temporale la ricompone per somma e integrazione.

La collezione di forme e segni riconosciuti dai neuroni della corteccia visiva, nel suo insieme, costituisce una sorta di repertorio a cui il cervello attinge per analizzare, interpretare e ricostruire le immagini provenienti dal mondo esterno (pp. 16-7).

2) Il repertorio delle azioni. Motoneuroni

Nei comportamenti di questi neuroni si è incominciato a intravedere una logica. Lo stesso neurone si attiva per movimenti di muscoli diversi, sia della mano destra, sia della sinistra, e perfino della bocca, purché lo scopo del movimento sia il medesimo; al contrario, due movimenti del tutto simili, per esempio del dito indice, attivavano un neurone quando hanno un certo scopo, ma un neurone diverso quando ne hanno un altro.

Anche la maniera in cui la mano afferra un oggetto causa attivazioni differenziate dei neuroni (p. 23). […] Dunque le informazioni sensoriali che provengono dagli oggetti si intrecciano e si combinano con le possibilità e le capacità d'azione del macaco, in base a un comune denominatore: lo scopo che l'animale vuole raggiungere. I neuroni coinvolti hanno cioè funzione sia sensoriale sia motoria, due aspetti che nella concezione classica delle scienze cognitive erano invece separati e indipendenti. Quei neuroni elaborano informazioni pragmatiche, che non dicono nulla sull'identità o sulle qualità dell'oggetto, ma guidano l'animale all'interazione e lo mettono in condizione di agire (p. 24).

La collezione di questi neuroni costituisce il repertorio cerebrale degli atti motori, così chiamati per distinguerli dai movimenti privi di scopo, che non attivano neuroni motori implicati in azioni dirette a oggetti.

3) I neuroni specchio (corteccia pre-motoria)

Esistono dei neuroni che si attivano sia quando si compie una certa azione, sia riflessivamente quando si osserva la medesima azione effettuata da altri.

Si tratta di neuroni che si comportano come i neuroni motori quando si attivano per un'azione propria, mentre mostrano la propria peculiarità quando si attivano in risposta alla stessa azione compiuta da altri.

Come i cugini motori, anche i neuroni specchio si attivano ciascuno in modo molto specifico per una certa azione. Lo scopo dell'azione altrui è quindi il criterio fondamentale in base al quale queste cellule possono essere classificate. In analogia con i neuroni motori, in neuroni-afferrare, strappare e così via. […]

Per la prima volta, è stato così individuato un meccanismo neuronale che permette di unire direttamente la descrizione visiva di un'azione alla sua comprensione e esecuzione. Comprendere un'azione dal punto di vista neuronale significa che il cervello ha la capacità, attraverso l'attività dei propri circuiti di neuroni, di ottenere una descrizione interna di un'azione e di usarla per pianificare comportamenti motori futuri (pp. 32-3).L'attivazione dei neuroni specchio è presente non soltanto per le azioni transitive (dirette a oggetti) ma anche per quelle intransitive (non dirette a oggetti).

► Fino a che punto può spingere la capacità di astrazione dei sistemi specchio nell'evocare un'azione?

Quando sentiamo parlare di un'azione, la osserviamo o ne leggiamo una descrizione, nel nostro cervello si attivano gli stessi circuiti specchio. Questi circuiti sembrano perciò avere un ruolo chiave nel rappresentare mentalmente le azioni, sia che le si osservi, sia che le si evochi mediante un'elaborazione acustica (pp. 44-6).

4) Il che cosa e il perché di un'azione

► A che cosa serve capire le azioni degli altri?

► Il meccanismo specchio si è evoluto esclusivamente per riconoscere le azioni degli altri, oppure possiede funzioni ulteriori?

I neuroni specchio non si eccitano in funzione di uno specifico tipo di stimolo – motorio, uditivo, visivo – ma quando l'animale è in grado di capire cosa fanno gli altri indipendentemente dal canale con il quale percepiscono le azioni.

Ma i neuroni specchio hanno un'ulteriore funzione. Riescono infatti a informare l'osservatore non solo sull'azione che uno compie, ma anche sul perché la sta compiendo, cioè sulle sue intenzioni. In particolare si riconosce l'intenzione altrui sin dall'inizio, cioè fin dalla prima parte dell'azione. Inoltre, questa intenzione organizza fin dall'inizio tutti gli atti motori che la compongono.

► Come avviene ciò?

Grazie a una simulazione, sebbene inconscia (automatica) dentro di sé. Il che vuol dire compiere una inferenza al limite senza alcuna forma di rappresentazione mentale, attivando cioè delle mappe neuronali soltanto. Per riassumere i neuroni specchio riescono a leggere nei movimenti altrui sia gli obiettivi, sia le motivazioni che vi stanno dietro.

► Con quali criteri scelgono proprio quei movimenti anziché altri?

Gli animali di solito utilizzano una minima parte del repertorio di movimenti a disposizione per raggiungere lo stesso obiettivo, scegliendo quelli che si adattano meglio a compiere quella specifica azione. Così, il criterio sembra essere proprio l'intenzione presunta, codificata in catene di neuroni, e quindi di movimenti che sono i più idonei e i più probabili, in base a un dato contesto, a produrre in maniera fluida, l'azione necessaria a raggiungere un particolare obiettivo piuttosto che un altro.

► Che cosa succede quando invece guardo un'azione che non appartiene al mio repertorio acquisito?

Nell'insieme i dati raccolti finora indicano che i primati, umani e non, riconoscono e comprendono le azioni degli altri attraverso due meccanismi neuronali, uno che in qualche modo riesce a appaiare l'azione osservata con l'azione da seguire, l'altro basato sul ragionamento o su processi cognitivi di ordine superiore. Il primo accoppiamento può avvenire perché i due momenti, di osservazione e di esecuzione, probabilmente producono due “stampi” che sono molto simili, o che quanto meno riescono a intendersi su un terreno comune: quello del significato dell'azione.

Nota: da questo punto si parla solo dei neuroni specchio umani, finora invece si intendeva entrambi.

5) L'immedesimazione umana

► Come fanno gli esseri umani a comprendere le emozioni degli altri.

Ci sono più modi possibili.

a) Uno di questi passa attraverso un'elaborazione cognitiva e logica dell'emozione altrui: se per esempio osserviamo una persona commossa, possiamo immaginare il sentimento che quella persona sta provando attraverso una deduzione razionale, che però non ci fa vivere la medesima sensazione.

b) Oppure lo stato emotivo di una persona può trovare una corrispondenza diretta nell'osservatore. In questo caso l'osservatore prova la stessa emozione della persona osservata, e si parla di empatia. Esiste dunque un meccanismo che ci permette di comprendere le emozioni altrui rivivendole all'interno di noi stessi. Tale meccanismo è molto simile a quello che controlla la comprensione di azioni e intenzioni: si tratta in entrambi i casi di un meccanismo specchio. Noi umani siamo dunque in grado di sentire sensazioni ed emozioni altrui attraverso un meccanismo specchio che è capace di ritrovare e attivare una sorta di stampo emotivo nella nostra corteccia cerebrale. Il sistema dei neuroni specchio degli esseri umani ha dunque dimostrato di essere una rete evoluta di meccanismi cerebrali sofisticati, situati in diverse aree della corteccia: il riconoscimento di azioni e intenzioni avviene nel giro frontale inferiore e nel lobo parietale inferiore, mentre l'immedesimazione di fronte all'osservazione del dolore e del disgusto coinvolgere soprattutto le aree corticali chiamate insula anteriore e cingolo rostrale.

► Che cos'è l'imitazione?

Gli animali sembra non siano in grado di imitare al limite si può parlare di:

a) imitazione automatica, una sorta di facilitazione di risposta. Un uccello fugge, anche il vicino compie lo stesso movimento. Il movimento del primo animale funziona, verosimilmente, soltanto da segnale di rilascio di un'azione che è utile ad esempio per la sopravvivenza dello stormo. Ma in tale azione non è richiesta la comprensione dell'azione (come), né della sua ragione (perché).

Anche fra gli esseri umani abbondano gli esempi di imitazione automatica e involontaria, che potremmo classificare come facilitazioni di risposta. Essi comprendono, oltre allo sbadiglio, il riso, il pianto e la riproduzione involontaria delle espressioni facciali.

Rimane il fatto che tali casi sono differenti da un altro fenomeno d'imitazione cioè:

b) la risposta volontaria di un gesto osservato. In questo caso imitare significa, infatti eseguire consciamente un'azione dopo averne osservata una simile, realizzata da un altro: un processo che comporta un'elaborazione cerebrale più complessa rispetto a quella richiesta da un'imitazione automatica. Dobbiamo però distinguere due situazioni.

b1) Possiamo riprodurre un atto che già conosciamo.

b2) Oppure possiamo eseguire movimenti che non si sono mai eseguiti in precedenza. Imitare diventa allora più difficile. Inoltre significa la possibilità di imparare nuovi comportamenti.

Per gli studiosi del comportamento animale si ha vera imitazione solo in quest'ultimo caso.

Wolfgang Prinz ha osservato che, quanto più l'azione da imitare è simile al modello già in dotazione, tanto più siamo rapidi e precisi. Secondo Prinz e i suoi collaboratori nel nostro cervello sembrerebbe esserci un codice comune visivo e motorio che trasforma immediatamente il modello visivo di un movimento in un atto motorio. Secondo Rizzolati questo meccanismo di replicazione di un'azione osservata potrebbe essere ricondotto al meccanismo dei neuroni specchio.

► Cosa succede quando eseguiamo un'azione per la prima volta, imitando qualcuno che ci insegna?

Vediamo l'esempio di imitare gli accordi eseguiti da un altro su una chitarra senza saper suonare.

Durante tale compito, il sistema dei neuroni specchio è risultato particolarmente attivo durante l'osservazione dei gesti altrui e durante la pausa successiva prima dell'esecuzione, utilizzata probabilmente per rielaborare i movimenti da eseguire. Durante la pausa si è attivata anche un'area ulteriore, posta nel lobo frontale, che già si sapeva essere responsabile di funzioni di pianificazioni dei movimenti e di memoria.

Quindi sia nell'imitazione facile che in quella difficile i neuroni specchio sembrerebbero coinvolti.

Più specificatamente nel caso difficile sembra che le immagini percepite sono elaborate nel sistema dei neuroni specchio, che produce una rappresentazione motoria interna dell'azione stessa. In particolare la rappresentazione visiva è scomposta nei suoi componenti elementari, che trovano un riscontro in segmenti già presenti nel repertorio cerebrale degli atti motori. I vari segmenti selezionati dal sistema specchio sono quindi assemblati nell'ordine necessario a permettere l'esecuzione fluida e armonica dell'azione da imparare. Questo assemblaggio è compiuto da quell'aria del lobo frontale che abbiamo visto attivarsi durante la pausa tra osservazione e azione, nel momento in cui l'allievo cerca di formare, internamente, l'accordo che ha visto eseguire e che successivamente ripeterà. Questa ricostruzione spiega soltanto una parte dei processi di apprendimento per imitazione, che coinvolgono anche altre funzioni cerebrali, quali l'attenzione, la memoria. Inoltre devono esistere in contemporanea meccanismi capaci di inibire l'esecuzione del movimento osservato, limitando in questi casi l'attività cerebrale a una simulazione interna. [quest'ultimo processo simulativo cosciente può essere avvicinato come funzionamento ai processi come sé di Damasio].

6) Conclusione

Senza meccanismi specchio il mondo che ci circonda potrebbe sembrarci incomprensibile tanto quanto un pianeta popolato da alieni; probabilmente non potremmo avere una vita sociale e la nostra sopravvivenza non sarebbe scontata.

7) Libro

“Nella mente degli altri. Neuroni specchio e comportamento sociale”, Giacomo Rizzolati, Luisa Vozza, Zanichelli, Bologna 2008