Carlo Muzio

Neuropsichiatra Infantile, Psicoterapeuta; Docente di Neurolinguistica e Neuropsicologia dell’Età evolutiva, Università di Pavia

 

A partire dall’emergenza delle teorie basate sull’embodied cognition sono illustrate le principali tappe degli studi sul meccanismo dei neuroni specchio nei diversi processi di simulazione. Queste ricerche hanno rivoluzionato la  tradizionale visione del sistema motorio, mettendo in primo piano il ruolo dell’azione nello sviluppo dei processi cognitivi. Oggi dobbiamo considerare centrale il ruolo del circuito azione-percezione-cognizione nelle valutazioni cliniche e negli interventi riabilitativi per i disturbi minori del movimento.

La clinica dei disturbi del movimento dovrebbe basarsi sulle attuali conoscenze del sistema motorio e sul ruolo della funzione motoria nello sviluppo cognitivo. Purtroppo anche nelle recenti European Academy of Childhood Disability (EACD) Recommendations per i Disturbi della Coordinazione Motoria (Developmental Medicine and Child Neurology, 2012) prevale ancora una visione «periferica», prevalentemente esecutiva della funzione motoria. Da qui la scelta terminologica, non neutrale, di privilegiare l’espressione «Disturbo della Coordinazione Motoria», lasciando in ombra il concetto di disprassia evolutiva o, peggio, considerando i due termini come sinonimi. Reputo necessario ripercorrere alcuni sviluppi teorici nell’ambito delle neuroscienze e delle scienze cognitive per cogliere la nuova visione della funzione motoria nello sviluppo che sta emergendo attualmente. L’embodied cognition, termine traducibile come

«cognizione incarnata», è un campo di ricerca interdisciplinare che va dalla filosofia della mente all’antropologia cognitiva, alle neuroscienze, che si è sviluppato a partire dagli anni ’90 del secolo scorso e ha ottenuto un grande impulso dai risultati sperimentali delle ricerche neurofisiologiche sui neuroni canonici e sui neuroni specchio.

Nella visione classica delle scienze cognitive il corpo era considerato un «accessorio» esecutivo quando venivano affrontate questioni inerenti la cognizione, il linguaggio e, più in generale, i processi mentali: Quando pensiamo alla mente e all’apprendimento privilegiamo spesso una concezione logica-astratta. Ci soffermiamo sul «linguaggio della mente» e sui suoi aspetti incorporei e molto meno sulla concretezza e sulle azioni motorie, malgrado azioni e movimenti abbiano un ruolo centrale nei processi di formazione e rappresentazione mentale. (Oliverio, 2001, p. 1)

Questa visione è stata rovesciata da numerosi studi sperimentali e nuovi modelli teorici che hanno evidenziato il ruolo del corpo fisico nello sviluppo degli stessi processi cognitivi. Azioni e movimenti hanno un ruolo centrale nei processi di rappresentazione mentale a partire dallo stesso sviluppo embrionale: l’embrione è anzitutto un organismo motorio, prima di essere un organismo sensoriale. A livello embrionale, fetale e nella prima infanzia l’azione precede la sensazione: l’organismo compie movimenti riflessi e successivamente ne ha la percezione.

Le diverse discipline che hanno contribuito all’elaborazione dell’embodied cognition hanno sviluppato un insieme di teorie aventi in comune una concezione della cognizione radicata nel corpo: la cognizione dipenderebbe infatti da caratteristiche corporee, in particolare dal sistema motorio e dai sistemi sensoriali e percettivi. Il modo in cui noi ragioniamo, pensiamo, sviluppiamo concetti e parliamo è strettamente connesso al modo in cui percepiamo, alle azioni che compiamo e, più in generale, alle interazioni che il nostro organismo (tutto il corpo, e non solo il Sistema Nervoso Centrale) intrattiene con l’ambiente circostante.

Nella tradizionale filosofia della mente e nella psicologia cognitiva, dagli empiristi alle teorie dell’informazione

(Human Information Processing/HIP),si sosteneva che le rappresentazioni mentali fossero strutture di tipo linguistico, con proprietà di combinazione simili alla sintassi, e il concetto di rappresentazione mentale era qualificato come astratto, simbolico e amodale. In queste concezioni è la sensazione a precedere l’azione: dall’input sensoriale alla sua analisi (percezione) e dall’elaborazione dei dati percepiti all’output motorio.

In parallelo il sistema motorio era considerato un «controllore-effettore» di «comandi» inviati da aree del lobo frontale e modulati dal cervelletto. Possiamo rappresentare la concezione classica, tuttora presente nei manuali

correnti di neurofisiologia e neuropsicologia cognitiva, come un sandwich che all’esterno presenta due fette di pane (l’input percettivo e l’output motorio), con al centro la parte più gustosa: la cognizione (Hurley, 2008).

Il presupposto era dato dal fatto che percezione e azione fossero separate e che la percezione fosse un processo

costante, indipendente dalla risposta motoria prevista. In realtà noi, come tutti gli organismi viventi, siamo esseri

adattivi: percepire ci serve per agire nell’ambiente e con le altre persone, essendo noi animali sociali. Quello che

percepiamo non è indipendente dallo scopo e tra percezione e azione vi è una relazione circolare.

Nelle attuali conoscenze del sistema motorio questa sequenza è rappresentata in modo più realistico attraverso uno schema ciclico e non lineare: dal primo passo (movimento) il SNC registra le conseguenze determinate nell’ambiente (la loro percezione) e le modifiche che queste determineranno sui movimenti successivi. «Pensare», in quest’ottica, non sarebbe altro che decidere quale mvimento realizzare successivamente.

Il movimento dunque non appare solo come un mezzo per soddisfare le necessità dei centri cerebrali superiori (la mente), ma sarebbe l’attività mentale a essere il mezzo per eseguire le azioni. Questo modo di guardare alla realtà

mentale può apparire paradossale: in genere le funzioni motorie vengono considerate di basso livello, subordinate

alle strutture considerate alla base delle più elevate attività cognitive, della razionalità del pensiero «puro».

I primi lavori di Barsalou (1999) hanno evidenziato che la cognizione umana è basata su rappresentazioni mentali che includono informazioni provenienti dal sistema motorio e da diverse modalità sensoriali: quando leggiamo la parola «cane» si attivano contemporaneamente aree corticali deputate al movimento, alla percezione visiva e uditiva oltre che aree del linguaggio: è come se, per rappresentarci il concetto di «cane», dovessimo simulare la nostra esperienza concreta con un cane.

Le ricerche sui neuroni specchio hanno evidenziato come l’organizzazione del movimento sia frutto delle strette connessioni intercorrenti tra aree motorie e sensoriali: la corteccia frontale e la corteccia parietale posteriore sono costituite da un mosaico di aree anatomicamente e funzionalmente distinte, ma interconnesse da circuiti destinati a lavorare in parallelo per integrare informazioni sensoriali e motorie. La conoscenza attuale del sistema motorio ci permettere di distinguere fra il movimento e l’azione; infatti è stata dimostrata una netta differenziazione tra il circuito deputato al sistema di movimento elementare (Area Intraparietale Anteriore, AIP-F1) e quello/i deputato/i ad atti motori finalizzati (AIP-F5) (Rizzolatti e Sinigaglia, 2006; Rizzolatti et al., 1996). Questo dato ci impone di superare la tradizionale concezione «meccanica», puramente esecutiva, del sistema motorio.

La scoperta dei neuroni canonici e dei neuroni specchio ha portato alla considerazione che le azioni non sono rappresentate nei termini dei movimenti necessari alla loro attuazione o del tipo di effettore (mano, bocca, piede, ecc.) con cui sono svolte, ma nei termini del loro scopo (funzione adattiva).

Neuroni canonici e neuroni specchio sono due tipi di neuroni visuo-motori rilevati inizialmente nell’area F5 del macaco e successivamente individuati anche nell’uomo (Rizzolatti e Craighero, 2004; Rizzolatti e Sinigaglia, 2006).

I neuroni canonici (meno studiati, rispetto ai più famosi neuroni specchio) codificano per diversi tipi di prensione (ad esempio, presa di precisione e presa di forza). Essi si attivano quando si compie l’azione e/o si vede l’oggetto con cui l’azione è svolta. I neuroni specchio, invece, scaricano quando si compie l’azione e/o quando la si vede fare da un altro. Nel caso, ad esempio, della prensione della nocciolina, gli stessi neuroni scaricano indipendentemente dal fatto che la nocciolina sia afferrata con la mano sinistra, la mano destra o con la bocca. L’azione «afferrare la nocciolina» è quindi codificata in relazione allo scopo generale e non sulla base degli effettori agenti: non si tratta di un semplice «controllo del movimento» (questo è il termine usato nei manuali di neurofisiologia e neuropsicologia per descrivere le azioni).

I neuroni specchio scaricano dunque quando l’azione è svolta e quando l’azione è percepita: di conseguenza azione e percezione non possono più essere visti come moduli separati in quanto la stessa cellula agisce e percepisce.

Ciò che rende un movimento un atto motorio è il fatto di essere caratterizzato da uno scopo e, infatti, ogni singolo movimento può avere diversi scopi; come Fogassi et al. (2005) hanno dimostrato, nella corteccia parietale della scimmia esistono neuroni che codificano i singoli atti motori in modo diverso a seconda dello scopo dell’azione. Questo è stato documentato anche nell’uomo (Iacoboni et al., 2005).

Quando osserviamo altre persone che svolgono un’azione (una sequenza di movimenti finalizzati a uno scopo), la nostra comprensione dell’azione dell’altro si basa sulla «risonanza motoria», ovvero sulla proprietà del meccanismo dei neuroni specchio di riflettere i movimenti che vediamo (attivazione della stessa rete neurale che dovremmo utilizzare per compiere noi stessi quei movimenti).

Inoltre il fenomeno della risonanza motoria presenta importanti implicazioni sociali: i neuroni specchio si attivano maggiormente quando osserviamo gesti simbolici effettuati da un attore appartenente alla nostra cultura rispetto a un attore non occidentale (Molnar-Szakacs et al., 2007). Nello stesso modo il sistema dei neuroni specchio si attiva maggiormente nella risposta empatica al dolore dell’altro (risonanza visuo-tattile) quando questo è una figura più simile o familiare (Serino, Pizzoferrato e Ladavas, 2008).

L’azione inoltre è un elemento fondamentale per lo sviluppo del senso del corpo e della propria identità: il riconoscersi agente di un’azione è un passaggio fondamentale per la formazione del Sé e dell’idea di identità (Tessari et al., 2010). Queste ricerche testimoniano sia che non c’è una separazione fra processi «bassi» (percezione e azione) e processi «alti» (cognizione e linguaggio), sia che la stessa cognizione non è astratta e arbitraria e non è separabile dall’esperienza del corpo in azione, ma è radicata nell’esperienza.

La nozione di simulazione (Gallese, 2009) ha assunto un ruolo centrale nelle teorie dell’embodied cognition e viene utilizzata con diverse accezioni a seconda dei contesti: si parla di simulazione motoria durante l’osservazione di oggetti o di persone che svolgono un’azione e nella comprensione del linguaggio.

In queste tre diverse situazioni si attivano differenti reti neurali. Nell’osservazione di oggetti sono attivi i neuroni canonici. Questi neuroni mediano il rapporto dell’organismo con l’ambiente esterno, rapporto che fornisce una base neurale al concetto di affordance; questo concetto, elaborato nell’ambito dell’antropologia cognitiva, racchiude l’insieme di tutte le azioni che un oggetto percepito ci invita a compiere su di esso (Gibson, 1966). Ci sono voluti più di quarant’anni per comprendere appieno quest’idea che travalica la distinzione tra soggettivo e oggettivo: la percezione è influenzata dal tipo di risposta motoria che possiamo fornire; in base a questo concetto, potremmo dire che è la tazza a offrirsi a noi per essere afferrata (Gibson, 1979). L’affordance è il legame più saldo fra azione e percezione.

Come già evidenziato in precedenza, quando si osservano altre persone che svolgono un’azione si attivano i neuroni specchio: se osservo l’oggetto si attivano i neuroni canonici (Murata et al., 1997), se osservo la mano che si dirige verso l’oggetto si attivano i neuroni specchio (Rizzolatti e Matelli, 2003).

Il concetto di simulazione fornisce inoltre un legame tra il sistema motorio e il linguaggio: la comprensione del linguaggio attiva contemporaneamente i neuroni canonici e i neuroni specchio (Fadiga et al., 2002; Gallese, 2008). Per la comprensione di parole e frasi, e in particolare di frasi che rimandano ad azioni, è necessaria l’attivazione del sistema senso-motorio e si evoca una Simulazione interna delle situazioni descritte dalle parole (Aziz-Zadeh e Damasio, 2008).

L’attivazione somatotopica delle cortecce motorie e pre-motorie durante la comprensione di parole e frasi di azione è stata confermata con diverse tecniche (studi sperimentali con Frmi, MEG, TMS, con compiti differenti) ¹ e riscontrata nella clinica: pazienti con lesioni nelle aree premotorie perdono la capacità di elaborare verbi di azione (Boulenger et al., 2008).

Il sistema motorio dunque non può più essere visto come un «sistema di controllo del movimento», ma deve essere indagato in una prospettiva evolutiva e adattativa, nella quale la cognizione risulta radicata nell’azione e nel sistema sensorio-motorio.

Nella prospettiva dell’embodied cognition la nozione di simulazione rappresenta il contemporaneo reclutamento dei sistemi percettivi, motori ed emozionali che utilizziamo nell’impiego degli stessi oggetti e/o nell’interazione con altri soggetti e dimostra come i processi percettivi, motori e cognitivi siano un unico insieme, non separabile: il circuito azione-percezione-cognizione (Sabbadini, 2005; Borghi e Nicoletti, 2012).

Recentemente sono state individuate le basi neurali dei processi di simulazione implicati nel processo di previsione delle decisioni e delle azioni altrui. Nelle interazioni sociali, le persone si comportano secondo un proprio insieme di valori e motivazioni (in massima parte implicite e non consapevoli). Un gruppo di neuro-scienziati giapponesi del Laboratory for Integrated Theoretical Neuroscience presso il RIKEN Brain Science Institute in Giappone (Suzuki et al., 2012), analizzando con tecniche di fRM l’attività cerebrale di alcuni volontari a cui era stato chiesto di formulare previsioni sul comportamento degli altri in base ad alcune informazioni, hanno osservato due segnali cerebrali cruciali: il primo (segnale di ricompensa) viene elaborato nella CPD (corteccia prefrontale dorsomediale), il secondo (segnale di azione) è stato evidenziato nella CPV (corteccia prefrontale ventromediale). Per dimostrare sperimentalmente questo

processo, Suzuki e collaboratori sono riusciti, attraverso un modello artificiale, a separare i segnali cerebrali del soggetto da quelli simulati.

I ricercatori di Tokyo hanno descritto per la prima volta il processo che governa il modo in cui riusciamo a prevedere le decisioni di un’altra persona attraverso una simulazione della sua mente.

Questo recente lavoro rappresenta un’ulteriore conferma di come il pensiero cosciente sia strettamente correlato all’attività di aree della corteccia responsabili di movimenti reali o «immaginati»: in altre parole, la stessa area del cervello entra in funzione quando si immagina un movimento e quando questo viene pianificato.

Le attuali risultanze delle neuroscienze forniscono una cornice teorica e una forte base sperimentale alla «pratica psicomotoria». Il compito attuale dei clinici è quello di riconsiderare sia le procedure diagnostiche, sia la formulazione dei progetti riabilitativi in un quadro coerente con le attuali conoscenze; in particolare dovrà essere valorizzato il ruolo del circuito azione-percezione-cognizione che ci permette di differenziare chiaramente un disturbo esecutivo del movimento (le difficoltà di coordinazione) da un disturbo dell’azione che dovrà essere analizzato nel contesto anche in relazione all’integrazione senso-percettiva.

Questo tipo di analisi non può essere limitato a semplici prove testologiche, ma richiede una valutazione più ecologica sia dell’azione spontanea sia dell’azione su richiesta attraverso protocolli osservativi in grado di evidenziare sia le difficoltà esecutive specifiche che le difficoltà di integrazione; a tal fine potrà risultare utile l’adozione dei criteri descrittivi funzionali dell’ICF (OMS, 2007), che sta registrando un sempre maggiore impiego nel nostro Paese.

Ricollocare il concetto di disprassia alla luce dell’attuale visione del sistema motorio potrà permettere sia di chiarire la specificità della disprassia evolutiva, ancora non riconosciuta chiaramente nelle classificazioni internazionali (APA, 2000; OMS, 1992), sia di individuare le varie componenti disprattiche comuni in molti quadri della clinica infantile dello sviluppo, dai disturbi generalizzati ai disturbi specifici dell’apprendimento, spesso misconosciute.

 

1 Frmi (Functional Magnetic Resonance Imaging): Risonanza magnetica funzionale per immagini; MEG (Magnetoencephalography): Magnetoencefalografia; TMS (Transcranial Magnetic Stimulation): Stimolazione Magnetica Transcranica.

 

 

ABSTRACT

 

This article uses the emergence of theories on embodied cognition as a starting point for illustrating the main developments in studies on mirror neuron functioning during various simulation processes from the moment when theories on embodied cognition emerged. Research has revolutionized the traditional image of the motor system. Action takes on a primary role in developing cognitive processes. The action circuit (action-perceptioncognition) must be considered as central in clinical evaluations and rehabilitative intervention regarding Minor Motor/Coordination Disorders

 

BIBLIOGRAFIA

American Psychiatric Association/APA (2000), DSM-IV-TR/Diagnostic and Statistical Manual of Mental Disorders, Fourth Edition, Text Revision, Washington, DC, APA, trad. it. American PsychiatricAssociation/APA, DSM-IV-TR/

Manuale Diagnostico e Statistico dei Disturbi Mentali, Text revision, Milano, Masson, 2001.

Aziz-Zadeh L. e Damasio A. (2008), Embodied semantics for actions: Findings from functional brain imaging, «Journal of Physiology (Paris)», vol. 102, nn. 1-3, pp. 35-39.

Barsalou L.W. (1999),Perceptual symbol systems, «Behavioral and Brain Sciences», vol. 22, pp. 577-609.

Borghi A.M. e Nicoletti R. (2012), Movimento e azione. In R. Cubelli e R. Job (a cura di), I processi cognitivi, Roma,

Carocci.

Boulenger V., Mechtouff L., Thobois S., Broussolle E, Jeannerod M. e Nazir T.A. (2008), Word processing in Parkin-

son’s disease is impaired for action verbs but not for concrete nouns, «Neuropsychologia», vol. 46, pp. 743-756.

European Academy for Childhood Disability (EACD) (2012), Recommendations on the definition, diagnosis and

intervention of developmental coordination disorder , «Dev. Medicine & Child Neurology», vol. 54, pp. 54-93.

Fadiga L., Craighero L., Buccino G. e Rizzolatti G. (2002), Speech listening specifically modulates the excitability of

tongue muscles: A TMS study, «European Journal of Neuroscience», vol. 15, pp. 399-402.

Fogassi L., Ferrari P.F., Gesierich B., Rozzi S., Chersi F. e Rizzolatti G. (2005), Parietal lobe: From action organiza-

tion to intention understanding,«Science», vol. 308 (5722), pp. 662-667.

Gallese V. (2008), Mirror neurons and the social nature of language: The neural exploitation hypothesis, «Soc. Neurosci.», vol. 3, nn. 3-4, pp. 317-333.

Gallese V. (2009), Motor abstraction: A neuroscientific account of how action goals and intentions are mapped and

understood, «Psychological Research», vol. 73, pp. 486-98.

Gibson J.J. (1966), The senses considered as perceptual systems, Boston, Houghton Mifflin.

Gibson J.J. (1979), The ecological approach to visual perception, Boston, Houghton Mifflin.

Hurley S. (2008), The shared circuits model (SCM): How control, mirroring, and simulation can enable imitation,

deliberation, and mindreading, «Behavioral and Brain Sciences», vol. 31, pp. 1-22.

Iacoboni M., Molnar-Szakacs I., Gallese V., Buccino G., Mazziotta J.C. e Rizzolatti G. (2005), Grasping the intentions

of others with one’s own mirror neuron system,«PLoS Biology», vol. 3, n. 3, e79.

Molnar-Szakacs I., Wu A., Robles F.J. e Iacoboni M. (2007), Do you see what I mean? Corticospinal excitability

during observation of culture-specific gestures , «PlosOne», vol. 7, e626, pp. 1-7.

Murata A., Fadiga L., Fogassi L., Gallese V., Raos V. e Rizzolatti G. (1997), Object representation in the ventral

premotor cortex (area F5) of the monkey , «Journal of Neurophysiology», vol. 78, pp. 2226-2230.

Oliverio A. (2001), Motricità, linguaggio e apprendimento, www.edscuola.it/archivio/antologia/scuolacitta/oliverio.pdf.

Oliverio A. (2002), Prima Lezione di neuroscienze , Roma, Laterza.

Organizzazione Mondiale della Sanità/OMS (1992), Decima revisione della Classificazione Internazionale delle Sindromi e Disturbi Psichici e Comportamentali (ICD-10),Milano, Masson.

Organizzazione Mondiale della Sanità/OMS (2002), ICF. Classificazione Internazionale del Funzionamento, della

Disabilità e della Salute, Trento, Erickson.

Organizzazione Mondiale della Sanità/OMS (2007), ICF-CY. Classificazione Internazionale del Funzionamento, della

Disabilità e della Salute. Versione per bambini e adolescenti, Trento, Erickson.

Rizzolatti G. e Craighero L. (2004), The mirror neuron system, «Annual Review of Neuroscience», vol. 27, pp. 169-192

Rizzolatti G. e Matelli M. (2003), Two different streams form the dorsal visual system: Anatomy and functions, «Experimental Brain Research», vol. 153, pp. 146-157.

Rizzolatti G. e Sinigaglia C. (2006), So quel che fai. Il cervello che agisce e i neuroni specchio, Milano, Raffaello Cortina.

Rizzolatti G., Fadiga L., Gallese V. e Fogassi L. (1996), Premotor cortex and the recognition of motor actions, «Cognitive Brain Research», vol. 3 n. 2, pp. 131-141.

Sabbadini L. (2005), La disprassia in età evolutiva: Criteri di valutazione ed intervento, Roma, Springer.

Serino A., Pizzoferrato F. e Ladavas E. (2008), Viewing a face (especially one’s own face) being touched enhances

tactile perception on the face, «Psychological Science», vol. 19, pp. 434-438.

Suzuki S., Harasawa N., Ueno K., Gardner J.L., Ichinohe N., Haruno M., Cheng K. e Nakahara H. (2012), Learning

to simulate others’ decisions, «Neuron», vol. 74, pp. 1125-1137.

Tessari A., Tsakiris M., Borghi A.M. e Serino A. (2010), The sense of body: A multidisciplinary approach to body

representation. Introduction to the special issue on the sense of body, «Neuropsychologia», vol. 3, n. 48, pp. 643-644.