Gli articoli sui neuroni specchio sono frequenti, ma quelli che descrivono fatti chiari piuttosto che concetti sono pochi. Gli esperimenti sono stati condotti sulle scimmie e la teoria stessa è discutibile — afferma lo psicofisiologo Alexander Kaplan. Tuttavia, non tutto è così semplice: ci sono riflessioni sensate e un approccio interessante.
LA NOSTRA PSICOLOGIA: Alexander Yakovlevich, se una persona sbadiglia e un’altra vuole subito sbadigliare, è colpa dei neuroni specchio?
ALEXANDER KAPLAN: I neuroni specchio sono un concetto. Uno dei concetti più belli della neurobiologia del momento. È anche il più diffuso. Viene usato per spiegare ogni sorta di fenomeno. Tra cui la contagiosità dello sbadiglio o del sorriso. È stata adattata per spiegare i fenomeni più importanti della natura umana.
Dossier Alexander KAPLAN è psicofisiologo, dottore in Scienze Biologiche, professore, capo del Laboratorio di Neurofisiologia e Interfacce Neurocomputer (NNCI), Facoltà di Biologia, Università Statale Lomonosov di Mosca.
Perché una persona entra in empatia con un’altra? Perché ripetiamo le parole e persino le espressioni facciali del nostro interlocutore durante la conversazione? Le persone autistiche non riescono a provare empatia, quindi i loro neuroni specchio non funzionano? Come fa una persona a padroneggiare il linguaggio, qual è la base per la nascita della civiltà? Tutto questo è il risultato dell’attività dei neuroni specchio, afferma Vileyanur Ramachandran, neurologo di fama e divulgatore scientifico.
Il concetto stesso è nell’aria da molto tempo. Tra gli altri studi, trent’anni fa lo psicologo Ulf Dimberg dell’Università di Uppsala (Svezia) ha condotto un curioso esperimento. Utilizzando dei sensori attaccati ai muscoli facciali dei soggetti, ha studiato come questi muscoli reagiscono alle immagini di volti mostrati al soggetto su uno schermo. I volti mostravano emozioni diverse. È emerso che una persona alzava spontaneamente gli angoli della bocca se vedeva sullo schermo l’immagine di un volto sorridente. E li abbassava se il volto era triste. I soggetti provavano inconsciamente le stesse emozioni che vedevano nell’immagine. Naturalmente, è possibile spiegare questo e altri fenomeni simili in modo puramente psicologico, ad esempio con il fatto che i soggetti sembravano empatizzare con il loro volto sullo schermo. Tuttavia, non sono state fornite spiegazioni su quali meccanismi cerebrali o neurali siano alla base di tali fenomeni. Il concetto di neuroni specchio ha spiegato tutto. Ma questo è solo un concetto, un’ipotesi, ma cosa succede realmente? Questo richiede una conversazione a parte…
NP: Interessante, quindi non è d’accordo con questo concetto?
A.K.: Procediamo per gradi. Come è nato il concetto di neuroni specchio? All’inizio degli anni Novanta, il neuroscienziato italiano dell’Università di Parma Giacomo Rizzolatti e i suoi colleghi studiarono i meccanismi cerebrali del comportamento in una coppia di macachi che vivevano nel vivarium dell’università. Gli scienziati erano particolarmente interessati a capire quali cellule nervose della corteccia cerebrale delle scimmie si attivano quando i macachi eseguono movimenti mirati della mano. Attraverso dei fori nel cranio sono stati portati degli elettrodi sottili alle singole cellule nervose, monitorando così la loro attività elettrica quando la scimmia compie azioni diverse. È stata portata una scatola alla scimmia, che abitualmente vi infilava la mano e ne estraeva una banana. Sono state trovate cellule nervose che si attivavano solo con questo movimento della mano.
Gli scienziati erano soddisfatti: si apriva un velo sulla meccanica del cervello: nel processo di apprendimento, alcuni gruppi di cellule assumevano il controllo del movimento appreso. Un giorno, l’esile quadro fu quasi distrutto da un giovane impiegato che, in assenza del capo, notò per caso che questi neuroni del movimento appreso si attivavano non solo quando i macachi prendevano una banana, ma anche quando lo faceva lo sperimentatore stesso! Il capo ipotizzò che l’osservazione casuale del collaboratore fosse dovuta al fatto che la scimmia aveva visto le sue azioni con la banana ed era impaziente di ripeterle. Ecco perché si erano attivati i neuroni del movimento!
CHE DOLORE…
Una persona è in grado di sentire il dolore di un’altra persona. Ad esempio, in un esperimento condotto con un tomografo, è stato dimostrato che si attivano le stesse zone di dolore quando si punge uno spillo e si osserva un’altra persona che viene punta. È interessante notare che l’intensità della percezione del dolore di un’altra persona è influenzata dalle relazioni. Tanya Singer e i suoi colleghi dell’Istituto di Neuroscienze, che fa parte dell’University College di Londra, hanno invitato 16 coppie a partecipare allo studio. Gli scienziati hanno collegato i partner a uno scanner TC e hanno osservato i cambiamenti nell’attività cerebrale quando la persona o il partner ricevevano una breve scossa elettrica. I soggetti non potevano vedere i volti, ma potevano capire dagli indicatori chi avrebbe ricevuto la scossa successiva. In entrambi i casi si sono attivate le stesse aree cerebrali, con un’eccezione. La corteccia somatosensoriale non ha risposto alla scossa immaginaria.
Secondo Singer, questa esperienza dimostra perfettamente come funziona il meccanismo dell’empatia. Quando sentiamo il dolore di un’altra persona, attiviamo quelle aree del cervello che sono associate all’aspetto emotivo del dolore, piuttosto che alle sue conseguenze fisiche. Nell’esperimento, i soggetti sono stati sottoposti a un test per verificare il loro livello di empatia. È emerso che i partner più empatici avevano una risposta cerebrale più vivace al dolore inflitto all’altra persona.
Ma quando l’esperimento è stato ripetuto, si è visto che la scimmia non faceva alcun movimento mentre guardava la banana che veniva estratta, ma i neuroni del movimento si attivavano! È qui che gli scienziati hanno pensato che i neuroni trovati si attivano non solo per i movimenti reali, ma anche per quelli immaginari. È così che è nato il concetto di neuroni specchio.
Gli scienziati ipotizzano che, nello stesso modo in cui una persona acquisisce le capacità di parlare, le espressioni facciali e i gesti, si formino le norme comportamentali e persino le leggi della comunicazione umana. Un concetto straordinario che spiega le origini profonde della civiltà stessa. Ma le prove sono corrette?
NP: Tutti gli organismi viventi hanno i neuroni specchio o solo le scimmie e gli esseri umani?
AK: Il carismatico Vileyanur Ramachandran e molti altri ricercatori altrettanto noti nel campo delle scienze cerebrali suggeriscono che i neuroni specchio sono presenti in tutti gli animali, e certamente in primo luogo nell’uomo. Ma ricordiamo che gli esperimenti originali di impianto di elettrodi nel cervello sono stati condotti sulle scimmie. Non ci sono stati studi simili sull’uomo e non ci sono dati affidabili sull’esistenza dei neuroni specchio.
NP: Aspetta un attimo, è impossibile fare a meno di impiantare elettrodi? Dopo tutto, la scienza e la medicina moderne dispongono di un intero arsenale di vari dispositivi che aiutano a monitorare l’attività cerebrale senza aprire il cranio.
A.K.: Tutti questi metodi, senza eccezioni, non danno la possibilità di osservare l’attività delle singole cellule nervose. Pertanto, possiamo parlare solo del concetto di neuroni specchio. Per esempio, il metodo della tomografia a risonanza magnetica ci permette di guardare nel cervello umano senza autopsia. A mio parere, sulla base dei dati della risonanza magnetica è solo ipoteticamente possibile discutere del lavoro dei neuroni specchio. Tuttavia, questo metodo è stato utilizzato per testare una delle ipotesi centrali di questo concetto, ovvero che nelle persone autistiche i neuroni corrispondenti possono essere attivati solo dalla propria azione, ma non dall’osservazione di un’azione simile di un’altra persona. Questo spiegherebbe perché le persone autistiche hanno una ridotta empatia nei confronti di un’altra persona. «Specchi rotti» è stato il nome dato al problema delle persone autistiche. Purtroppo, questa ipotesi non è stata confermata. C’è un grande dibattito tra gli scienziati al riguardo…..
In ogni caso, lo scorso dicembre, la rispettabile rivista scientifica Modern Biology ha pubblicato un articolo dei rinomati ricercatori britannici James Kilner e Roger Lemon: «Cosa sappiamo oggi dei neuroni specchio?». Tra un numero enorme di articoli scientifici sul concetto di neuroni specchio, gli autori ne hanno trovati solo 25 in cui veniva descritto qualcosa di simile all’attività dei neuroni specchio. Inoltre, tutti gli esperimenti descritti dai ricercatori sono stati condotti solo su scimmie. Gli autori degli articoli ammettono che il concetto stesso di neuroni specchio, in generale, è in discussione.
Personalmente mi piace un’altra versione, che si basa sugli esperimenti di Olof Dimberg. Il ricercatore ritiene che non si tratti né di neuroni del movimento né di neuroni specchio: sono neuroni le cui connessioni memorizzano un modello di movimento appreso. La loro attivazione indica che l’animale sta ricordando o «immaginando» il movimento. Questo sistema di neuroni si attiva ogni volta che è necessario un modello di movimento: durante il movimento stesso, durante il ricordo del movimento e durante l’osservazione di tale movimento.
NP: I concetti possono essere molti, ma cosa possiamo fare in pratica? Ci sono neuroni «a doppia azione», ma cosa c’è in questo per noi, gente comune?
A.K.: L’ipotesi di Olof Dimberg può essere molto utile per le «persone comuni». Dopo tutto, un’esplosione di attività di questi neuroni rivela l’intenzione di una persona di compiere un’azione. Ciò significa che è possibile creare un sistema informatico per decifrare le intenzioni e trasmetterle ai meccanismi esecutivi. Sarà sufficiente che una scimmia pensi che ci vuole una banana per rilevare e realizzare la sua intenzione con l’aiuto di un’interfaccia neurocomputer: datele una banana con un manipolatore meccanico controllato dall’attività elettrica del cervello. Questo sistema si chiama interfaccia cervello-computer. È utile anche per gli esseri umani. Nel nostro laboratorio, l’interfaccia cervello-computer permette di digitare lettera per lettera sullo schermo del computer senza toccare la tastiera, con la forza di una sola intenzione!
Questo sviluppo sarà utile per le persone che hanno perso la parola e gli arti paralizzati dopo un ictus o un trauma. Per loro, la tecnologia di digitazione con la forza di volontà è come imparare di nuovo a parlare. Inoltre, questi pazienti possono registrare l’intenzione di stringere o sbloccare una mano o muovere un arto, ma non l’azione stessa. Nel primo periodo di riabilitazione, il cervello deve essere aiutato a rinforzare questi sforzi con azioni reali per cercare di ripristinare il movimento. Cosa fare se la mano non riesce a «rispondere» al cervello? In questo caso, è possibile creare dei neurotrainer — strutture esoscheletriche che lavoreranno con gli arti tramite comandi provenienti da interfacce cervello-computer. Le intenzioni di una persona paralizzata verrebbero tradotte in movimenti degli arti. Si spera che tale addestramento non sia vano e che molti movimenti possano essere ripristinati.
I modelli reali di queste tecnologie vengono ora sviluppati e testati nel nostro laboratorio su incarico del Ministero della Salute.
Vedete, gli stessi dati sull’attività neuronale insolita, ottenuti da Giacomo Rizzolatti, possono rientrare in concetti diversi. Ma in ogni caso, il concetto di neuroni specchio ha fornito agli scienziati nuovi spunti di riflessione e ai lettori storie affascinanti sui meccanismi cerebrali.
NP: Ma mi sembra che la ricerca sul potere del pensiero di attivare i sistemi sia iniziata molto prima dell’esperimento di Rizzolatti….
A.K.: Certo, tutto è iniziato molto prima, con le osservazioni degli allenatori sportivi che si sono resi conto che la semplice idea di un esercizio complesso poteva contribuire al suo successo. Si tratta di una sorta di allenamento ideomotorio, cioè di allenamento della mente.
NP: Gli scienziati saranno presto in grado di leggere i pensieri degli altri?
A.K.: Non esiste un’opinione univoca. Ma la maggior parte dei ricercatori, me compreso, ritiene che i pensieri non potranno mai essere letti con mezzi tecnici. Una cosa è avere delle semplici intenzioni: voglio stringere la mia mano destra o la mia mano sinistra. Ma se immagino una mela o una casa per gatti… Gli scienziati non sono riusciti a trovare un riflesso stabile nell’attività dei neuroni nemmeno di immagini così semplici, per non parlare di quelle più complesse — «mela della discordia» o «casa per gatti». E non è affatto necessario che una persona sia in grado di leggere i pensieri degli altri per mezzo di sensori collegati alla testa. È molto più interessante indovinare i pensieri dell’altro in una conversazione dal vivo, anche se a volte si sbaglia.
