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Chiara Sgherbini
LA PERCEZIONE ARMONICA
ISBN
copyright 2011, Caosfera Edizioni
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soluzioni grafiche e realizzazione
Chiara Sgherbini
LA PERCEZIONE ARMONICA
PARTE PRIMA
1
ELEMENTI DI NEUROBIOLOGIA
Organizzazione del Cervello
Le strutture inferiori comprendono i circuiti del tronco
cerebrale, alla base del cranio, che controllano i processi
fisiologici fondamentali (respirazione, frequenza cardiaca, stati
di arousal e di vigilanza); sopra il tronco è posto il talamo, che
funge da porta di ingresso per le informazioni sensoriali che
giungono al cervello, e possiede estesi collegamenti con aree
cerebrali superiori, incluse quelle neocorticali. Le strutture
superiori, come la corteccia cerebrale, vengono considerate le
aree più avanzate in termini evolutivi, e sono sedi di funzioni
relativamente più complesse. Al centro è posto quello che viene
chiamato sistema limbico, formato da amigdala, corteccia
orbito-frontale e corteccia cingolare anteriore, che sembra
svolgere un ruolo fondamentale nella coordinazione delle
attività cerebrali, quali mediazioni di emozioni, motivazioni,
comportamenti finalizzati, oltre che essere implicato in
molteplici attività che vanno dall’attribuzione di significati
ai dati esperienziali, all’elaborazione delle esperienze sociali,
alle emozioni. Nelle aree centrali si situano il lobo temporale
7
mediale e l’ippocampo, che riveste un ruolo particolare nelle
forme consce di memoria. Nelle zone centrali inferiori si
trovano l’ipotalamo e l’ipofisi, che partecipano direttamente
al mantenimento dell’omeostasi fisiologica attraverso processi
neuroendocrini.
Elaborazione delle informazioni e neurobiologia
Le regioni più profonde inviano segnali che si riferiscono
a dati fisiologici provenienti dall’intero organismo alle
strutture limbiche centrali, dove queste informazioni vengono
registrate e integrate con elementi più complessi che derivano
dalle attività di processing dello stesso sistema limbico,
della corteccia orbito-frontale e della corteccia cingolare
anteriore;
queste aree cerebrali trasmettono input di natura somatosensoriale ed emozionale alle regioni neocorticali, che
ricevono altre informazioni di ordine rappresentazionale
percettivo;
le strutture funzionali deputate all’attività di integrazione
(corteccia associativa e corteccia orbito-frontale) hanno il
compito di decodificare i diversi tipi di segnali, di coordinare
le diverse informazioni contenute e di tradurle in forme
diverse di impulsi che vengono poi ritrasmessi alle varie
regioni cerebrali.
Occorre notare come la regione che invia il messaggio deve
essere in grado di tradurlo in segnali specifici, e i circuiti o
i sistemi deputati alla ricezione devono essere in grado di
effettuare le operazioni di decodifica necessarie per utilizzare
le informazioni in entrata: la differenziazione delle strutture
cerebrali è geneticamente programmata. Le esperienze non
solo costituiscono gli stimoli che portano all’attivazione di
strutture specifiche, ma rappresentano un fattore necessario
per il loro corretto sviluppo. Le esperienze giocano un ruolo
essenziale anche nei processi di maturazione dei sistemi
sensoriali fondamentali del nostro cervello, e lo sviluppo di
8
molti circuiti cerebrali specializzati dipende, almeno in parte,
dalla loro utilizzazione.
Le esperienze svolgono un ruolo importante nel
determinare non solo quali informazioni arrivano alla
mente, ma anche come la mente sviluppa modalità di
elaborazione delle informazioni. Le esperienze creano
rappresentazioni, stimolano e modificano i circuiti cerebrali
che mediano in maniera specifica il processing dei diversi tipi
di informazioni, e ne favoriscono lo sviluppo.
Geni ed esperienze
Lo sviluppo cerebrale deve essere visto come il prodotto
degli effetti che le esperienze esercitano sull’espressione
del potenziale genetico: i geni contengono le informazioni
che permettono ai neuroni di crescere, di collegarsi fra
loro, di morire, nel corso dei processi di differenziazione
dei vari circuiti cerebrali: tali processi sono geneticamente
programmati, ma nello stesso tempo esperienza-dipendenti,
dal momento che, se è vero che i geni permettono la
trasmissione delle informazioni contenute nel DNA alle
generazioni successive, essi determinano anche, attraverso
processi di trascrizione, quali proteine vengono sintetizzate
a livello cellulare. Le esperienze sono in grado di influenzare
direttamente il processo di trascrizione, e quindi le modalità
con cui i geni vengono espressi attraverso la sintesi proteica.
Espressione genica, attività della mente, comportamenti
individuali e interazioni ambientali sono parti strettamente
correlate di un unico processo di sviluppo.
La storia di ciascun individuo è, dunque, il risultato delle
modalità con cui componenti ambientali, eventi casuali e tratti
ereditari contribuiscono, nel loro insieme, a determinare le
esperienze che plasmano, attraverso processi di adattamento e
apprendimento, lo sviluppo della mente. Ciò implica che sono
molteplici i fattori coinvolti nel determinare le modalità con
cui un genotipo dà origine a un fenotipo.
9
Nello sviluppo cerebrale infantile, il mondo sociale
rappresenta la fonte principale delle esperienze che
influenzano l’espressione genica e, di conseguenza, i processi
che portano alla maturazione dei collegamenti neuronali su
cui si basano le attività della mente. Inoltre, le funzioni di
tali circuiti sono determinate dalla loro struttura e, in questo
modo, cambiamenti indotti a livello della trascrizione delle
informazioni genetiche inducono modificazioni strutturali
delle cellule nervose, plasmando la mente relazionale; a loro
volta, le attività della mente portano a modificazioni delle
condizioni fisiologiche generali che possono dare luogo
all’espressione di geni diversi.
Cervello ed esperienze interpersonali
Lo sviluppo mentale è il risultato di interazioni tra processi
neurofisiologici e relazioni interpersonali, dal momento che i
circuiti che mediano le esperienze sociali sono strettamente
correlati a quelli responsabili dell’integrazione dei processi
che controllano l’attribuzione di significati, la regolazione
delle funzioni organismiche, la modulazione delle emozioni,
l’organizzazione mnestica, le capacità comunicative.
La Memoria: una definizione generale
La memoria viene definita come l’insieme dei processi in
base ai quali gli eventi del passato influenzano le risposte
future.
La struttura delle reti neurali consente l’apprendimento
attraverso meccanismi di registrazione delle informazioni che
inizialmente prevedono l’attivazione di specifici pattern di
eccitazione, fra loro associati, distribuiti nell’intero cervello,
fenomeno descritto nelle teorie note come connessionismo
o dei processi paralleli distribuiti: l’idea di fondo è che
sono le intricate connessioni nervose che costituiscono la
struttura cerebrale a rendere possibile l’apprendimento. La
stimolazione di determinate reti neurali altera la loro probabilità
di venire attivate in futuro: ciò è dovuto a modifiche a livello
10
delle connessioni sinaptiche al suo interno, e il fenomeno
del potenziamento a lungo termine è stato descritto come
uno dei meccanismi responsabili di tali alterazioni. I circuiti
neurali ricordano, e apprendono dalle passate esperienze,
attraverso un’accresciuta probabilità di attivazione di
determinati pattern di eccitazione: le informazioni vengono
registrate e recuperate attraverso cambiamenti a livello delle
connessioni sinaptiche.
Quando lo sviluppo cerebrale è stato definito esperienzadipendente, si è voluto sottolineare che struttura e
funzioni cerebrali sono plasmate dall’esperienza: lo
sviluppo cerebrale e i processi mnestici possono coinvolgere
meccanismi neuronali e molecolari simili, implicati nella
formazione delle connessioni sinaptiche. Per memoria si
intende l’insieme dei processi con cui gli avvenimenti della
vita possono influenzare il cervello in modo tale da alterare
la sua attività in maniera specifica: il modo in cui il passato
viene ricordato è determinato da quali componenti, nella
rete dei circuiti neurali, verranno successivamente attivate.
L’immagazzinamento delle tracce mnestiche consiste in
una variazione nella probabilità di successiva attivazione
di un particolare pattern di eccitazione neurale.
Secondo
Hebb,
neuroni
che
vengono
eccitati
contemporaneamente una prima volta tenderanno ad
essere attivati insieme anche in seguito: neuroni che
vengono eccitati contemporaneamente tenderanno ad essere
collegati fra loro. Questo tipo di associazione, che lega
funzionalmente l’attività di neuroni diversi, si basa su processi
metabolici transitori nel caso della memoria a breve termine,
mentre in quelli a lungo termine sono implicati cambiamenti
strutturali più stabili. Sotto l’assioma di Hebb si intende
l’insieme di meccanismi cellulari responsabili di fenomeni di
associazione funzionale, e di integrazione spazio-temporale,
che costituiscono le basi della capacità di attivare specifici
profili delle reti neurali.
Le memorie sono basate sul collegamento di diversi pattern
di attivazione neuronale, legami associativi che rendono più
11
probabile, in fase di richiamo, una simultanea attivazione di
vari circuiti correlati: la rappresentazione di un’esperienza
viene immagazzinata in particolari regioni cerebrali che
corrispondono a quelle attivate in origine, mentre i processi
di registrazione e recupero sembrano implicare zone cerebrali
differenti (corteccia orbito-frontale): ancora una volta, ciò
che viene immagazzinato sono probabilità di attivazione di
determinati profili neurali.
Il ricordo è il risultato di un nuovo profilo di eccitazione
neuronale, che presenta caratteristiche proprie
dell’engramma (impatto iniziale che un’esperienza ha
sul cervello) iniziale, ma anche elementi della memoria
derivati da altre esperienze, e che risente delle influenze
del contesto e dello stato della mente in cui l’individuo si
ritrova al momento del ricordo medesimo.
Forme di memoria e loro caratteristiche
Forme di memoria
1. precoce, non dichiarativa,procedurale, implicita;
2. tardiva, dichiarativa, episodica/semantica, esplicita.
Sviluppo biologico della memoria
1. processi impliciti (memoria precoce): presenti alla nascita;
2. processi espliciti (memoria tardiva): semantici, che
incominciano a svilupparsi durante il primo o il secondo
anno di vita; episodici (processi noetici) e autobiografici
(processi autonoetici), che si sviluppano progressivamente
dopo il secondo anno di vita.
Memoria implicita
• non associata all’esperienza soggettiva interna di stare
ricordando qualcosa, né a un senso di sé o del tempo;
• implicata nella creazione di modelli mentali e coinvolgente
fenomeni di priming;
• comprendente
diverse
forme
di
memoria:
12
•
•
comportamentale, emozionale, percettiva e probabilmente somatosensoriale;
senza il necessario intervento di attenzione focalizzata;
mediata da circuiti coinvolti nella registrazione iniziale,
indipendenti dal lobo temporale e dall’ippocampo.
Memoria esplicita
• associata all’esperienza soggettiva interna di stare
ricordando qualcosa e, nel caso della memoria autobiografica, a un senso di sé e del tempo;
• comprendente forme di memoria semantica ed episodica
(autobiografica);
• con il necessario intervento dell’attenzione focalizzata e
della coscienza;
• mediata da circuiti ippocampali;
• intervento dei processi di consolidamento corticale per
l’inserimento dei ricordi nella memoria permanente.
Memoria implicita:
modelli mentali, comportamenti,
immagini ed emozioni
La memoria implicita è mediata da regioni cerebrali che non
richiedono una partecipazione della coscienza ai processi
di registrazione e recupero. Le strutture cerebrali coinvolte
nei meccanismi della memoria implicita, già sviluppate alla
nascita, comprendono l’amigdala e altre regioni limbiche
(memoria emotiva), i nuclei della base e la corteccia
motoria (memoria comportamentale), la corteccia percettiva
(memoria percettiva), e si suppone anche le cortecce
somatosensoriali orbito-frontale e cingolare anteriore
(memoria somatosensoriale), vale a dire le regioni deputate
alle rappresentazioni somatiche.
Le ricapitolazioni che si verificano in base al riprodursi
di esperienze simili formano la base di modelli mentali,
o schemi, che aiutano l’essere umano a interpretare il
13
presente e a prevedere le future esperienze. I modelli
mentali, intrinsecamente multimediali, sono componenti
fondamentali della memoria implicita: le nostre menti
utilizzano modelli mentali del mondo per valutare più
rapidamente le diverse situazioni, e per intuire ciò che ci si può
attendere nel futuro dell’esperienza contingente. Tali modelli
mentali sono il risultato dell’interazione individuale con
la realtà esterna e permettono la creazione di aspettative
nei confronti dell’ambiente circostante, in modo tale da
individuare deviazioni dalla norma. È la capacità di creare
modelli mentali del mondo che consente al cervello di svolgere
la funzione anticipatoria, ad alto valore adattivo, delle possibili
configurazioni ambientali future. Tali modelli, va ricordato,
sono frutto delle esperienze precedenti.
Considerando il cervello come il risultato delle complesse
interazioni tra meccanismi genetici, fattori fisiologici interni
ed esperienze, dal punto di vista della biologia dell’evoluzione
si evidenzia come le funzioni che aumentano la probabilità
di replicazione genica tenderanno ad essere mantenute dalla
specie. Attraverso questi processi di ingegneria inversa
è possibile, considerando il valore adattivo per la specie
che talune funzioni cerebrali hanno avuto, comprendere
i meccanismi coinvolti nei processi mnestici, percettivi,
attentivi ed emozionali.
Memoria implicita e sviluppo
Gli stati della mente, parte della memoria emozionale dei
bambini, sono stabilmente inscritti nel cervello, e vengono
appresi durante il primo anno di vita; intorno ai diciotto
mesi, in seguito a processi maturativi a carico di determinate
aree cerebrali, il bambino comincia ad essere in grado di
comprendere ed esprimersi verbalmente: il rapido sviluppo
delle aree frontali apre alla possibilità di processi mnemonici
evocativi, attraverso cui è possibile richiamare alla mente le
figure di attaccamento. Le modalità differenti di attivazione
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di determinati stati mentali possono essere considerate forme
particolari di memoria implicita.
Memoria esplicita: fatti, eventi e coscienza autobiografica
Intorno ai due anni d’età, i bambini sono in grado,
generalmente, di ricordare avvenimenti: la comparsa di
tali capacità è legata alla maturazione del lobo temporale
mediale, di cui fa parte l’ippocampo, e della corteccia
orbito-frontale, tutto ciò rendendo possibile lo sviluppo di
ricordi espliciti. Il sistema esplicito comprende due forme di
memoria: semantica ed episodica.
Lo sviluppo dei meccanismi tipici della memoria esplicita coinvolge
diversi aspetti delle interazioni individuo-ambiente: durante il
secondo anno di vita, il bambino acquisisce progressivamente
la capacità di sviluppare il senso del tempo e della successione
degli eventi, di crearsi aspettative, attraverso una mappa delle
rappresentazioni che permette la collocazione degli oggetti
nello spazio-tempo: tali acquisizioni sembrano possibili grazie
allo sviluppo dell’ippocampo che, come organizzatore cognitivo,
sembra essere essenziale nel determinare lo sviluppo di un
senso di sé nello spazio e nel tempo.
Gli sviluppi cui va incontro il bambino nel corso del secondo
anno di vita, che gli permettono di collocarsi nello spazio, nel
tempo, di sviluppare un senso del sé e della successione degli
eventi, gettano le basi per la formazione di quella che viene
definita memoria esplicita autobiografica; va notato come
la capacità precedente di ricordare gli eventi non contenga
in sé la possibilità di posizionarsi nel tempo e nello spazio,
inscrivendo questo tipo di ricordi nella memoria esplicita
semantica. Sembra infatti che i ricordi di tipo semantico
siano basati su processi funzionalmente distinti da quelli che
consentono la memoria autobiografica: la memoria semantica
permette rappresentazioni proposizionali, ed è stata
definita noetica. La memoria autobiografica si fonda, invece,
su processi autonoetici (di conoscenza di se stessi), e sembra
basata sull’attività mediate dalle aree corticali frontali, che
vanno incontro a un rapido sviluppo esperienza-dipendente
durante i primi anni di vita.
15
Verso i tre anni di età, il bambino diventa progressivamente
in grado di elaborare attivamente storie che gli vengono
raccontate, inserendo elementi che derivano direttamente da
proprie esperienze: la ricchezza di tali storie appare in stretta
relazione con la qualità delle interazioni interpersonali fra
bambino e figure di accudimento, fatto questo che fa avanzare
l’ipotesi che le esperienze di attaccamento contribuiscano
direttamente ad aumentare la capacità autonoetica del
bambino.
Entrambe le forme di memoria esplicita, semantica ed
episodica sembrano implicare, per le fasi di registrazione,
una forma di attenzione focalizzata e conscia, che porta
all’attivazione delle strutture ippocampali. Le attivazioni
iniziali contenute nella memoria iconica, che conserva i
ricordi sensoriali per circa mezzo secondo, vengono filtrate
e selezionate dalla memoria di lavoro, la cui sede sembra
individuabile nella corteccia prefrontale laterale, e il prodotto
dei processi cognitivi può essere trasferito nella memoria
a lungo termine, in seguito a processi di riattivazione. Per
memoria a lungo termine si intende la serie di processi che
media l’immagazzinamento delle informazioni per periodi
di tempo molto lunghi, significativamente superiori a quelli
della memoria di lavoro. Dal punto di vista biochimico, si
ritiene che la memoria di lavoro non implichi modificazioni
strutturali in termini di attivazione genica e sintesi proteica,
quanto piuttosto modificazioni di tipo funzionale a livello
sinaptico, con l’alterazione della probabilità di attivazione
neuronale. L’ippocampo svolge, invece, un ruolo essenziale
nei processi di memoria a lungo termine, in fase di
registrazione e recupero, mentre un ruolo importante è svolto
dalla corteccia prefrontale nei meccanismi di recupero, ad
opera della memoria di lavoro, di informazioni presenti nella
memoria a lungo termine.
Perché delle informazioni possano entrare a far parte in modo
permanente dei ricordi individuali, sembra sia necessario quello
che è stato definito consolidamento corticale, che richiede
un’attivazione, o un ripasso inconscio delle rappresentazioni,
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e un immagazzinamento nella corteccia associativa, in cui
vengono integrate rappresentazioni derivanti da varie parti
del cervello, attraverso una riorganizzazione di tracce
mnestiche preesistenti, senza il coinvolgimento di nuovi
engrammi (per il richiamo di questo tipo di informazioni non
è necessario il coinvolgimento delle strutture ippocampali).
Il processo di consolidamento corticale appare associato alla
fase REM del sonno.
Memoria esplicita e implicita: esperienza soggettiva
Sembrano esistere differenze significative fra i ricordi
che contemplano un senso di sé nel tempo e quelli che non
lo contemplano (ricordi episodici): coscienza noetica e
autonoetica sarebbero, in effetti, il risultato di processi
distinti, dal momento che diverse sembrano anche le aree
implicate nelle due forme di memoria. Infatti, il richiamo
di ricordi semantici sembra associato ad un’attivazione
dominante dell’ippocampo sinistro, mentre quello dei ricordi
autobiografici sembra implicare maggiormente l’ippocampo
e la corteccia orbito-frontale destri. Memoria semantica e
memoria autobiografica sembrano mediate da meccanismi
almeno parzialmente distinti.
La consapevolezza autonoetica implica un’esperienza
soggettiva e appare legata all’attività di aree prefrontali
del cervello, che includono diverse funzioni integrative ed
esecutive, le quali rendono possibile un controllo globale
dei processi cerebrali. Differenti linee di ricerca indicano
le regioni prefrontali (corteccia orbito-frontale destra)
come aree cruciali nell’integrazione della memoria,
dell’attaccamento, delle emozioni, delle rappresentazioni
somatiche, della cognitività sociale.
La riattivazione di ricordi espliciti risulta essere influenzata da
fattori ambientali interni ed esterni: quando si è in presenza
di una corrispondenza fra tali elementi ambientali e la
rappresentazione mnemonica si parla di ecforia, processo che
dipende dalle caratteristiche dello stimolo scatenante e dalle
modalità con cui tale rappresentazione è stata immagazzinata
in memoria. È così che la memoria esplicita viene considerata
17
contesto-dipendente. Abbiamo quindi l’ippocampo in grado
di costruire la mappa cognitiva delle esperienze, dando loro
un contesto di immagazzinamento, la rappresentazione delle
quali sembra risiedere in aree cerebrali posteriori, mentre le
regioni prefrontali sembrano dedicate alla creazione di uno
stato di richiamo, in cui si può verificare la corrispondenza
fra stimoli ambientali e rappresentazioni, chiamata appunto
ecforia, che può portare alla creazione di nuovi legami
associativi, sulla scorta delle caratteristiche del contesto
presente e del contenuto del ricordo. Il richiamo di ricordi
è un modificatore della memoria: la riattivazione della
rappresentazione porta ad un suo immagazzinamento in
forma nuova.
Amnesia infantile
Secondo la psicologia infantile, le forme fisiologiche di
amnesia infantile sono legate a un’incompleta maturazione
del senso del sé, del senso del tempo e delle capacità verbali
e narrative del bambino, che compromette la possibilità di
ricordare eventi che si verificano nel corso dei primi duetre anni di vita. L’amnesia infantile appare dunque dovuta
all’immaturità ippocampale e delle aree orbito-frontali
(emisfero destro) nelle prime fasi dello sviluppo individuale.
Alcuni autori sostengono che il fenomeno dell’amnesia
infantile sia dovuto a processi che coinvolgono specificamente
lo sviluppo tardivo della memoria episodica.
I circuiti che mediano i meccanismi della memoria implicita
sono presenti fin dalla nascita, e nel corso del primo anno
di vita il bambino appare quindi in grado di ricordare e
richiamare eventi a livello implicito. La comparsa delle
prime forme di memoria esplicita, probabilmente di natura
semantica, avviene in un secondo tempo, durante il secondo
anno di vita, presumibilmente legata a processi maturativi a
carico dell’ippocampo. La capacità di avere ricordi espliciti
comincia a manifestarsi fra i diciotto mesi e il terzo anno
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di vita, probabilmente facilitata dallo sviluppo delle regioni
cerebrali frontali (corteccia orbito-frontale).
Ricordare e dimenticare: ruolo delle emozioni
Va ricordato che la possibilità di dimenticare è un aspetto
essenziale della memoria esplicita, e le nostre emozioni
svolgono un ruolo fondamentale in questo senso, dal momento
che le esperienze non accompagnate da un significativo
coinvolgimento emotivo in genere non sono in grado di
evocare un adeguato livello di attenzione specifica. D’altra
parte, esperienze eccessivamente coinvolgenti e terrorizzanti
possono stimolare meccanismi che portano ad un’inibizione
dei processi della memoria esplicita a livello dell’ippocampo,
determinando, di conseguenza, un blocco nella registrazione
esplicita di tali ricordi: tali meccanismi includono
l’attivazione dell’amigdala e la liberazione di noradrenalina e
corticosteroidi, che permettono la registrazione unicamente a
livello implicito. L’amigdala sembra implicata nei processi di
valutazione del significato degli stimoli: gli engrammi registrati
all’attivazione di tale struttura vengono classificati come
importanti. Il conferimento di valore alle diverse esperienze
avviene attraverso processi di tipo neuromodulatorio che:
• aumentano l’eccitabilità e l’attivazione neuronale;
• incrementano la plasticità neuronale inducendo la
creazione di nuove connessioni sinaptiche;
• collegano diverse aree cerebrali sulla base di circuiti
neuronali specifici.
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