Il cervello tra determinismo e plas cità

Il cervello tra determinismo e plas1cità Alberto Oliverio Università di Roma Sapienza Alla ricerca del rapporto stru5ura-­‐funzione Broca e Wernicke: aree motorie e sensoriali del linguaggio •  Paul Broca (1824 -­‐ 1880) Carl Wernicke 1848-­‐1905 Antonio Damasio, il caso Phineas Gage e la corteccia frontale
Damasio, Antonio (1994) Descartes' Error: Emotion, Reason, and the Human
Brain. Putnam Publishing. New York
Joseph LeDoux e
l’amigdala
10 Frontal lobes and happiness
Giudizi personali Giudizi impersonali Aree cerebrali (Brodmann) coinvolte nei giudizi morali personali e impersonali.
Dilemmi personali: aree associate all’emozione e cognizione sociale (corteccia
prefrontale mediale, cingolato posteriore e solco temporale superiore.
Dilemmi impersonali: aree cognitive e ragionamento astratto (corteccia dorsolaterale
prefrontale (BA46) e il lobo parietale inferiore (BA7/40)
Greene et al. 2004 Determinismo morfogenetico: il
controllo motorio degli arti della
salamandra.
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Input periferici e mancato
adeguamento centrale: la
rotazione dei globi oculari nella
rana.
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C.H. Harris
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Arricchimento ambientale:
modifiche nervose e
comportamentali. Gli esperimenti di
Rosenzweig, Kretch e Diamond
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Gli studi di
Hubel e
Wiesel
sulla
corteccia
visiva
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Le informazioni periferiche
inducono modifiche strutturali
nel cervello: i “barili” e la loro
rappresentazione corticale.
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Input periferici e strutture
centrali: l’esercizio induce
modifiche corticali.
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Riparazione di danni corticali nel
corso delle fasi precoci dello
sviluppo: gemmazione ed
emissione di collaterali.
Gli esperimenti di emisferectomia.
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NGF e crescita dendritica.
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Plasticità e esperienza
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L’abituazione - o assuefazione - a
uno stimolo che si ripete nel tempo
rappresenta la forma più semplice di
apprendimento o di registrazione di
un’esperienza. Questi cambiamenti
sono possibili grazie a forme di
plasticità delle sinapsi e circuiti
nervosi.
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Brain imaging e quadri conceNuali. Il processo di frammentazione del cervello e della mente è stato accentuato dalle tecniche di indagine. Spesso si dà scarsa importanza alla ricerca di correlazioni tra le diverse aree. 35 Oggi si tende molto spesso a individuare e descrivere moduli
che vengono spesso presentati come degli invarianti, i
componenti di base del cervello. Ciò tiene in scarso conto
l’esistenza della plasticità nervosa (i mutamenti strutturali dovuti
all’ambiente, esterno o interno che sia) e il ruolo
dell’individualità.
Lo stesso Michael Gazzaniga, un tempo fautore di rigidi ruoli dei
due emisferi, ha sottolineato nel i rischi di una generalizzazione
sul cervello basata su un ristretto numero di casi.
Questo stesso concetto è evidenziato da un grande storico della
medicina, Jack Pressman, che ha sottolineato la variabilità degli
effetti di una stesso intervento o lesione:
“Poiché ogni individuo, sostiene Pressman, è costituito da una
singolare combinazione di fisiologia, identità sociale e valori
personali, ogni paziente costituisce un esperimento unico”
Complessità e rischi di riduzionismo cerebrale: ● Interazioni ● Individualità ● “Degeneranza” ● VersaVlità funzionale ● PlasVcità Il processo di frammentazione del cervello e della mente è stato accentuato dalle tecniche di indagine: PET e NMR hanno prodoNo un immenso catalogo dei “punV caldi” del cervello. Secondo alcuni esperV, come l’inglese Karl Friston, questo catalogo è simile a quello compilato da Darwin sugli animali di tuNo il mondo. Un catalogo della specializzazione funzionale sarebbe la base per elaborare una teoria unitaria del cervello e della mente. Ma lo stesso Friston indica come troppi studi non fanno alcun riferimento a un quadro conceNuale, a un’architeNura funzionale del cervello. Non si dà importanza alla ricerca di correlazioni tra le diverse aree. Interazioni. David Hubel, che con Torsten Wiesel ha dato il via agli studi sulla “frammentazione” del cervello, indica nel suo libro “Occhio, cervello e visione”, che “la straordinaria tendenza da parte del cervello a traNare separatamente aNribuV come la forma, il colore e il movimento, solleva immediatamente il problema di come tuNa l’informazione sia alla fine unificata per consenVrci di avere la percezione, per esempio, di una palla rossa che rimbalza”. 39 Individualità. Esiste una notevole individualità cerebrale. Questo conceNo viene soNolineato da un grande storico della medicina, Jack Pressman che ha scriNo una storia delle lobotomie indicando come lo stesso traNamento, a seconda del paziente, possa portare a benefici o a danni. “Poiché ogni individuo è cos2tuito da una singolare combinazione di fisiologia, iden2tà sociale e valori personali, ogni paziente cos2tuisce un esperimento unico” 40 P. Thompson et al. GeneVc influences on Brain structure. Nature 2001 Hofer et al. OrganizaVon of the Human TrichromaVc Cone Mosaic Journal of Neuroscience, October 19, 25, 2005. 41 Degeneranza. Nella teoria dell’informazione la degeneranza si riferisce ai vari elemenV di un sistema che sono stru<uralmente diversi (2 codoni differenV come UCG e AGU) ma che svolgono la stessa funzione, codificano lo stesso aminoacido, nel caso la serina. Più in generale (Edelman e Tononi) è la capacità di elemen2 stru<uralmente diversi di un sistema di organizzare la stessa funzione (è diversa dalla ridondanza che è realizzata da elemenV idenVci). Una stru5ura, un comportamento? La sopravalutazione dell’agvità preponderante di una specifica struNura o la sua (errata) associazione a un determinato compito hanno avuto in passato la conseguenza di portare a una soNovalutazione degli altri nodi della rete. Esempi: sorriso, linguaggio 42 43 Il conce(o opposto alla degeneranza: VersaVlità funzionale Uno stesso compito, come l’esecuzione di un calcolo aritme2co o la soluzione di un problema matema2co, viene infa> svolto tramite modalità differen2. Esempi evoluzione della versaVlità funzionale: I gangli della base: dal movimento alla cognizione.
44 PlasVcità 45 46 Le neuroscienze ci dicono che siamo
esseri umani perché abbiamo il
cervello che abbiamo: un cervello che
ha i suoi pregi e difetti, regole e
condizionamenti, ma anche i suoi
gradi di libertà.