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Lo studio interdisciplinare del linguaggio e la sfida delle neuroscienze cognitive Mirko Grimaldi Centro di Ricerca Interdisciplinare sul Linguaggio Università

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Presentazione sul tema: "Lo studio interdisciplinare del linguaggio e la sfida delle neuroscienze cognitive Mirko Grimaldi Centro di Ricerca Interdisciplinare sul Linguaggio Università"— Transcript della presentazione:

1 Lo studio interdisciplinare del linguaggio e la sfida delle neuroscienze cognitive Mirko Grimaldi Centro di Ricerca Interdisciplinare sul Linguaggio Università del Salento - Lecce

2 Neuroscienze cognitive: Neuroscienze cognitive: Programma comune e prospettive di ricerca: Programma comune e prospettive di ricerca: linguistica, psicologia, neuroscienze, intelligenza artificiale (robotica umanoide), ecc.: linguistica, psicologia, neuroscienze, intelligenza artificiale (robotica umanoide), ecc.: unificate con lobiettivo di studiare congiuntamente: unificate con lobiettivo di studiare congiuntamente: la natura della conoscenza del linguaggio la natura della conoscenza del linguaggio i processi di acquisizione i processi di acquisizione i meccanismi di elaborazione di tale conoscenza i meccanismi di elaborazione di tale conoscenza le computazioni neurali implicate in questi processi. le computazioni neurali implicate in questi processi. Programma di ricerca neurobiologico interdisci- plinare: Programma di ricerca neurobiologico interdisci- plinare: descrivere le basi neurofisiologiche e cognitive del linguaggio umano. descrivere le basi neurofisiologiche e cognitive del linguaggio umano.

3 Formula tutto sommato semplice: Formula tutto sommato semplice: dati dei comportamenti linguistici prodotti da determinati strutture cerebrali: dati dei comportamenti linguistici prodotti da determinati strutture cerebrali: ci deve essere un modello teorico che li possa descrivere ci deve essere un modello teorico che li possa descrivere e un ventaglio sufficiente di tecniche neurofisiologiche e di neuroimmagine che li possa monitorare, analizzare, ed interpretare. e un ventaglio sufficiente di tecniche neurofisiologiche e di neuroimmagine che li possa monitorare, analizzare, ed interpretare. Se la formula è semplice: Se la formula è semplice: non lo è la relazione fra il livello teorico e quello empirico dellanalisi dellattività cerebrale. non lo è la relazione fra il livello teorico e quello empirico dellanalisi dellattività cerebrale. esistono fra gli studiosi consistenti divergenze di opinioni circa le unità e i procedimenti di analisi fondamentali. esistono fra gli studiosi consistenti divergenze di opinioni circa le unità e i procedimenti di analisi fondamentali.

4 Origini delle neuroscienze e gli ultimi 15 anni: Origini delle neuroscienze e gli ultimi 15 anni: Vantaggio storico-empirico dei neuroscienziati rispetto allo studio dei processi cognitivi (Cajal, Golgi, Broca, Wernicke): Vantaggio storico-empirico dei neuroscienziati rispetto allo studio dei processi cognitivi (Cajal, Golgi, Broca, Wernicke): descrizione sempre più precisa dei processi neurali che controllano il linguaggio. descrizione sempre più precisa dei processi neurali che controllano il linguaggio. organizzazione areale dei processi in reti intercomunicanti fra loro. organizzazione areale dei processi in reti intercomunicanti fra loro. Per fare ciò: Per fare ciò: alcuni studiano le parole alcuni studiano le parole alcuni le frasi alcuni le frasi alcuni i fonemi alcuni i fonemi altri ancora: altri ancora: non studiano unità linguistiche ma attività come parlare, sentire e leggere, ed è complicato trovare ununità di analisi intorno alla quale far converge un consenso unanime (Grodzinsky 2003: 551). non studiano unità linguistiche ma attività come parlare, sentire e leggere, ed è complicato trovare ununità di analisi intorno alla quale far converge un consenso unanime (Grodzinsky 2003: 551).

5 Lo studio neuroscientifico del linguaggio: Lo studio neuroscientifico del linguaggio: situazione per certi versi unica, se paragonato, per esempio, allo studio del sistema visivo, dove il dibattito esiste, ma non riguarda le unità danalisi fondamentali. situazione per certi versi unica, se paragonato, per esempio, allo studio del sistema visivo, dove il dibattito esiste, ma non riguarda le unità danalisi fondamentali. La facoltà del linguaggio: La facoltà del linguaggio: al contrario della visione, ha la caratteristica unica di combinare liberamente una manciata di suoni senza significato per costruire parole dotate di senso, che instaurano relazioni particolari fra loro producendo le frasi delle lingue. al contrario della visione, ha la caratteristica unica di combinare liberamente una manciata di suoni senza significato per costruire parole dotate di senso, che instaurano relazioni particolari fra loro producendo le frasi delle lingue. Semplice e intuitiva constatazione: Semplice e intuitiva constatazione: Sta alla base della perenne inafferrabilità scientifica del linguaggio, che giustifica, in parte, la frammentazione delle direzioni di ricerca appena esposte. Sta alla base della perenne inafferrabilità scientifica del linguaggio, che giustifica, in parte, la frammentazione delle direzioni di ricerca appena esposte.

6 La ricerca linguistica rispetto alle neuro- scienze: un paradosso… La ricerca linguistica rispetto alle neuro- scienze: un paradosso… il più incisivo progresso nella direzione di catturare in un modello biologico la caleidoscopica natura del linguaggio è arrivato dallapproccio chomskiano. il più incisivo progresso nella direzione di catturare in un modello biologico la caleidoscopica natura del linguaggio è arrivato dallapproccio chomskiano. Ma a quale prezzo? Ma a quale prezzo? Un caro prezzo rispetto alle neuroscienze cognitive. Un caro prezzo rispetto alle neuroscienze cognitive. La grammatica generativa separa teoricamente lo studio delle rappresentazioni linguistiche dai processi neurofisiologici che le producono. La grammatica generativa separa teoricamente lo studio delle rappresentazioni linguistiche dai processi neurofisiologici che le producono.

7 Linguistica Cartesiana Processo di separazione abbastanza agevole: Processo di separazione abbastanza agevole: Basato sullidea, sviluppata dagli scienziati del XVII secolo, secondo cui gli aspetti definiti mentali altro non sono che il risultato di una struttura organica: il cervello (Chomsky 2004: 3-4). Basato sullidea, sviluppata dagli scienziati del XVII secolo, secondo cui gli aspetti definiti mentali altro non sono che il risultato di una struttura organica: il cervello (Chomsky 2004: 3-4). Eliminato così il problema mente-corpo: Eliminato così il problema mente-corpo: Ci si può concentrare sulla mente, senza preoccuparsi delle proprietà fisiche che la generano. Si possono fare assunzioni teorico-emipriche sul prodotto cognitivo di tali proprietà: Ci si può concentrare sulla mente, senza preoccuparsi delle proprietà fisiche che la generano. Si possono fare assunzioni teorico-emipriche sul prodotto cognitivo di tali proprietà: il linguaggio. il linguaggio. Da questo punto di vista la Grammatica Universale (GU) sarebbe una proprietà del cervello che si proietta sulla mente. Da questo punto di vista la Grammatica Universale (GU) sarebbe una proprietà del cervello che si proietta sulla mente.

8 Da un lato: Da un lato: le neuroscienze, pur avendo sviluppato delle metodiche fini per studiare larchitettura del cervello, non hanno avuto il supporto di un modello teorico del linguaggio che le guidasse nellimpresa: le neuroscienze, pur avendo sviluppato delle metodiche fini per studiare larchitettura del cervello, non hanno avuto il supporto di un modello teorico del linguaggio che le guidasse nellimpresa: La teoria è la Cenerentola delle neuroscienze. I teorici sono i poveri e i diseredati dei grandi centri dove si studia il cervello. […] Le neuroscienze sono ormai una disciplina ferocemente empirica. Ciò che conta sono i dati, e i dati vengono dagli esperimenti. I dati conferiscono prestigio e potere, costituiscono lalfa e lomega di ogni progresso. Ogni volta che si scopre una nuova molecola, ogni svolta che si sviluppa una nuova tecnica per sbirciare allinterno della sinapsi, ogni volta che si genera un animale transgenico, ogni volta che si registra lattività di uno, dieci, mille neuroni, o i mutevoli addensamenti di attività di intere aree cerebrali nelle mappe metereologiche del cervello umano in funzione, i neuroscienziati celebrano una vittoria. Negli ultimi anni le vittorie sono state molte e molto importanti. (Tononi 2003: 25). Dicotomie

9 Dallaltro: Dallaltro: La linguistica teorica ad un certo punto ha estromesso lo studio neurofisiologico del cervello dal proprio programma di ricerca. La linguistica teorica ad un certo punto ha estromesso lo studio neurofisiologico del cervello dal proprio programma di ricerca. Questa situazione – benché molti presupposti di indagine delle due discipline potessero coincidere – ha prodotto paradigmi sperimentali quasi completamente diversi. Questa situazione – benché molti presupposti di indagine delle due discipline potessero coincidere – ha prodotto paradigmi sperimentali quasi completamente diversi. Problema: Problema: sviluppare teorie sulla conoscenza del linguaggio sempre più sofisticate e dinamiche… sviluppare teorie sulla conoscenza del linguaggio sempre più sofisticate e dinamiche… riuscire a conoscere ogni neurone, forse ogni sinapsi e ogni molecola… riuscire a conoscere ogni neurone, forse ogni sinapsi e ogni molecola… senza però riuscire a capire come unaccozzaglia cieca di scariche neurali dentro un cranio produca un sistema cognitivo così sofisticato come quello del linguaggio? senza però riuscire a capire come unaccozzaglia cieca di scariche neurali dentro un cranio produca un sistema cognitivo così sofisticato come quello del linguaggio? Dicotomie

10 non sappiamo ancora molto su come le regole della grammatica vengano neuralmente rappresentate. non sappiamo ancora molto su come le regole della grammatica vengano neuralmente rappresentate. i complessi livelli strutturali che sottostanno al processo di produzione e comprensione del linguaggio paiono neuralmente inafferabili. i complessi livelli strutturali che sottostanno al processo di produzione e comprensione del linguaggio paiono neuralmente inafferabili. Come a livello temporale e spaziale gruppi di neuroni si attivano per sincronizzare unità diverse di una frase in ununica entità portatrice di significato? Come a livello temporale e spaziale gruppi di neuroni si attivano per sincronizzare unità diverse di una frase in ununica entità portatrice di significato? Gianni guarda la ragazza col binocolo… Gianni guarda la ragazza col binocolo… Fenomeni fonologici Fenomeni fonologici Sfide

11 Problema Epistemologico: Problema Epistemologico: una stessa entità naturale e scientifica osservata da due prospettive diverse produce realtà ontologiche inconciliabili. una stessa entità naturale e scientifica osservata da due prospettive diverse produce realtà ontologiche inconciliabili. Le sovrastrutture che contribuiscono alla costruzione di una solida impalcatura teorica condizionano a loro volta la conoscenza della realtà osservata. Le sovrastrutture che contribuiscono alla costruzione di una solida impalcatura teorica condizionano a loro volta la conoscenza della realtà osservata. Se questo è vero: Se questo è vero: Prima necessità: Prima necessità: una profonda riflessione epistemologica che provi ad unificare ontologicamente loggetto di studio. una profonda riflessione epistemologica che provi ad unificare ontologicamente loggetto di studio.

12 Ricerca linguistica: Ricerca linguistica: losservazione dei dati (e dei fenomeni ad essi correlati) è guidata dagli assunti teorici. losservazione dei dati (e dei fenomeni ad essi correlati) è guidata dagli assunti teorici. Ricerca neuroscientifica: Ricerca neuroscientifica: è losservazione diretta dei dati (e dei fenomeni ad essi correlati) che guida gli assunti teorici (benché anche le predizioni sui dati dipendano alla fine da una teoria embrionale dei processi sperimentali). è losservazione diretta dei dati (e dei fenomeni ad essi correlati) che guida gli assunti teorici (benché anche le predizioni sui dati dipendano alla fine da una teoria embrionale dei processi sperimentali). Allinterno della linguistica: Allinterno della linguistica: la teoria ha però posto delle forti restrizioni sulle predizioni che si possono fare sui dati. la teoria ha però posto delle forti restrizioni sulle predizioni che si possono fare sui dati. da un certo punto in poi, si è continuamente creata una tensione forte tra adeguatezza descrittiva ed adeguatezza esplicativa, che ancora oggi assorbe gli sforzi maggiori dei ricercatori. da un certo punto in poi, si è continuamente creata una tensione forte tra adeguatezza descrittiva ed adeguatezza esplicativa, che ancora oggi assorbe gli sforzi maggiori dei ricercatori.

13 Prospettive future Una teoria neurale del linguaggio: Una teoria neurale del linguaggio: può nascere solo: può nascere solo: se allinterno di una prospettiva multidisciplinare una determinata comunità scientifica può riferirsi epistemo- logicamente alle stesse entità concettuali. se allinterno di una prospettiva multidisciplinare una determinata comunità scientifica può riferirsi epistemo- logicamente alle stesse entità concettuali. Il raggiungimento di questo obiettivo potrebbe senza dubbio facilitare i protocolli sperimentali, e condurre a un elaborazione coerente di una teoria neurolinguistica unificata. Il raggiungimento di questo obiettivo potrebbe senza dubbio facilitare i protocolli sperimentali, e condurre a un elaborazione coerente di una teoria neurolinguistica unificata.

14 Interfaccia teoria e dati empirici neurali Interfaccia teoria e dati empirici neurali Integrazione della prospettiva teorica con i protocolli sperimentali: Integrazione della prospettiva teorica con i protocolli sperimentali: Elaborare un modello epistemologico capace di catturare regole neurali che generano regole grammaticali. Elaborare un modello epistemologico capace di catturare regole neurali che generano regole grammaticali. Modello in grado di fare predizioni sulle complesse reti di attività corticali e sottocorticali che sovrintendono alla produzione e percezione del linguaggio. Modello in grado di fare predizioni sulle complesse reti di attività corticali e sottocorticali che sovrintendono alla produzione e percezione del linguaggio.

15 Capovolgere Chomsky Ipotesi: Ipotesi: vedere la mente-cervello come ununica entità. vedere la mente-cervello come ununica entità. la mente è il prodotto dellattività neurale. la mente è il prodotto dellattività neurale. possiamo quindi pensare di partire dai meccanismi neurofisiologici del cervello per fare inferenze sul funzionamento della mente, sulla base di una teoria passibile di verificazione continua. possiamo quindi pensare di partire dai meccanismi neurofisiologici del cervello per fare inferenze sul funzionamento della mente, sulla base di una teoria passibile di verificazione continua. Capovolgere la prospettiva chomskiana – pur restando sempre allinterno dello stesso modello – per rispondere ad un problema formulabile in questi termini: Capovolgere la prospettiva chomskiana – pur restando sempre allinterno dello stesso modello – per rispondere ad un problema formulabile in questi termini: in che modo le strutture neurologiche sono specializzate per produrre tipi specifici di computazioni, come quelle linguistiche? in che modo le strutture neurologiche sono specializzate per produrre tipi specifici di computazioni, come quelle linguistiche? Ovvero, come la grammatica del linguaggio verbale umano viene computata nel cervello? Ovvero, come la grammatica del linguaggio verbale umano viene computata nel cervello?

16 Assumere: Assumere: le computazioni neurofisiologiche avvengono in tempo reale: rappresentazione mentale e computazione sono contenute nello stesso processo neurale, non possono essere separati. le computazioni neurofisiologiche avvengono in tempo reale: rappresentazione mentale e computazione sono contenute nello stesso processo neurale, non possono essere separati. Principi come: linearità, discretezza, ricorsività, dipendenza, località Principi come: linearità, discretezza, ricorsività, dipendenza, località sono contenuti nello stesso processo neurofisiologico, per cui indagando la natura profonda dei circuiti neurali si indagano automaticamente i prodotti cognitivi che essi producono. sono contenuti nello stesso processo neurofisiologico, per cui indagando la natura profonda dei circuiti neurali si indagano automaticamente i prodotti cognitivi che essi producono. passare dalle computazioni simulate allinterno di un modello teorico a quelle che avvengono nel cervello. passare dalle computazioni simulate allinterno di un modello teorico a quelle che avvengono nel cervello. Se scopriamo che ci sono alcune restrizioni in questo tipo di computazioni, vuol dire che abbiamo individuato alcune proprietà neurali del linguaggio umano. Se scopriamo che ci sono alcune restrizioni in questo tipo di computazioni, vuol dire che abbiamo individuato alcune proprietà neurali del linguaggio umano.

17 Le proprietà neurali del linguaggio non possono essere indagate senza una qualche teoria di riferimento. Le proprietà neurali del linguaggio non possono essere indagate senza una qualche teoria di riferimento. Evitare accumulo di dati senza teorie (predizioni). Evitare accumulo di dati senza teorie (predizioni). Una teoria neurale del linguaggio dovrà poggiare su fondamenta interdisciplinari: Una teoria neurale del linguaggio dovrà poggiare su fondamenta interdisciplinari: forte tensione fra studiosi che hanno programmi differenti, strumenti di ricerca diversi, e soprattutto diversi modelli teorici per rispondere alle domande che si pongono. forte tensione fra studiosi che hanno programmi differenti, strumenti di ricerca diversi, e soprattutto diversi modelli teorici per rispondere alle domande che si pongono. Il successo di ricerche interdisciplinari, e quindi degli obiettivi prefissi, dipende solo dallo sforzo comune di rendere compatibili queste differenze. Il successo di ricerche interdisciplinari, e quindi degli obiettivi prefissi, dipende solo dallo sforzo comune di rendere compatibili queste differenze. Conclusioni


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