Radici biologiche del linguaggio Alberto Oliverio Università di Roma Sapienza

- U. Frith (1989) a proposito dell’autismo in cui una ragazza comprende ciò che le viene detto ma non comunica: “… come ascoltatori dobbiamo sapere perché chi parla trasmette questo pensiero (piuttosto che un altro) e come parlanti dobbiamo essere sicuri che siamo compresi nel modo in cui vogliamo essere compresi”. - la comprensione del perché il parlante dice ciò che dice è un tratto importante in rapporto alla teoria dell’evoluzione: il parlare in modo appropriato alla situazione è al centro dell’uso creativo del linguaggio: la GU non ha le risorse concettuali per spiegare l’uso creativo –flessibile- del linguaggio perché questa è una proprietà pragmatica che non può essere spiegata in riferimento alle proprietà sintattiche degli enunciati (F. Ferretti 2010).

Evoluzione del linguaggio

Dissociazione tra asimmetria temporale e linguaggio. Non è implicito che negli ominidi l’area di Broca fosse legata al linguaggio. Anche se fosse possibile individuare con sicurezza la presenza delle aree di Broca e Wernicke negli ominidi, ciò non rappresenterebbe una prova dell’esistenza di un linguaggio: l’area di Broca è infatti anche coinvolta nel controllo motorio della mano. Nelle scimmie l’area omologa a quella di Broca contiene neuroni-specchio che entrano in funzione quando l’animale vede un’altra scimmia manipolare un oggetto1. 1. Rizzolatti e Arbib, Neuroscience, 21, 188, 1998.

- Le callitrici emettono almeno tre tipi di richiami che possono essere indotti attraverso la stimolazione del mesencefalo. - Nelle scimmie del vecchio mondo la corteccia limbica controlla e modula segnali più complessi. Nella specie umana queste aree sono connesse ai processi di vocalizzazione e la loro lesione comporta difficoltà nell'articolazione del linguaggio (disartrie). - Soltanto nella specie umana la corteccia, attraverso i suoi rapporti coi gangli della base, assume un controllo degli schemi motori che portano all'articolazione del linguaggio. Detlev Ploog: la vocalizzazione del neonato durante le prime settimane di vita è connessa a strutture più antiche (ponte e mesencefalo) e successivamente è regolata da strutture più recenti, limbiche: è soltanto verso la fine del primo anno che subentrano le strutture della corteccia cerebrale.

Ruolo degli emisferi cerebrali

Il cervello discrimina tra rumore e suoni linguistici

Variabilità delle strutture linguistiche Variazioni dell’estensione e della posizione delle aree di Broca e Wernicke descritte da autori diversi                          La variabilità di queste aree potrebbe rispecchiare una notevole sensibilità ai fattori ambientali e una forte plasticità. L’organizzazione funzionale del linguaggio varia nello stesso individuo in funzione dell’età.                                      

MOTRICITA’ E LINGUAGGIO

In termini evolutivi il linguaggio può essere considerato come il prodotto dell’affinamento di una serie di attività cognitive già coinvolte nelle funzioni sensoriali, motorie, nella memoria, nella comunicazione: ciò è possibile in quanto esistono strutture nervose che si prendono carico delle memorie motorie implicate nella produzione dei suoni linguistici e delle memorie sensoriali attraverso cui una parola, parlata o scritta, viene riconosciuta e associata al suo significato.

Strategie evolutive sinergiche e globali . I movimenti di un singolo dito, come l’indice, sono caratterizzati dall’attivazione di tutta l’area della mano a livello della corteccia. In realtà, il movimento di un solo dito richiede un maggior controllo rispetto a quello di tutta la mano quando, ad esempio, afferra un oggetto. Nei movimenti di un singolo dito alcuni neuroni motori devono inibire l’attività delle altre dita che è naturalmente coordinata.

L’evoluzione dei comportamenti motori e la capacità di manipolare e costruire strumenti hanno influenzato la facoltà linguistica. La corteccia motoria (controllo) e premotoria (pianificazione) hanno sviluppato una crescente capacità sequenziale: anche l’area di Broca (movimenti linguistici) ha potuto gestire le sequenze di sillabe usate nel linguaggio. In termini di sequenze muscolari l’articolazione di una serie di sillabe è simile allo scheggiare una pietra. Im-ma-gi-ne

Il cervello è un immenso archivio di repertori motori, schemi complessi che Alexander Lurija ha definito “melodie cinetiche" per indicare quella fluidità degli schemi motori che ognuno di noi mette in atto quotidianamente. E.J. Marey, 1880 Tenendo presente il ruolo esercitato dai gangli della base nel controllo motorio della stazione eretta e della deambulazione bipede, gli adattamenti necessari a una capacità di camminare sempre più perfezionata possono aver innescato i processi evolutivi che hanno portato alla basi nervose delle capacità linguistiche.

Concepire un movimento. Quando concepiamo un movimento si attiva la corteccia premotoria mentre la sua esecuzione dipende da quella motoria. Alcune aree corticali si preparano al movimento e altre lo eseguono. Questo rapporto tra l’immaginazione e l’esecuzione si verifica anche per diverse capacità sensoriali: immaginare un oggetto, ad esempio una rosa, stimola quelle aree della corteccia visiva che si attivano quando vediamo realmente una rosa.

Le aree corticali sensoriali e motorie sono anche coinvolte in diversi aspetti delle memorie linguistiche. Pronunciare parole relative a un colore (rosso, blu, giallo) attiva la quelle aree della corteccia ventro-temporale che sono responsabile della percezione del colore; profferire parole relative al movimento (correre, colpire, battere) attiva aree situate anteriormente a quelle coinvolte nella percezione dei movimenti e aree motorie della corteccia frontale…

I rapporti tra linguaggio e movimento sono condizionati dalle esperienze pregresse e le conoscenze acquisite attraverso interazioni sensorimotorie con l’ambiente e il linguaggio giocano un ruolo fondamentale. Ad esempio, Hauk e coll. (2004) hanno dimostrato che quando si leggono parole correlate con azioni corporee (leccare, prendere a calci ecc.) vengono attivate le corrispettive aree motorie. In modo simile, l’accesso a concetti specifici è limitato da fattori linguistici: ad esempio, quando si legge la frase “stai guidando l’automobile” l’accesso alla parola “sterzare” è più rapido di quello alla parola “bagagliaio”; se si legge la frase “fare il pieno di benzina”, l’accesso alla parola “bagagliaio” è più rapido di “sterzare”.

Gli input visivi modificano il sistema motorio: se una persona vede un’altra persona compiere azioni motorie “umane” oppure azioni di tipo “robot”, oppure vede un robot compiere azioni di tipo umano oppure di tipo robot, le sue aree sensorimotorie si attivano soltanto nel caso in cui si osserva una persona compiere azioni umane. Gli stimoli linguistici modificano il sistema motorio: nell’ascoltare frasi che fanno riferimento a movimenti della mano, si attivano le aree motorie corticali e si possono verificare tensioni o movimenti dei muscoli della mano. Le rappresentazioni basate sulle interazioni linguaggio-visione modificano il sistema motorio: si verifica un’attivazione della corteccia motoria quando gli input uditivi e visivi sono congrui in rapporto al tipo di sorgente e all’azione. (esempio il video di una bottiglia di plastica che è schiacciata e il rumore di una bottiglia schiacciata –non il suono di un’onda o simili)

Linguaggio e strutture extracorticali

Il richiamare alla mente parole attiva reti nervose localizzate soprattutto nell’emisfero sinistro come il lobo infero-temporale, il lobulo parietale inferiore, le aree premotorie frontali, il giro del cingolo anteriore, la corteccia motoria supplementare. Data la vastità delle reti in parallelo è impossibile ascrivere funzioni specifiche a singole strutture che contribuiscono alle prestazioni di questo compito.

IL LINGUAGGIO NON COINVOLGE LE SOLE AREE DI BROCA E WERNICKE E IL GIRO ANGOLARE                                                                                                                    Il cervello accede ai significati sulla base di categorie custodite in vaie aree cerebrali. Ad es. la categoria “animali” è localizzata nelle aree intermedie e inferiori del lobo temporale. Le reti responsabili della codifica delle parole attivano aree motorie e visive: ad es., se si nominano gli “attrezzi” si attiva la corteccia motoria prefrontale, se si nominano gli animali si attiva la corteccia visiva. In entrambi i casi le aree di Broca e Wernicke non sono attivate.

I circuiti che formano il circuito corteccia-striato-corteccia hanno un ruolo fondamentale nel linguaggio: controllano e regolano diversi aspetti della motricità, com’è evidente dal comportamento dei pazienti di Parkinson che presentano difficoltà soprattutto nel controllo sequenziale del linguaggio e dei movimenti di deambulazione.

Geni, sviluppo corticale, linguaggio Vi sono geni che hanno un ruolo-chiave nel determinare la crescita del volume cerebrale: il gene MCPH1 che codifica la microcefalia e il gene ASPM (che contribuisce a determinare il volume cerebrale). Questi geni sono stati oggetto di una selezione positiva nel corso dell’evoluzione. Altri geni, come il FOXP2, hanno un ruolo critico nell’articolazione dei suoni, da quelli canori a quelli linguistici umani.

FOXP2 nell’evoluzione Cromosoma 7 Porzione del gene che differisce leggermente negli scimpanzé Sito della mutazione di Londra Cromosoma 7

Linguaggio e un disordine mendeliano Pedigree della famiglia KE Il fattore di trascrizione FOXP2 • Difficoltà apprendimento • Difficoltà produrre sequenze movimenti bocca e parte inferiore viso • Problemi articolazione discorso (DVD) • Deficit linguaggio e grammatica

Sviluppo e linguaggio

ELABORAZIONE DEL LINGUAGGIO I bambini nati prematuramente hanno più problemi a elaborare il linguaggio di quelli nati a termine. Le due colonne a sinistra mostrano l'attività cerebrale di bambini nati prematuri e a termine che ascoltano sequenze arbitrarie di fonemi, o parole senza senso; le due colonne a destra indicano l'attività del cervello di bambini che ascoltano parole significative. L'attività cerebrale dei bambini prematuri che ascoltano un linguaggio significativo assomiglia a quella dei bambini normali che ascoltano parole senza senso.

I movimenti materni. Il mondo di un neonato è scandito dai movimenti materni L’azione esercita un profondo effetto sulle strutture cognitive. I tempi dei movimenti (il prima e il dopo) e le loro conseguenze (nessi di cause e effetto) sono alla base delle categorie temporali e causali delle strutture linguistiche.