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Neuroni specchio: cosa sono e come funzionano

Neuroni specchio: cosa sono e come funzionano

 Quella dei neuroni specchio rappresenta una delle più rilevanti scoperte in ambito neuroscientifico dello scorso secolo. L'importanza degli studi condotti in questo campo si riflette non soltanto in ambito neurologico ma anche psicologico e comportamentale. Scoprire come funzionano i neuroni specchio ha fornito un fondamento scientifico all'empatia e all'evoluzione del linguaggio oltre ad aver chiarito alcune anomalie comportamentali nei bambini autistici.

In questo articolo scopriremo cosa sono i neuroni specchio e come funzionano attraverso esempi semplici che rimandano ai test scientifici eseguiti dai ricercatori. 

Per cominciare pensiamo a un'azione molto semplice. Siamo al bancone del bar ad aspettare il nostro caffè. Quando il barista mette la tazzina davanti a noi, istintivamente allunghiamo una mano per afferrarla. È un gesto comune che ripetiamo chissà quante volte al giorno e che non richiede la nostra attenzione.

Afferrare la tazzina comporta l'attivazione di specifici neuroni nel nostro cervello (neuroni motori) che comandano ai muscoli della mano e del braccio di muoversi in direzione della tazzina e afferrarla.

Dopo aver bevuto il nostro caffè, l'attenzione si sposta sull'uomo che è accanto a noi al bancone del bar: ha davanti la sua tazzina di caffè e, mentre scambia due chiacchiere con il barista, allunga la mano per afferrare la tazzina. Noi stiamo soltanto osservando quel gesto così abituale eppure nel nostro cervello si attivano gli stessi neuroni che hanno guidato i nostri movimenti poco prima.

 

Questi neuroni fanno parte del sistema dei neuroni specchio. Il nome deriva proprio dall'abilità di "riflettere" le azioni degli altri proiettandole nel nostro cervello come se fossimo noi stessi a eseguirle.

 [Questo articolo è basato sul libro

"Nella mente degli altri"

di Giacolo Rizzolatti e Lisa Vozza]

La scoperta casuale dei neuroni specchio

Come spesso accade in ambito scientifico, la scoperta dei neuroni specchio è avvenuta in modo casuale.

Siamo all'Università di Parma agli inizi degli anni '90. Il prof. Giacomo Rizzolatti e il suo team studiano il comportamento dei neuroni motori nei macachi.

Gli esperimenti richiedono l'utilizzo di tecniche di brain imaging ovvero tecniche che permettono di individuare l'attivazione delle diverse aree del cervello. Durante una pausa tra uno studio e l'altro, alcuni ricercatori approfittano delle arachidi presenti in laboratorio e utilizzate per indirizzare le azioni dei macachi. In alcuni casi i ricercatori si sono accorti di un'insolità attività cerebrale delle scimmie quando esse osservano compiere i movimenti pur essendo completamente immobili.

 

Rizzolatti e il suo team hanno così approfondito l'esame di quella che sembrava essere un'anomalia imbattendosi in una nuova scoperta.

 

Neuroni specchio: dalla scimmie all'uomo

La scoperta dei neuroni specchio ha dato il la a una serie di esperimenti condotti in tutto il mondo per studiare il fenomeno su larga scala e, di conseguenza, comprendere se anche l'uomo può avvalersi di questo nuovo ingrediente cerebrale.

 

Diversi esperimenti condotti soprattutto da team di ricercatori italiani hanno ottenuto risultati positivi che non solo hanno confermato la presenza di neuroni specchio nel cervello umano, ma hanno anche evidenziato un comportamento più sensibile di questo sistema.

 

Nelle scimmie, infatti, il sistema dei neuroni specchio si attiva solo per azioni transitive, cioè azioni che hanno uno scopo ad esempio afferrare un'arachide per portarla alla bocca.

 

Nell'uomo, invece, anche il semplice gesto di afferrare l'arachide, senza che essa sia effettivamente presente, attiva il sistema dei neuroni specchio.

 

Come funzionano i neuroni specchio

Approfondire l'affascinante studio dei neuroni specchio ha permesso di conoscere meglio il nostro cervello.

Nelle precedenti concezioni di ambito cognitivo, i neuroni sensitivi (che rilevano gli stimoli attraverso i cinque sensi) e i neuroni motori (che attivano il movimento dei muscoli) appartenevano a due distinte categorie.

Gli studi condotti sul sistema dei neuroni specchio hanno permesso un superamento di questo dualismo poiché gli stessi neuroni possono avere funzione sia sensoriale sia motoria.

 

Per comprendere meglio torniamo ai nostri macachi. Quando una scimmia osserva il ricercatore afferrare l'arachide per mangiarla, si attivano i neuroni specchio. Questi neuroni rispondono allo stimolo visivo (la scimmia vede l'arachide) e allo stimolo uditivo (lo scricchiolio del guscio quando lo si rompe) che sono stimoli sensoriali cioè percepiti attraverso i cinque sensi. Gli stessi neuroni si attivano però anche quando la scimmia esegue lo stesso movimento quindi possiedono anche la funzione motoria.

 

Se i neuroni non possono più essere classificati in maniera statica in relazione alla funzione, come è possibile catalogarli?

Differenze importanti nell'attivazione dei neuroni specchio sono state riscontrate in relazione allo scopo: afferrare per mangiare e afferrare per spostare sono due gesti simili ma che attivano sistemi di neuroni specchio diversi.

Questa distinzione è stata confermata da due esperimenti molto esplicativi l'uno eseguito sulle scimmie, l'altro sugli uomini.

 

Nel primo studio la scimmia osservava il ricercatore afferrare una mela da un contenitore e mangiarla e dopo afferrare una mela dal contenitore per spostarla.

L'atto di afferrare è lo stesso, gli oggetti coinvolti sono gli stessi ma i sistemi neuronali attivati sono diversi (per semplicità li chiameremo sistema A e sistema B).

Il sistema A si attivava nelle scimmie sia quando il ricercatore afferrava la mela per mangiarla sia quando era la scimmia stessa a compiere il gesto.

Il sistema B si attivava quando il ricercatore o la scimmia afferravano la mela per spostarla.

 

Questo esperimento dimostra in maniera inequivocabile che è l'intenzione del gesto ad attivare determinati circuiti neuronali.

 

La sorpresa di questo studio è rappresentata dal fatto che il sistema di neuroni specchio si attiva sin dall'inizio anche se il gesto di afferrare è lo stesso in entrambi i casi. Il braccio si muove allo stesso modo sia che si voglia mangiare la mela sia che si voglia solo spostarla.

 

Nel caso dei gesti compiuti dalla scimmia è facile immaginare che l'intenzione di mangiare o spostare la mela sia già presente prima che compia il gesto. Ma quando la scimmia osserva il ricercatore afferrare la mela, come può sapere quale sarà la conseguenza dell'azione? La scimmia immagina, quindi simula il gesto nella sua mente. In questo caso analizza quindi tutti i fattori che possono determinare l'intenzione ovvero le caratteristiche dell'oggetto (una mela invitante o una mela marcia) e dell'ambiente circostante.

 

L'intenzione rappresenta quindi un mezzo di distinzione nell'intricata rete delle connessioni cerebrali. Ma questo vale anche per l'uomo?

In uno studio condotto all'Università della California a Los Angeles, ai volontari sono stati proposti tre filmati ognuno composto da due scene:

  •  mano che afferra una tazza dal bordo / mano che afferra una tazza dal manico
  •  tavolino apparecchiato per la prima colazione / tavolino con gli stessi oggetti in disordine (come se la colazione fosse già stata consumata)
  •  tavolino apparecchiato per la colazione e mano che afferra la tazza dal bordo / tavolino in disordine e mano che afferra la tazza dal manico

 

I risultati della risonanza magnetica funzionale (una tecnica che permette di "vedere" quali zone del cervello si attivano in determinate situazioni) hanno rilevato un'attivazione dei neuroni specchio molto maggiore quando veniva visualizzato il terzo filmato.

Il movimento di afferrare la tazza e il contesto sono quindi strettamente interconnessi tra loro per determinare l'intenzione dell'azione.

 

Vedere sin dall'inizio il tavolino apparecchiato per la prima colazione e la mano avvicinarsi alla tazza ha subito trasmesso l'idea di "consumare la colazione" prima ancora che la mano afferrasse la tazza. Vedere invece gli oggetti in disordine e la stessa mano avvicinarsi alla tazza ha dato l'idea di "sparecchiare".

 

Anche se la tazza è stata afferrata in due modi diversi (dal bordo e dal manico) ciò non influisce sull'attivazione dei neuroni specchio quanto invece l'intenzione, lo scopo del gesto.

 

Implicazioni scientifiche della scoperta dei neuroni specchio

Gli studi che si sono avvicendati dopo questa importante scoperta hanno evidenziato che il sistema dei neuroni specchio si attiva non solo quando osserviamo gli altri compiere un'azione ma anche quando la stessa azione viene descritta verbalmente o letta.

La natura di questi neuroni sembra quindi essere associata alla rappresentazione mentale delle azioni e questa funzione trova importanti implicazioni anche in altri ambiti.

 

Nel prossimo articolo:

Gli studi sui neuroni specchio hanno fornito un fondamento scientifico all'empatia e nuove strade di approfondimento per l'autismo e la teoria del linguaggio di Liberman.

 

 

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