Lateralizzazione cerebrale e specializzazione emisferica

Umberto Margiotta

Pedagogia Generale

2009-2010

Il cervello

Nervi cranici

Gli emisferi cerebrali

• Gli emisferi cerebrali destro e sinistro sono le strutture nervose più recenti (neocortex) dal punto vista filogenetico,

• sono quasi identiche e poste in maniera speculare l’una rispetto all’altra; • "parlano" tra di loro tramite un enorme fascio di fibre che li collega, chiamato corpo

calloso; • molte informazioni sul loro funzionamento provengono dallo studio di pazienti che

hanno subito la resezione chirurgica di queste fibre e che conseguentemente incarnano un specie di "cervello diviso".

Le funzioni• L’emisfero sinistro controlla i

movimenti e la sensibilità della parte destra del corpo e viceversa,

• l’emisfero sinistro ha la porzione temporale più estesa rispetto al destro

• l’emisfero sinistro è più specializzato nelle funzioni linguistiche (e nella comunicazione)

• specializzazione nei processi di analisi e categorizzazione

• é maggiormente interessato nella decodificazione e produzione di componenti fonologiche, morfologiche, sintattiche e lessicali

• l’emisfero destro sembrerebbe essere più pesante e con la corteccia più spessa

• L’emisfero destro è più specializzato nelle funzioni che implicano una elaborazione di tipo "visuo-spaziale".

• sembra collegato più dell’altro al lato affettivo ed emotivo del comportamento

• peculiarità nei processi di sintesi e nella percezione della globalità di una struttura, (figura, problema, o concetto che sia), partendo dagli elementi che la compongono.

• è coinvolto nell'interpretazione dei significati impliciti.

Le asimmetrie• La divisione del lavoro tra i due emisferi cerebrali può manifestarsi in modi

sorprendenti. Ad esempio, le emozioni vengono espresse più intensamente sulla parte sinistra del volto, controllata dall'emisfero destro

• Per molto tempo si è ritenuto che la lateralizzazione cerebrale fosse una caratteristica della specie umana, associata all'uso del linguaggio e alla dominanza manuale.

• Questa concezione ha però dovuto essere profondamente modificata negli ultimi 15 anni

• Marc Hauser (Harvard), ha esaminato fotogramma per fotogramma i filmati delle smorfie facciali di paura dei macachi, prodotte nei contesti sociali di sottomissione. La faccia delle scimmie si distorce in maniera fortemente asimmetrica e, proprio come accade negli esseri umani, il lato sinistro, controllato dall'emisfero destro, si muove prima ed è più 'espressivo' del lato destro, controllato dall'emisfero sinistro.

• Anche l'associazione dell'emisfero sinistro con i meccanismi del linguaggio potrebbe non essere così unica:che in molti uccelli canori le strutture dell'emisfero di sinistra sono dominanti nella produzione del canto.

Le aree specifiche del linguaggio

• Le aree specifiche del linguaggio sono situate nell'emisfero dominante (sinistro) e comprendono:

• l'area corticale anteriore di Broca; l'area corticale posteriore di Wernicke; l'area corticale superiore.

• L'area di Wernicke è specializzata nell'uso del codice fonemico della lingua, mentre l'area di Broca presiede alla combinazione dei fonemi per comporre parole.

Un po’ di storia

• 1836 il neurologo Marc Dax : nei pazienti con disturbi del linguaggio a causa di una lesione cerebrale focale, la sede della lesione era nell'emisfero sinistro piuttosto che nel destro.

• 1851, Paul Broca associò la paralisi del lato destro del corpo con la forma di afasia che ora porta il suo nome, e fu in grado di localizzare e circoscrivere l'area cerebrale danneggiata a una ristretta porzione dell'emisfero sinistro

• 1891, Paul Dejenide : esame autoptico paziente alessia pura.

Broca e Wernicke

• Prime osservazioni sulla localizzazione dei centri preposti al linguaggio:

• Paul Broca (1861): una lesione nell’area inferiore e posteriore del lobo frontale sinistro causa un’afasia non fluente.

• Carl Wernicke (1874): una lesione nell’area posteriore del lobo temporale sinistro causa un’afasia fluente.

• • Tali osservazioni sono state sistematizzate in oltre un secolo di neuropsicologia: circa il 70% degli individui lesi a sinistra presentano afasie (1% a destra).

Afasia di Broca

• Afasia di Broca: omissione degli elementi funzionali (articoli, ausiliari, complementatori) e omissione o uso inappropriato delle flessioni (linguaggio telegrafico).

• Il ritmo della produzione è lento e frequentemente interrotto da esitazioni (l’afasico di Broca è fortemente consapevole del suo handicap linguistico).

• L’ordine delle parole è in genere rispettato e l’emissione verbale ha senso.

• La comprensione è almeno parzialmente conservata, ma non quando si fonda unicamente sulla informazione sintattica (passivi reversibili (Zurif e Caramazza): ad es. Maria è stata seguita da Gianni; o relative all’oggetto: ad es.Il ragazzo che la studentessa ha fotografato).

Un esempio di produzione agrammatica

• Esempio di produzione agrammatica (Broca)• PAT:Cappuccetto Rosso # Mannaggia!• PAT: La madre il [//] prepara il pranzo e Fucuccetto Rosso va la no [//] alla

nonna.• PAT: Il bosco pieno paura.• PAT: Il lupo # nascosto. Rivàto il lupo…[//]• PAT: Allora, la nonna al letto.• PAT: # Il lupo la # letto e posà [//] riposava. La no [//]• PAT:Capuccetto Rosso apriva innanzi la casa e pussa.• PAT: – Avanti- la nonna .• PAT: - Grande – aspetta - naso hai? a’ bocca grande- .• PAT: Il lupo ha mangiò il Capp [//]• PAT: Il cacciatore # il lupo pesante .• PAT: Il cacciatore sparò e dentro il lupo usciva Cappuccetto Rosso e la

nonna.• (Garraffa 2004)

Afasia di Wernicke

• Afasia di Wernicke: produzione spedita e fluente, ma inappropriata e spesso incomprensibile.

• Gravi problemi nella comprensione linguistica (da cui, forse, le caratteristiche della produzione, plausibilmente imputabili a mancanza di capacità di feedback, o autocontrollo e correzione).

Altre afasie

• Afasia di conduzione: determinata dalle lesioni al fascicolo arcuato, sistema di fibre subcorticali che collegano le aree di Wernicke e di Broca.

• La manifestazione più caratteristica è l’incapacità di ripetizione.

• Anomia: difficoltà a trovare le parole sia nel discorso sia nella denominazione di oggetti, anche quando l’oggetto è funzionalmente identificato

• (anomia classica: lesione del giro angolare nel lobo parietale, zona presumibilmente implicata nella formazione di associazioni tra diverse modalità sensoriali)

Lateralizzazione

• Altre prove a sostegno della lateralizzazione a sinistra del linguaggio:

• L’iniezione di anestetico (Wada 1949) nell’emisfero sinistro induce una afasia temporanea.

• La stimolazione elettrica (Penfield e Roberts 1959) delle aree del linguaggio nell’emisfero sinistro interferisce con l’uso del linguaggio.

• Ascolto dicotico (Kimura 1961): vantaggio dell’orecchio destro, prova basata sulla controlateralità. Inviando un diverso stimolo linguistico alle due orecchie, lo stimolo inviato a destra è identificato con maggiore accuratezza.

Pazienti split-brain

• Nei pazienti che hanno subito la separazione dei due emisferi mediante scissione del corpo calloso (Gazzaniga e Sperry 1967) per il trattamento di gravi forme epilettiche, l’emisfero destro risulta “muto”:

• il paziente non può nominare l’oggetto presentato a sinistra.

    Left Brain   Right Brain

  RATIONAL  

  Maslow   Rational   Intuitive

  Bruner   Rational   Metaphoric

  Koestler   Associative thinking   Bisociative thinking

  De Bono   Vertical   Horizontal or lateral

  Bronowski   Deductive   Imaginative

  Shopenhauer   Objective   Subjective

  Freud   Secondary process   Primary process

  Jung   Causal   Acausel

  Langer   Discursive symbolism   Presentational symbolism

  Neisser   Sequential processing   Multiple processing

  Kubie   Conscious processing   Preconscious processing

Cocnlusioni degli studi di Gazzaniga e Sperry

• Le funzioni sensoriali e motorie sono duplicate in entrambi gli emisferi

• . Le due menti coabitano. Coscienza divisa?• I due emisferi disconnessi e sottoposti allo stesso compito

possono sviluppare soluzioni antagoniste• Ipotesi del completamento percettivo ( Levy, Trevarthen,

Sperry 1972)• Emisferi disconnessi sono in grado di elaborare

simultaneamente e separatamente informazioni conflittuali• L’emisfero destro non è totalmente “muto” o agrafico

( notevoli capacità per singole parole)• I du emeiseri si compoirtanto come se l’unoi non fosse

cosciente delle operazioni cognitive svolte contemporanemanete dall’altro.

Specializzazione emisferica

• elaborazione analitica dell’emisfero sinistro (linguaggio,calcolo, abilità connesse all’ordine temporale, coordinazioni motrici fini, …)

• Elaborazione olistica dell’emisfero destro (elaborazione dei suoni non linguistici, abilità spaziali, orientamento, riconoscimento dei volti…).

• Kimura (1966): esposizione per 80 msec di sequenze di punti da 3 a 10: superiorità nella capacità olistica di giudizio di numerosità dell’emisfero destro.

• Bever (1975): musicisti professionisti e altri soggetti di raffinata cultura musicale mostrano una superiorità dell’emisfero sinistro anche per l’elaborazione musicale, mentre la musica è elaborata olisticamente dall’emisfero destro nei soggetti non educati musicalmente.

Come si è formata la lateralizzazione?

• Sembra evidente che la storia evolutiva della lateralizzazione cerebrale debba essere di molto retrodatata.

• Molto probabilmente la lateralizzazione ha accompagnato lo sviluppo del sistema nervoso fin dai suoi albori, da quando questo ha duplicato se stesso in una struttura bisimmetrica rispetto all'asse sagittale.

• È ovvio inoltre che il linguaggio verbale e la dominanza manuale non possono più essere considerati le cause della comparsa della lateralizzazione.

• L'ipotesi più probabile è che le origini dell'asimmetria del sistema nervoso siano di tipo percettivo-motorio.

Lateralizzazione 2• In animali a simmetria bilaterale, come i pesci e i rettili, le informazioni che giungono

ai due occhi sono scarsamente integrate e integrabili. Ciò sia per la posizione laterale degli occhi sia per la relativa scarsità di connessioni tra le parti destra e sinistra dell'encefalo.

• Nelle altre specie, per evitare che emergano conflitti nell'esecuzione delle risposte quando stimoli diversi vengono percepiti simultaneamente dai due occhi, diventa allora essenziale che una metà del sistema nervoso sia dominante nel controllo dell'azione.

• È ragionevole supporre che la metà implicata nel controllo dell'azione debba essere quella che si occupa della categorizzazione delle esperienze.

• Questa metà sembrerebbe essere, nella gran parte dei vertebrati, la metà sinistra. • Il linguaggio è il più sofisticato dei mezzi di categorizzazione del mondo che la

selezione naturale abbia mai sviluppato. Non è quindi sorprendente che esso sia associato alle funzioni dell'emisfero sinistro, all'emisfero, cioè, deputato al controllo dell'azione.

• Altre funzioni sono rimaste così disponibili per l'altra metà dell'encefalo, in particolare quelle connesse alla formazione di memorie di specifici episodi di esperienza (come quelle associate al riconoscimento individuale e alla formazione delle rappresentazioni spaziali dell'ambiente).

Modularità della mente

Secondo Fodor (1983), i moduli della mente/cervello sono:

• 1. veloci: le operazioni si svolgono in millisecondi, automaticamente.• 2. costituiti da circuiti nervosi dedicati: la modularità è la versione

moderna del localizzazionismo classico.• 3. legati ad ambiti specifici di informazione: per es., la percezione di

suoni linguistici, ma non di suoni musicali, il riconoscimento dei volti in condizioni di luce normale, non dei negativi fotografici.

• 4. vincolanti: se stiamo comprendendo una frase, non possiamo decidere di interrompere il processo.

• 5. selettivi dell’informazione: non possono usare tutti i dati a disposizione per compiere inferenze,

• 6. Inaccessibili all’introspezione.

Il sistema limbico

Il neurone