Un’orchestra nella testa

Quando parliamo è come se un’intera orchestra di neuroni si attivasse nella nostra testa. Grazie a un nuovo studio pubblicato su Nature dall’Università della California, infatti, per la prima volta è stato possibile registrare in tempo reale l’attività della corteccia cerebrale durante l’articolazione di parole. I movimenti degli organi della fonazione, come la lingua e le corde vocali, sono regolati in maniera armonica dai neuroni, per produrre suoni precisi e complessi.

Fino a oggi era impossibile capire di preciso cosa avvenisse alla corteccia motoria durante una chiacchierata tra amici o una discussione. Sicuramente non era possibile utilizzare dei modelli animali per studiare il linguaggio, e gli unici esperimenti risalivano agli anni Quaranta, nei quali stimolazioni elettriche isolate a livello corticale erano servite per identificare le zone cerebrali che facevano muovere la lingua o la mandibola: contrazioni muscolari fine a se stesse. Ben diverso invece è il risultato ottenuto dal neurochirurgo Edward Chang e dai colleghi del UCSF Epilepsy Center di San Francisco, pubblicato oggi su Nature.

Armonizzare per semplificare

A tre persone epilettiche, alle quali era stata impiantata una rete di elettrodi sulla superficie della corteccia cerebrale come preparazione per un intervento, è stato chiesto di leggere diverse sillabe in inglese. La registrazione dell’attività della corteccia motoria, nella zona adibita a muovere gli organi della fonazione quali la lingua, le labbra, la mandibola e la laringe, ha messo in luce un'organizzazione spaziale con una gerarchia di attivazione, a tratti circolare, come un’orchestra di neuroni che si attivano in modo armonico. Secondo Kristofer Bouchard, tra gli autori dello studio, questa accensione a onde ritmiche dei neuroni sembrerebbe riflettere una strategia della corteccia che permetta di semplificare la coordinazione degli organi implicati nel linguaggio parlato, altrimenti estremamente complessa.

 


Organizzazione spaziale (a sinistra) e temporale (a destra) dei neuroni motori degli organi della fonazione. (Fonte: Nature)

Basta poco per un piatto di pasta
Pensiamo per esempio alla differenza tra pronunciare una B e una P, un suono gutturale a labbra strette in cui poche variazioni nel movimento fanno la differenza tra un Basta e un piatto di Pasta. Il linguaggio parlato è un delicato susseguirsi di piccole variazioni di movimenti degli organi coinvolti e lo stesso vale per i neuroni motori, al punto che la risonanza magnetica funzionale non permette di registrare un’attività della corteccia così rapida. Immaginiamo dunque un'orchestra dal ritmo sincopato, nella quale i neuroni si attivano in sequenza a ritmi di centesimi di secondo, e solo l’utilizzo degli elettrodi è in grado di registrarne le velocissime variazioni.

Elettrodi e futuro

La rete di elettrodi utilizzata nei tre pazienti presi in considerazione serviva ai chirurghi per identificare i neuroni responsabili degli attacchi epilettici, ma grazie a questo studio è stato possibile non solo comprendere meglio un’attività che ci coinvolge tutti, come il linguaggio, ma anche dare conferma a altri studi di imaging, per esempio sulle similitudini che riguardano tutti gli idiomi. Inoltre, in futuro, si spera grazie a esperimenti simili di imparare a conoscere meglio l’attività cerebrale di persone affette da disturbi del linguaggio, nonché di costruire prototipi di interfacce cervello-computer per la comunicazione artificiale.

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