Basi neurocognitive del Basi neurocognitive del

linguaggiolinguaggio

Andrea MariniAndrea Marini

UniversitaUniversita’’ degli Studi di Udine degli Studi di Udine IRCCS IRCCS ““La Nostra FamigliaLa Nostra Famiglia”” PFVGPFVG

IRCSS Santa Lucia, RomaIRCSS Santa Lucia, Roma

andrea.marini@uniud.itandrea.marini@uniud.it

In questa lezione parleremo diIn questa lezione parleremo di

�� Le basi della comunicazioneLe basi della comunicazione

�� Le strutture del linguaggioLe strutture del linguaggio

�� I processi del linguaggio I processi del linguaggio

�� Modelli neuroanatomici del linguaggioModelli neuroanatomici del linguaggio

�� Patologie del linguaggioPatologie del linguaggio

Comunicazione umanaComunicazione umana

�� Non VerbaleNon Verbale�� Competenza Competenza cinesicacinesica

•• ““Eye gazeEye gaze””

•• Movimenti del corpoMovimenti del corpo

�� Competenza Competenza prossemicaprossemica

•• Distanza interpersonaleDistanza interpersonale

•• Contatto reciprocoContatto reciproco

�� VerbaleVerbale�� Competenza Competenza paralinguisticaparalinguistica

•• Pause nellPause nell’’eloquioeloquio

•• Risate/sorrisiRisate/sorrisi

•• Uso degli aspetti prosodici a fini Uso degli aspetti prosodici a fini comunicativi (enfasi, gioia, comunicativi (enfasi, gioia, tristezza, ecctristezza, ecc…… ))

�� Competenza Competenza linguistica verbalelinguistica verbale

Le strutture del linguaggioLe strutture del linguaggio

�� Livello di analisi foneticaLivello di analisi fonetica

�� Livello di analisi fonologicaLivello di analisi fonologica

�� Livello di analisi morfofonologicaLivello di analisi morfofonologica

�� Livello di analisi morfologicaLivello di analisi morfologica

�� Livello di analisi morfosintatticaLivello di analisi morfosintattica

�� Livello di analisi sintatticaLivello di analisi sintattica

�� Livello di analisi semanticaLivello di analisi semantica

�� Livello di analisi pragmaticaLivello di analisi pragmatica

�� Livello di analisi testualeLivello di analisi testuale

I processi del linguaggio: I processi del linguaggio:

ll’’approccio approccio cognitivistacognitivista

Due dimensioni nellDue dimensioni nell’’elaborazione elaborazione

del linguaggiodel linguaggio

Dimensione microelaborativaDimensione microelaborativa

Dimensione macroelaborativaDimensione macroelaborativa

Dimensione microelaborativaDimensione microelaborativa

�� elaborazione foneticaelaborazione fonetica

�� elaborazione fonologicaelaborazione fonologica

�� elaborazione elaborazione

morfofonologicamorfofonologica

�� elaborazione morfologicaelaborazione morfologica

�� elaborazione elaborazione

morfosintatticamorfosintattica

�� elaborazione sintatticaelaborazione sintattica

�� elaborazione semanticaelaborazione semantica

Elaborazione lessicaleElaborazione lessicale

Elaborazione frasaleElaborazione frasale

Dimensione macroelaborativaDimensione macroelaborativa

�� elaborazione pragmaticaelaborazione pragmatica

�� elaborazione testuale/discorsivaelaborazione testuale/discorsiva

Rapporti tra linguaggio e memoriaRapporti tra linguaggio e memoria

La produzione del linguaggioLa produzione del linguaggio

Selezione del lemmaSelezione del lemma

Codifica della forma Codifica della forma

(lessema) (lessema)

(Levelt, 1989; 1999; Levelt and (Levelt, 1989; 1999; Levelt and IndefreyIndefrey, 2000), 2000)

La comprensione del linguaggioLa comprensione del linguaggio

�� Fase di Fase di analisi uditivaanalisi uditiva

�� Fase di Fase di trasformazionetrasformazione dello stimolo acustico in dello stimolo acustico in

formato fonologicoformato fonologico

�� Fase di Fase di selezione lessicaleselezione lessicale

�� LL’’input sensoriale continua ad accumularsi finchinput sensoriale continua ad accumularsi finchéé non non

viene selezionata la rappresentazione lessicale che viene selezionata la rappresentazione lessicale che

meglio corrisponde allmeglio corrisponde all’’input uditivo (il suo lessema)input uditivo (il suo lessema)

�� Fase di Fase di accessoaccesso alle informazioni morfosintattiche e alle informazioni morfosintattiche e

semantiche contenute nel lemma dellsemantiche contenute nel lemma dell’’entrata entrata

lessicale attivatalessicale attivata

Dimensione Dimensione

macroelaborativa del macroelaborativa del

linguaggiolinguaggio

Livello di rappresentazione concettuale Livello di rappresentazione concettuale

(Modello mentale)(Modello mentale)

Livello superstrutturale Livello superstrutturale

(ad es. (ad es. ScriptsScripts))

Livello del Text baseLivello del Text base

(microstruttura (microstruttura �� macrostruttura)macrostruttura)

Livello di rappresentazione di superficieLivello di rappresentazione di superficie

NeurolinguisticaNeurolinguistica

Studio dei meccanismi cerebrali Studio dei meccanismi cerebrali

alla base della elaborazione alla base della elaborazione

linguisticalinguistica

�� Tramite lTramite l’’uso di tecniche diuso di tecniche di

neuroimmagineneuroimmagine

�� Tramite lo studio delle patologieTramite lo studio delle patologie

del linguaggiodel linguaggio

Pierre Paul Broca Pierre Paul Broca

(1824(1824--1880)1880)

�� 18611861�� la la conferenza conferenza

tenuta dal medico tenuta dal medico

francese Paul Broca alla francese Paul Broca alla

SocietSocietàà Antropologica di Antropologica di

Parigi segna la Parigi segna la nascita nascita

della neurolinguisticadella neurolinguistica

�� Uno dei suoi pazienti, Uno dei suoi pazienti, MonsieurMonsieur LeborgneLeborgne, ,

divenne noto come divenne noto come ““TanTan””, dall, dall’’unica parola unica parola

che riusciva ancora a produrreche riusciva ancora a produrre

�� Ad es. quando gli veniva Ad es. quando gli veniva

chiesto se volesse chiesto se volesse

delldell’’acqua rispondeva acqua rispondeva ““TanTan, , TanTan, , TanTan””

�� I pazienti presentavano una lesione nel I pazienti presentavano una lesione nel

giro frontale inferiore dellgiro frontale inferiore dell’’emisfero sinistro emisfero sinistro

�� la parte posteriore della terza circonvoluzione la parte posteriore della terza circonvoluzione

del lobo frontaledel lobo frontale

Contributo di BrocaContributo di Broca

�� Localizzazione dellLocalizzazione dell’’area che porta il suo area che porta il suo

nomenome

�� Scoperta Scoperta ““ufficialeufficiale”” della lateralizzazione della lateralizzazione

emisferica delle funzioni emisferica delle funzioni

�� Precisa correlazione tra una sede Precisa correlazione tra una sede

lesionale e la perdita di una specifica lesionale e la perdita di una specifica

capacitcapacitàà (linguaggio espressivo)(linguaggio espressivo)

Karl Wernicke Karl Wernicke

(1848(1848--1905)1905)

�� 1874 1874 �� allall’’etetàà didi 26 26 annianni

pubblicòpubblicò un un articoloarticolo in cui in cui

descrivevadescriveva ilil casocaso didi 2 2

pazientipazienti con con

�� difficoltdifficoltàà di di comprensionecomprensione

uditivauditiva del linguaggio orale del linguaggio orale

�� relativamente preservate relativamente preservate

capacitcapacitàà di produzione di produzione

linguisticalinguistica

In particolareIn particolare……

�� Wernicke osservò che lWernicke osservò che l’’eloquio dei due eloquio dei due

pazienti era pazienti era fluente fluente ma ma scarsamente scarsamente

informativoinformativo

�� Inoltre, il loro eloquio conservava un Inoltre, il loro eloquio conservava un normale normale

contorno intonativocontorno intonativo

�� I pazienti producevano numerose I pazienti producevano numerose parafasie parafasie

fonologichefonologiche

ModelloModello didi WernickeWernicke

Il modello proposto da Wernicke Il modello proposto da Wernicke

includeva tre piani di analisiincludeva tre piani di analisi

�� Descrizione Descrizione psicologicapsicologica�� il suo modello il suo modello èè un modello di produzione / ascolto / un modello di produzione / ascolto /

ripetizione oraleripetizione orale

�� Descrizione Descrizione neurologicaneurologica�� vengono descritte le aree cerebrali e le vie di vengono descritte le aree cerebrali e le vie di

connessione corticale associate alle varie parti del connessione corticale associate alle varie parti del processo linguisticoprocesso linguistico

�� Descrizione Descrizione clinicaclinica�� vengono descritti i sintomi conseguenti a lesioni vengono descritti i sintomi conseguenti a lesioni

circoscrittecircoscritte

�� Due Due neurochirughineurochirughi attiviattivi a Montreal a Montreal �� Wilder Penfield ed Wilder Penfield ed ilil suosuo allievoallievo Lamar Roberts Lamar Roberts

�� Primo Primo casocaso didi localizzazionelocalizzazione didi

funzionifunzioni nellnell’’uomouomo sullasulla base base

didi studistudi elettrofisiologicielettrofisiologici

�� VenivanoVenivano stimolatestimolate partiparti

scopertescoperte del del cervellocervello didi

pazientipazienti epiletticiepilettici per per ideareideare

unauna mappamappa delledelle loroloro funzionifunzioni cognitive, cognitive, motoriemotoriee e sensorialisensoriali nelnel cervellocervello prima prima delldell’’interventointerventomediantemediante ll’’usouso didi macroelettrodimacroelettrodi

GliGli esperimentiesperimenti didi Penfield Penfield

(1959)(1959)

�� Numeravano i punti la cui Numeravano i punti la cui

stimolazione aveva stimolazione aveva

prodotto specifiche prodotto specifiche

reazioni con dei pezzetti reazioni con dei pezzetti

di cartadi carta

�� Alla fine dellAlla fine dell’’esperimento esperimento

fotografavano la corteccia fotografavano la corteccia

coscosìì numeratanumerata

IndividuazioneIndividuazione delledelle areearee motoriemotorie e e

somatosomato--sensorialisensoriali

�� Stimolazioni anteriori alla Stimolazioni anteriori alla scissura risultavano in scissura risultavano in risposte motorie risposte motorie (contrazioni muscolari e (contrazioni muscolari e movimenti) movimenti)

�� Stimolazioni posteriori Stimolazioni posteriori alla scissura alla scissura provocavano risposte provocavano risposte sensorialisensoriali

La corteccia motoria ha una La corteccia motoria ha una

organizzazione somatotopicaorganizzazione somatotopica

RappresentazioneRappresentazione delldell’’HomunculusHomunculus

IndividuazioneIndividuazione didi vastevaste areearee del del

linguaggiolinguaggio (Penfield e Roberts, 1959)(Penfield e Roberts, 1959)

�� OggiOggi sappiamosappiamo cheche ll’’areaarea motoria motoria

supplementaresupplementare èè coinvoltacoinvolta nellanella

pianificazionepianificazione delledelle sequenzesequenze necessarienecessarie

per per svolgeresvolgere compiticompiti motorimotori ancheanche

linguisticilinguistici (Lassen et al., 1978)(Lassen et al., 1978)

�� La La pianificazionepianificazione e e ll’’esecuzioneesecuzione deidei movimentimovimenti

necessarinecessari per la per la fonazionefonazione sonosono quindiquindi

separate non solo separate non solo cognitivamentecognitivamente ma ma ancheanche

fisiologicamentefisiologicamente

�� Geschwind (1965) portò avanti una approfondita Geschwind (1965) portò avanti una approfondita

difesa dei risultati ottenuti dai diagrammisti difesa dei risultati ottenuti dai diagrammisti

�� Geschwind ampliò il modello della Geschwind ampliò il modello della

rappresentazione cerebrale del linguaggio proposto rappresentazione cerebrale del linguaggio proposto

da Lichteim da Lichteim �� Modello WernickeModello Wernicke--GeschwindGeschwind

�� Precisa definizione neuroPrecisa definizione neuro--anatomica del centro dei anatomica del centro dei

concetti da lui collocato nellconcetti da lui collocato nell’’area di Wernickearea di Wernicke

�� LL’’informazione linguistica viene ancorata a quella visiva informazione linguistica viene ancorata a quella visiva

(lettura) (lettura)

Norman Geschwind Norman Geschwind (1965, 1970)(1965, 1970)

�� Esaminando le strutture cerebrali di mammiferi Esaminando le strutture cerebrali di mammiferi

superiori ed esseri umani notò la presenza in questi superiori ed esseri umani notò la presenza in questi

ultimi di una struttura cerebrale assente negli altri ultimi di una struttura cerebrale assente negli altri

animalianimali

�� Si tratta del Si tratta del lobo parietale inferiorelobo parietale inferiore delldell’’emisfero emisfero

sinistro che include il giro angolare ed il giro sinistro che include il giro angolare ed il giro

sopramarginale (aree 39 e 40 di Brodmann) sopramarginale (aree 39 e 40 di Brodmann)

Importanza del lobo parietale Importanza del lobo parietale

inferiore SXinferiore SX

�� Si trova in una zona corticale Si trova in una zona corticale

filogeneticamente recentefilogeneticamente recente

�� Negli altri primati superiori il lobo parietale Negli altri primati superiori il lobo parietale

inferiore inferiore èè assenteassente

Il Il sistemasistema neurofunzionaleneurofunzionale del del

linguaggiolinguaggio

Ojemann e la nozione di network Ojemann e la nozione di network

del linguaggio del linguaggio (Ojemann et al., 1989; 1992)(Ojemann et al., 1989; 1992)

�� Network Network neuraleneurale per per ilil linguaggiolinguaggio

�� InclusioneInclusione del del GiroGiro

TemporaleTemporale InferioreInferiore e del e del

Polo Polo TemporaleTemporale

�� InclusioneInclusione delledelle areearee prefrontaliprefrontali

Posner & Raichle, 1994

Il network Il network delladella comprensionecomprensione

linguisticalinguistica

La corteccia motoria La corteccia motoria èè ancheanche coinvoltacoinvolta

nellanella rappresentazionerappresentazione concettualeconcettuale

PulvermullerPulvermuller et al., 2005et al., 2005

AreeAree corticalicorticali attivateattivate durantedurante la la

letturalettura didi verbiverbi denotantidenotanti azioniazioni

LafuenteLafuente and and RomoRomo, 2006, 2006

Il Il lessicolessico

Damasio et al., 1996

�� Stessi risultati in uno studio PET con Stessi risultati in uno studio PET con

soggetti normalisoggetti normali

Damasio et al., 1996

Una applicazione del modello Una applicazione del modello

WernickeWernicke--Geschwind: la Geschwind: la

tassonomia delle afasietassonomia delle afasie

Afasia di BrocaAfasia di Broca

CanCanà…à….qual.qualà……à…….picchi.picchi…….picchi .picchi …….casa .casa alberi.alberi..cuoviz.cuoviz…….cana.cana……canicani………………..’’n n uovouovo……...peri.peri………….mont.montàànana…………bandierabandiera…….uomo.uomo……donnadonna……macchinamacchina……scasascasa…….raio.raio……..parca..parca…………nono

Tempo: 1Tempo: 1’’ 3636’’’’

Afasia di WernickeAfasia di Wernicke

DueDue……un uomo e una donnaun uomo e una donna……tutti e due satutti e due sa…….su .su ……quiqui…….non .non gralligralli……nonnon sonosono

grandigrandi……piccopicco……ll’’uomouomo……leilei……luilui……questo signore che vede che bello questo signore che vede che bello ……questa cosa.questa cosa.

Un altro Un altro èè una signorauna signora……coscosìì bellabella……e bee be……e lascia quie lascia qui……prendeprende……unouno……questoquesto……e poie poi

questo. Poi abbiamo due grandiquesto. Poi abbiamo due grandi……alzialzi……e vicinoe vicino……accònno ci sono dueaccònno ci sono due

bocinibocini……bebe……coscosìì grandigrandi…….due accandi.due accandi……duedue……poi questo poi questo èè uno uno …….al desca.al desca……ci sonoci sono

duedue……unouno……un boun bo……bebe……bellobello……luilui……lui lui sta vedendo grandi e vedo un piccolo dilui lui sta vedendo grandi e vedo un piccolo di

questoquesto……vede questo coso vicino cvede questo coso vicino c’è’è un bel piccoloun bel piccolo……popo……piccolopiccolo……papa……papa……unouno

qui..paqui..pa……papa……pa. questopa. questo……bello bello ““ Vieni, vieni!Vieni, vieni!”…”…non lo so. Abbiamo tuttinon lo so. Abbiamo tutti……duessduess……duedue

piccolipiccoli……però piccolo e dueperò piccolo e due……concon……perper……uffussouffusso……una grande bauna grande ba…“…“Andiamo,Andiamo,

andiamo!andiamo!”” …… con questa qui. Poi un altrocon questa qui. Poi un altro……uno altouno alto……non non è…è…non non èè nononono……nnéé lui, nlui, néé

leilei…è…è solo altosolo alto……grande. Signora mia, che grande. Signora mia, che jeje dico?! dico?!

�� Tempo: 6Tempo: 6’’

Il ruolo svolto dallIl ruolo svolto dall’’emisfero destro emisfero destro

nella comunicazione verbalenella comunicazione verbale

�� 33 soggetti: et33 soggetti: etàà (62(62--63 anni); scolarit63 anni); scolaritàà (8 (8 -- 10 anni)10 anni)

�� 11 controlli 11 controlli

�� 11 cerebrolesi sinistri [LHD] (non afasici)11 cerebrolesi sinistri [LHD] (non afasici)

�� 11 cerebrolesi destri [RHD]11 cerebrolesi destri [RHD]

EsperimentiEsperimenti

1) Storie da leggere e ripetere1) Storie da leggere e ripetere

2) Vignette da descrivere 2) Vignette da descrivere

3) Vignette da ordinare e poi descrivere3) Vignette da ordinare e poi descrivere

�� BR [RHD]: BR [RHD]: Questi sono i pescatori che stanno Questi sono i pescatori che stanno aspettando che abbocchi il pesce / sono aspettando che abbocchi il pesce / sono sei / stanno sulla riva del mare ad sei / stanno sulla riva del mare ad attendereattendere

�� DBG [RHD]:DBG [RHD]:CC’è’è un pescatore che sta pescando un un pescatore che sta pescando un pesce / poi butta lpesce / poi butta l’’amo / ne pesca un altro amo / ne pesca un altro / la terza volta / la terza volta voltavolta invece di pescare un invece di pescare un pesce pesca un cappellopesce pesca un cappello

�� OS [RHD]OS [RHD]

Una scena di pesca / cUna scena di pesca / c’è’è un signore un signore che pesca del pesce / dopo un poche pesca del pesce / dopo un po’’ la la sua pesca sua pesca èè disturbata da un pesce disturbata da un pesce con uno scafandro in testa / impaurito, con uno scafandro in testa / impaurito, si gira / e dsi gira / e dàà le spalle al mare e al le spalle al mare e al pesce / probabilmente se ne vpesce / probabilmente se ne vàà

Storie ordinate correttamenteStorie ordinate correttamente

12

25 26

0

10

20

30

RHD LHD C

3cond