I neuroni specchioG.Rizzolati C. Sinigaglia

So quel che faiRaffaello Cortina Editore

Marco IacoboniI neuroni specchioBollati Boringhieri

Vittorio Gallese

The mirror neuron system

Luigi Cattaneo, Giacomo RizzolatiArch Neurol 66, n 5, 557-560,

2009

Articolo da leggere e analizzare:

Tronco encefalico

Mesencefalo

diencefalo

Telencefalo

cervello

Anatomicamente suddivisa in lobi: Temporale, frontale, parietale Temporale, frontale, parietale occipitale, limbico e dell’insula occipitale, limbico e dell’insula

L’elaborazione sensoriale è selettiva ed analiticaMODALITA’ SENSORIALE e VIE MARCATEMODALITA’ SENSORIALE e VIE MARCATE

Vie motorie cortico-spinali

Aree sensoriali, aree motorie:modello semplificato

• L’assunto per cui funzioni sensoriali, percettive e motorie sarebbero prerogativa esclusiva di aree tra loro separate è una semplificazione.

• Il sistema motorio possiede una molteplicità di strutture e funzioni tale da non poterlo confinare al ruolo di esecutore passivo di comandi originati altrove

Giacomo Rizzolati

LOBO FRONTALELOBO FRONTALEProgrammazione delle azioni e controllo del movimento

LOBO PARIETALELOBO PARIETALESensazioni somaticheFormazione di uno schema della propria immagine corporeaRappresentazione dei rapporti che intercorrono tra proprio schema corporeo e lo spazio extra personale che ci circonda

LOBO OCCIPITALELOBO OCCIPITALEVisione

LOBO TEMPORALELOBO TEMPORALEUdito Apprendimento e memoria (tramite connessioni con ippocampo)Comportamento emotivo (tramite connessioni con amigdala)

I neuroni specchio

• Negli anni 90 il gruppo di Giacomo Rizzolati di Parma studiava neuroni motori dell’area premotoria del lobo frontale in macachi

Nell’area premotoria F5

• Ci sono neuroni che si attivano in specifici atti come afferrare, tenere strappare

• Questi neuroni non si attivano se il medesimo movimento non è finalizzato a un obiettivo

• F5 contiene una sorta di vocabolario di atti finalizzati

Aree polimodali• Esistono neuroni che non sono sensoriali

o motori ma che si attivano in situazioni diverse come compiere un atto motorio oppure osservare un atto motorio finalizzato

• Questi neuroni si attivano anche se l’atto motorio non è completamente visibile ma è comunque chiara l’intenzionalità del movimento

MovimentiIntransitivi:Senza oggetto

• I primi lavori sui neuroni specchio sono degli anni novanta

• Il primo lavoro fu rifiutato da Nature e Science

• Poi andamento esponenziale dei lavori pubblicati sull’argomento

• In realtà si stavano cercando neuroni che preparavano l’azione

Movimento intransitivo

Esempi di azioni transitive e intransitive utilizzate per lo studio dei neuroni specchioDella bocca

L’azione deve far parte del repertorio della specie

Comportamento di un Neurone specchio-Afferrare.

In A la scimmia osserva

In B afferra il seme

L’esperimento mostra che i NSScaricano in modo simile anche seIl movimento della mano è diverso.Viene riconosciuto l’obiettivoDell’azione afferrare e non il mero Atto motorio

Quali funzioni hanno i neuroni specchio dell’area premotoria F5?

• Attivazione non specifica?• Neuroni che preparano il movimento?• L’attivazione dei NS genererebbe una

rappresentazione motoria interna dell’atto osservato dalla quale potrebbe dipendere la capacità di comprendere l’azione osservata e la capacità di apprendere per imitazione

imitazione

• Replicare un atto motorio osservato• Apprendere una sequenza osservata e

riprodurla

• La stimolazione magnetica transcranica (inibitoria) sull’area di Broca riduceva l’imitazione (premere tasti tastiera)

L’attivazione dei neuroni specchio genererebbe una rappresentazione motoria interna dell’atto osservato ( atto potenziale) dalla quale dipenderebbe la possibilità di apprendere per imitazione

I neuroni specchio svolgono un ruolo fondamentale nell’imitazione codificandoL’azione osservata in termini motori e rendendo in tal modo possibile una sua replica

Aree corticali attivate durante l’osservazione

dell’atto di mordere del cibo da parte di

un uomo una scimmia e un cane

I NS non si attivano se osserviamo un’azione (abbaiare) che non è nel nostro

repertorio• Evidentemente il mirror system non è

l’unico modo che ci permette di comprendere azioni altrui

• Ma è probabilmente il modo più semplice e diretto con cui gli individui si mettono in relazione

• autismo

Esistono neuroni cortico spinali che si inibiscono se la scimmia osserva ma non

compie l’azione• In questo caso si ha una sorta di

simulazione dell’azione in una circuiteria centrale

• Ecoprassia patologia per cui il soggetto imita le azioni osservate

• Manca l’inibizione cortico spinale connessa con i neuroni specchio quando si osserva?

Ma esistono i neuroni specchio nell’uomo? Si

• Nel 2010 Roy Mukamel neurochirurgo in un paziente gravemente epilettico ha misurato l’attività di singoli neuroni specchio corticali

Teoria della mente

• engramma

Il MS è plastico

Il sistema dei mirror neurons e l’evoluzione della comunicazione

Rizzolati e Arbib (1998) hanno proposto che il sistema dei mirror neurons sia il substrato neurologico nel quale si è evoluto il linguaggio.

Si postula quindi che il linguaggio si sia evoluto da un preesistentesistema di comunicazione gestuale

Frasi che descrivono azioni attivano le stesse zone che si attivano per compiere l’azione:Il processamento di materiale linguistico coinvolge regioni motorieconguenti con il contenuto semanticoLeggere in silenzio LICK PICK KICK

Ipotesi dello sfruttamento neuronale ( neuronal exploitation)

multifunzionalità• L’attivazione delle medesime areee

premotorie durante compiti linguistici e azioni non linguisiche (mano bocca) suggerisce una possibile multifunzionalità

• Vittorio Gallese Social neuroscience, 2008, 3, 317-333

Il mirror system riguarda

• Azioni motorie finalizzate• Produzione di canto (uccelli)• Processi emotivi

Siamo una specie empatica

emozioni

Vantaggi adattativi della risonanza emotivaLobo dell’insula

I neuroni specchio

• Sono l’hardware che rende possibile l’empatia?

disgusto

• Se assaggio un cibo cattivo si attiva l’insula e provo disgusto

• Se osservo una persona vomitare….si attiva l’insula

Programma “facciale” identico per tutte le razzedolore

Stimolo doloroso subito o stimolazione dolorosa osservata

In entrambi i casi attivazione dell’insula anterioree della corteccia del cingolo

I neuroni specchio

• Sembrano costituire la base per la ricomposizione dei concetti:

• Sistema nervoso• Mente