Uno sguardo ai meccanismi della mente

Inside Neuroscience

14 marzo 2008 - 10:59 pm

Allo specchio (parte seconda, ovvero canta che ti passa)

(…continua dal post precedente)

Come dicevamo nella prima parte di questo post i neuroni mirror giocano un ruolo importante nell’imitazione. In questa seconda parte vi mostrerò un esempio pratico del funzionamento di questi neuroni, parlandovi di un articolo apparso sull’ultimo numero di Nature:
Precise auditory-vocal mirroring in neurons for learned vocal communication – Nature 2008 Jan 17;451(7176):305-10.

Questo articolo mostra la presenza di neuroni mirror nel cervello del passero che vengono attivati quando l’uccello canta una sua canzone e quando sente la stessa canzone cantata da un altro uccello (o sente una registrazione della sua canzone).
Gli uccelli canori, infatti, sono noti per imitare il verso di altri uccelli e i piccoli di queste specie imparano a cantare imitando i propri genitori.

Per effettuare questi esperimenti Prather e colleghi hanno sfruttato il fatto che molti uccelli canori hanno una tendenza al controcanto: quando sentono un altro uccello cantare nel loro territorio, infatti, rispondono cantando anche essi. Questo può essere un gesto di “sfida” nei confronti di un uccello di un’altra specie o ad esempio un gesto di riconoscimento di un “familiare”.
I ricercatori hanno quindi utilizzato registrazioni del canto di vari uccelli e sono riusciti a trovare dei mirror neurons che sono attivati sia quando l’uccello sente la registrazione sia quando vi risponde.

Mirror neurons responses

Questa immagine fa vedere un esempio della risposta di neuroni auditori. Nella prima colonna è mostrata la risposta alla canzone primaria dell’uccello. La prima traccia in alto rappresenta l’attività di un singolo neurone, e ciascuno dei picchi che vanno in basso è corrispondente ad un potenziale d’azione, indice di attività di quel neurone. L’attività è massima in corrispondenza dello stimolo auditorio (che vedete nell’ultima riga).
Se confrontate questa risposta con la risposta ad un altra canzone dello stesso uccello (colonna 2) o di un altro uccello (colonna 3) potete notare come in questi ultimi due casi non ci sia corrispondenza fra lo stimolo e i potenziali d’azione.
La cosa è ancora più chiara guardando la seconda riga che mostra la risposta del neurone a diverse presentazioni dello stimolo. Nel grafico ciascun puntino rappresenta un potenziale d’azione e ciascuna riga rappresenta un diverso trial su quel neurone. Come potete vedere la risposta è quindi altamente riproducibile.

Ma cosa succede durante il controcanto? Beh, ecco un esempio dei risultati ottenuti:
Mirror neurons responses

In a) l’uccello è esposto ad una registrazione della sua canzone primaria, e il neurone è attivo durante quel periodo. A questo punto l’uccello esegue un controcanto in risposta (con la stessa canzone) e il neurone è ancora attivo. Se però la canzone ascoltata e quella cantata differiscono (b e c) il neurone è attivo solo in una delle due situazioni! Insomma, una cosa molto simile a quanto visto nelle scimmie da Rizzolatti e colleghi (vedi post precedente).

Infine gli autori mostrano anche che queste risposte sono specifiche per le singole note del canto. Alcuni neuroni rispondono durante una particolare nota in una sequenza: facendo ascoltare la sequenza al contrario la risposta è molto attenuata, ma invece persiste se si fa ascoltare una registrazione della canzone di un altro uccello che abbia note simili.

Concludendo, questo studio mostra un altro interessante esempio di come il cervello interpreti con precisione le informazioni derivate dall’ambiente e di come l’imitazione sia codificata a livello neuronale. Situazioni simili a quella descritta in questo articolo potrebbero anche essere alla base dell’apprendimento del linguaggio nell’uomo, probabilmente integrate anche da altri stimoli (visuali e motori).

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  1. Allo specchio
  • domi84 - 16 marzo 2008 # 1

    Molto interessante. Ho però una domanda che può sembrarti stupida. Siccome nell’articolo parli di un singolo neurore…Vuol dire che tutte queste azioni sono date solo da quel singolo neurone…o da un gruppo di neuroni simili di cui ne hanno esaminato uno a caso?

  • nico - 16 marzo 2008 # 2

    Hai ragione, forse non sono stato molto chiaro a riguardo…
    In pratica ci sono molti neuroni che rispondono agli stimoli auditori. Ciascuno di questi neuroni potrà rispondere ad un certo particolare suono/pattern di suoni. Di tutti questi neuroni, poi, una certa sottopopolazione mostra anche queste proprietà “mirror”.

    Le immagini che ho inserito sono solo esempi di singole cellule utili per rappresentare il comportamento generale di questi neuroni.

  • massi - 2 aprile 2008 # 3

    Ciao a tutti, ma i neuroni a specchio hanno collegamenti con l’ippocampo?

  • nico - 5 aprile 2008 # 4

    Che io sappia non sono stati fatti studi a riguardo, ma sicuramente l’ippocampo è una delle zone cerebrali più importanti per “fissare” le memorie, quindi direi che decisamente ci sarà un collegamento, più o meno diretto con l’ippocampo.

  • massi - 10 maggio 2008 # 5

    scusa se rispondo in ritardo, comunque strano che non siano state fatte ricerche sui collegamenti dei neuroni a specchio, perchè secondo me uno studio del genere sarebbe fondamentale per capire come funzionano questi neuroni, ad esempio si potrebbe capire se funzionino come una specie di “ram” per un’altra zona del cervello.
    ciao

  • nico - 10 maggio 2008 # 6

    Certo, hai ragione, ma il fatto è che non è così semplice come sembra fare uno studio del genere. Sicuramente con lo sviluppo di nuove tecnologie sarà più semplice farlo… bisognerà solo pazientare un po’!