DALLA PSICOFISIOLOGIA FISIOLOGICA ALLE NEUROSCIENZE COGNITIVE

Le scienze cognitive sono state considerate come scienze della mente che includono innumerevoli discipline come l’antropologia, la linguistica, l’intelligenza artificiale, la filosofia, e non certo ultima, la psicologia. Nella storia della psicologia vi è stato un’enorme mole di risultati sul modo in cui l’individuo acquisisce informazioni o conoscenze, dall’ambiente esterno.
L’idea che la mente, negli ultimi quaranta anni, sia concepita come “Organizzatore di processi cerebrali” che regolano le funzioni mentali dell’uomo, trova un suo corrispettivo nella concezione scientifica del comportamento umano ed animale, espressa in termini neurologici, nella teoria della mente formulata da Cartesio. Egli distingueva all’interno del Sistema Nervoso due livelli, l’uno inferiore, assimilabile a ciò che conosciamo con il nome di “Midollo Spinale e Tronco dell’Encefalo”, l’altro, un livello superiore assimilabile e corrispondente al cervello. I due livelli inoltre si distinguono per la natura delle informazioni predisposte ad elaborare e rilasciare, per cui nel livello inferiore, che ricordiamo essere Midollo Spinale e Tronco dell’Encefalo, si attivano dei circuiti che innescano risposte motorie agli stimoli sensoriali esterni. “Le informazioni sensoriali che arrivano al cervello sono anch’ esse trasformate in comandi motori ” (cioè a livello superiore). “La trasformazione sensorio-motoria nel livello superiore non è però meccanica, come nel livello inferiore, la quale giunge per riflesso l’innervazione dell’informazione sensoriale, ma avviene attraverso l’azione della mente”.
I processi cerebrali che regolano le funzioni mentali dell’uomo sono resi noti grazie agli studi di tipo Neuropsicologico, evolutivi su anziani e bambini di diversa età, e a studi elettrofisiologici cerebrali. La chiarezza delle immagini elettrofisiologiche o ERP (potenziali legati ad eventi) chiarisce ulteriormente, l’attività magnetica elettrica cerebrale. Abbiamo tutta una serie di tecniche di visualizzazione e rilevamento emodinamico delle funzioni cerebrali, al quale riserveremo una sezione a parte. Per il momento ci soffermiamo alla definizione di neuroscienze, e al percorso storico, scientifico, di ricerca che dalla psicofisiologia giunge fino al ventesimo secolo.
Dobbiamo evidenziare che le tecniche di visualizzazione posseggono vantaggi e limiti al fine di un’indagine sperimentale sulla relazione tra mente e cervello. “Ad esempio, le tecniche di visualizzazione funzionale sono caratterizzate da un’elevata risoluzione spaziale che deriva dalla precisione con cui vengono localizzate le strutture emodinamicamente attive, anche scarsa informazione ne deriva sui diversi tempi di attivazione ”. Vi sono tecniche invece che presentano una elevata risoluzione temporale, in quanto indicano i tempi di attivazione funzionale delle strutture cerebrali; questi sono indagati da un macchinario che visualizza gli ERP (Event Related Potentials ) o potenziali correlati agli eventi dell’attività elettrica cerebrale.
L’approccio teorico cognitivo ha consentito di divulgare i risultati inerenti lo studio delle neuroimmaging (Gazzaniga, 1984, 1995; Rugg, 1997; Hillyard, 1993). L’integrazione interdisciplinare tra scienze cognitive e psicofisiologia di propria tendenza teorica ha dato luogo ad una disciplina scientifica nota come Psicofisiologia cognitiva (Donchin, 1984b), che a tutti gli effetti costituisce una branca diretta delle cosiddette neuroscienze cognitive.
In linea generale, “la psicofisiologia cognitiva si occupa dello studio dei processi e dei meccanismi cerebrali alla base della cognizione umana”. Essa fa riferimento allo studio e all’uso di misure delle funzioni fisiologiche, per ottenere nello specifico immagini delle attività o meccanismi o processi che sottendono la mente ed il comportamento “da un punto di vista teorico cognitivo, nell’eccezione più ampia e generale del termine”. In neuroscienze essa rivela un metodo non invasivo, con tecniche che non sono neurochirurgiche, dedicato allo studio funzionale del Sistema Nervoso Centrale (SNC), sia a quello del Sistema Nervoso Autonomico (SNA) periferico (Druckman, Lacey, 1989). Per tanto i rischi che ne risultano sono di entità minima.
Gli psicofisiologi clinici, adottano diversi livelli di analisi, nell’intendo di delineare ed evidenziare i processi che stanno alla base delle diverse capacità espresse dalla nostra mente; i processi mentali unitamente ai meccanismi cerebrali che li sottendono vengono identificati a livello sistemico (studi longitudinali e trasversali, cioè tra soggetto e soggetto, soprattutto su diversa specie animale); la disciplina psicofisiologica propone un’ampia gamma di tecniche di indagine: scansione tomografica funzionale del cervello per studiare deficit o alterazione selettivi della cognizione, danni cerebrali localizzati, alterazioni del comportamento manifesto; studiando le relazioni dei processi mentali con il cervello in funzione dell’alternanza del sonno e della veglia, e delle variazioni di coscienza che ne derivano (Casagrande, De Gennaro, 1998). Vengono condotti anche studi trasversali, confrontando i meccanismi cerebrali di elaborazione dell’informazione in popolazioni particolari, sia sane sia con problemi mentali manifesti o deficit neuropsicologici più o meno gravi.
La credenza degli psicofisiologi cognitivi è nello stabilire l’importante conoscenza della natura e dell’attività funzionale degli specifici microcircuiti cellulari. Questi studi sono condotti prevalentemente su specie animale, ottenendo in dettaglio il funzionamento dei meccanismi

neuronali, singole unità neuronali alla base delle facoltà mentali, come la memoria, l’attenzione o la percezione (Parker, Newsome, 1998).
Solamente studiando il cervello nella sua globalità consideratamente al suo contesto sociale, che forniamo di nuova architettura l’organizzazione della mente assimilabile alla costruzione di un “Palazzo” e non semplicemente alla costituzione di un singolo “mattone”.
Cacioppo, Bernston (1992), Adolphs (1999), discutono a riguardo di micro e macro-livelli di analisi, di  processi mentali che stanno alla base della formazione linguistica, sia in forma parlata che segnata, come di “rappresentazione dell’ordine morale e sociale ”, per giungere a formulare teorie più generali e attendibili dei fenomeni mentali. “In sintesi, quindi la psicofisiologia cognitiva è altamente interdisciplinare e può costituire un’efficace “interfaccia” tra scienze cognitive e scienze biologiche. Ciò delinea la considerazione del fatto che lo psicofisiologo cognitivo debba padroneggiare le sottoaree rilevanti sia biologiche che cognitive, prendendo in considerazione l’intero processo che porta alla base delle operazioni di ricezione ed elaborazione dell’informazione. Il “sistema uomo” è dunque considerato come “elaboratore di informazioni”, come individuo sociobiologico integrato ad una rete di individui anche loro della stessa particolare formazione cerebrale.
 Esiste un enorme corpus di ricerca cognitiva, di sviluppi teorici e metodologici sia delle scienze che delle neuroscienze cognitive, sulla relazione tra mente e cervello, condotta mediante gli ERP (potenziali relati ad eventi), strumento indispensabile, insieme ad altre tecniche di indagine psicofisiologica. Le stesse tecniche trovano applicazione teoretica e metodologica nell’ambito della Neuropsicologia, anche essa si impegna nello studio con mezzi sperimentali del rapporto tra mente e cervello. La neuropsicologia è una scienza eminentemente interdisciplinare; ne fanno seguito alle conoscenze scientifiche che essa detiene la neurologia, la neuroanatomia, la neurofisiologia, la neurochimica, la psicologia, la linguistica, l’intelligenza artificiale. Pertanto la sezione riguardante l’ambito applicativo, fa riferimento puntuale al cervello inteso come la sede della mente. Esso è anche il centro dove approdano le informazioni sensoriali e da dove si dileguano i comandi motori volontari, prontamente innervati. Dal 1860 al 1900 assistiamo alle grandi scoperte neurologiche e neurofisiologiche, che gettano le basi empiriche del sapere in neuropsicologia.  Paralleli sono state le escursioni teoriche cha dal sapere della psicofisiologia si sono intrecciate a quelle dell’ambito neuropsicologico.
In passato eccellenti studiosi come Broca (1861a, 1863, 1865) dimostrano le enormi correlazioni esistenti tra le regioni frontali di sinistra e il linguaggio, argomento che viene ripreso da Wernicke (1874), nel decennioo successivo, subito dopo aver localizzato l’afasia sensoriale nella parte posteriore della circonvoluzione temporale superiore di sinistra, dando un quadro sistematico delle afasie.
La scoperta dell’area motoria arricchisce la nascente conoscenza intorno al 1870 della stimolazione elettrica di una zona del lobo frontale, contribuendo alla comprensione dell’attività motoria degli arti controlaterali. Questi anni verranno dedicati alla localizzazione delle aree deputate all’innervazione motoria e stimolazione sensoriale (in entrata ed in uscita) dei vari organi di senso, così come dell’attività motoria in suo conto. Alla fine del diciannovesimo secolo Bianchi testimonia la presenza di una sindrome di emi-negligenza spaziale (neglet) suggerendo, dagli studi effettuati sulla scimmia, che il lobo frontale venga implicato nei processi di memoria e di apprendimento. Il secolo si chiude con la descrizione di Liepmann (1900a) dei vari tipi di aprassia, indicando nei circuiti neuronali la base del movimento volontario.
Gli anni susseguenti, fino alla seconda guerra mondiale evincono una mole più ristretta di risultati e di ricerche, anche se si otterranno descrizioni più dettagliate delle sindromi e una loro migliore localizzazione, riducendo  i limiti di tale concetto.

CHRISTIAN GIANGRECO

NEUROPSICOLOGIA COGNITIVA

Questa Branca delle neuroscienze, argomento trattato nella sezione precedente, si occupa ed elabora metodi di esplorazione funzionale dei processi mentali. Come si può riconoscere la funzione di una area cerebrale non utilizzando tecniche invasive?
La neuroscienza risponde in questo modo: con studi e risultati risalenti ad una metodologia di ricerca e di indagine, degli anni sessanta e dei primi anni settanta, indagando il comportamento di pazienti affetti da disordini neuropsicologici causati da lesioni cerebrali. Chiaramente in fundus si annida una grande discordanza  metateorica,  che per interi decenni ha diviso su due versanti la scienza tradizionalista ed empirista dalla medicina di stampo psicologico, che trova le sui radici in ampi discorsi e speculazioni filosofiche. Nei primi anni settanta, negli Stati Uniti e precisamente in Canada, anche in Gran Bretagna, ricercatori come Brenda Milner, Drachman e Arbit, Elizabeth Warrington e Tim Shallice, John Marshall e Freda Newcombe, per citarne alcuni, indagarono in casi singoli o in piccole serie molto omogenee di pazienti la compromissione dei processi di memoria e della lettura. Questi studi con i relativi risultati vennero pubblicati in una rivista dal nome Cognitive Neuropsicology, che aveva il compito istituzionale di far pubblicare studi sperimentali e articoli teorici di questa metodologia di indagine scientifica. La radice del nascente interesse verso la Neuropsicologia Cognitiva va rintracciata nello sviluppo dei cosiddetti <<modelli di analisi dell’informazione o diagrammi di flusso>> che garantivano al neuropsicologo, ai fini di un accurato monitoraggio delle funzioni mentali, di frazionare le facoltà della mente in componenti con proprietà specifiche. Esse venivano ulteriormente diagnosticate nel mancato collegamento intraemisferico o interemisferico, o fra regioni adiacenti della stessa area funzionale.
Le connessioni specifiche della mente possono essere soggette a danni o traumi più o meno completi passivi di lesione cerebrale. Per così spiegare ed interpretare il difetto neuropsicologico nei termini di una compromissione di una o più componenti o connessioni dei processi mentali.
“La metodologia con cui la neuropsicologia cognitiva cerca di raggiungere i propri scopi conoscitivi è in larga parte derivata dalla psicologia sperimentale”. I pazienti infine, presi singolarmente, vengono comparati con quello di un gruppo di controllo adeguato (Shallice, 1979).  

CHRISTIAN GIANGRECO

I MODELLI DI SCRITTURA

La scrittura è la risultante di una serie di procedimenti attraverso i quali il suono ed il significato delle parole vengono trasformati nelle corrispondenti unità ortografiche. La codifica astratta tramite un’immagine trasforma la sequenza delle lettere in unità grafiche o strumentali (mano-macchina) e viceversa.
1883 Charchot nei modelli di scrittura appositamente elaborati descrive: l’articolazione delle parole  e la digitazione delle lettere o unità fonetiche appena apprese; in accordo con Exner (1881) l’adempimento del piede della seconda circonvoluzione frontale alla quale si imputa la rappresentazione grafica di segni e numeri, la lesione provocherebbe <<afasia motoria della mano trascorticale>> ovvero la perdita dei movimenti specifici per la realizzazione dei grafemi.
Tale concezione venne fortemente contestata da Dejerine (1891) che ha postulato come fonte delle informazioni per la codifica fonetica e digitale di segni e numeri, le immagini visive depositate nel centro della memoria ottica a livello del giro angolare e appositi aggiustamenti motori nella loro realizzazione grafemica della MANO o DIGITALE con IL PIEDE scrivendo LETTTERE nella SABBIA.
1908 Wernicke  parla e descrive la trascodificazione fonetica per la quale la scrittura rappresenta il mezzo per la trasposizione delle lettere e segni nel giusto ordine; in ausilio della loro trasposizione per  l’archiviazione nella memoria visiva e non per la codifica delle parole.
Andiamo alla classificazione delle agrafie:
agrafie afasiche: la non attuazione del programma di scrittura presuppone lo stesso disturbo delle mancate caratteristiche del linguaggio parlato. Le lettere sono in genere ben formate, anche se talora la contemporanea presenza di disturbi aprassici o di deficit motori può determinare un disturbo di produzione dei singoli grafemi.

CHRISTIAN  GIANGRECO