presentazione sull'articolo scientifico "mirror neurons and the evolution of language" di Corballis

1. Mirror neurons and the
evolution of language!
Michael C. Corballis (2010) ! ! ! Presentazione a cura di Gregorio Marchi!
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2. Le basi!
Il neurone!
Il neurone costituisce la cellula base
del sistema nervoso.!
Per le sue peculiari caratteristiche è in
grado di trasmettere informazioni,
tramite impulsi elettrici e lʼinterazione
con molecole dette neurotrasmettitori.!
Le parti del neurone!
Soma: il corpo centrale.!
Assone: fibra deputata al trasporto in
uscita dei segnali.!
Dendriti: fibre deputate al trasporto in
entrata dei segnali.!
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3. Le basi - 2!
Le sinapsi!
Ogni assone si connette con un dendrite di un altro neurone tramite
unʼinterfaccia detta sinapsi.!
Il potenziale dʼazione arriva
alla terminazione dellʼassone,
provocando il rilascio di
neurotrasmettitori di vario tipo
che saranno catturati dai
recettori dendritici.!
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4. Le basi - 3!
Tipi di neurone!
I neuroni possono venire
classificati da 3 punti di vista:!
Morfologico: dalla forma.!
Funzionale: a seconda della
funzione e della direzione di
scarica del segnale.!
Citochimico: in base al
neurotrasmettitore primario
contenuto nelle sinapsi.!
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5. Le basi - 4!
Circuiti neurali!
I neuroni si raggruppano per
popolazioni formando le zone
funzionali del cervello.!
Le varie zone funzionali sono delle
quasi-isole, nel senso che solo alcune
sono interconnesse con altre aree
specifiche.!
Per fare un paragone immaginate le
case come neuroni, le strade come
assoni, le città come zone funzionali,
il cervello come il pianeta.
Solo che qui abbiamo qualcosa come
100 miliardi di case!!
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6. I neuroni mirror – cosa sono?!
I neuroni mirror (specchio) sono un
gruppo di neuroni particolari:!
Scaricano solo quando il proprietario
compie unʼazione o vede lʼazione
compiuta da un altro soggetto,
“specchiando” così il comportamento
altrui come se fosse proprio.!
Sono stati osservati e descritti per la
prima volta nel 1992, da un gruppo di
ricerca dellʼUniversità di Parma
coordinato da Giacomo Rizzolatti.!
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7. I neuroni mirror – la scoperta!
La scoperta è dovuta ad un caso fortuito e
allʼintuizione dei ricercatori.!
Durante un esperimento sulla corteccia
premotoria dei macachi, più specificatamente
sullʼarea preposta al controllo della mano, un
ricercatore ha preso in mano una banana per
lʼesperimento.!
Gli elettrodi hanno registrato una scarica nei
neuroni monitorati e si è subito pensato ad
un errore di applicazione degli stessi, ma
appurazioni successive hanno escluso errori
metodologici e confermato quanto rilevato.!
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8. I neuroni mirror – le ipotesi!
In uno studio successivo, del 1995, lo stesso
gruppo di ricerca ha trovato unʼarea con le
stesse funzionalità anche nel cervello umano.
Studi successivi hanno trovato popolazioni di
neuroni specchio dislocati in varie parti del
cervello.!
La vicinanza con determinate aree funzionali
(aree del linguaggio, aree motorie, ecc.)
hanno rafforzato le ipotesi sullʼapprendimento
per imitazione e addirittura di unʼevoluzione
di specie basata su di esse.!
Per di più, nellʼuomo sono state viste attivarsi
per azioni complesse e discriminate da un
determinato contesto.!
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9. Tutto chiaro fino a qui?!
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10. Lʼautore del paper!
Michael C. Corballis!
Insegna e ricerca presso lʼUniversity of
Auckland, Nuova Zelanda. Esperto in
Psicologia Sperimentale.!
Campi primari di ricerca:!
• Neuroscienze cognitive!
• Percezione visiva!
• Linguaggio figurato visivo!
• Attenzione e memoria!
Campi secondari:!
• Evoluzione del linguaggio: (soprattutto la
teoria per cui il linguaggio è evoluto dalla
gestualità manuale, ovvero lʼargomento del
paper presentato qui)! Università
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11. Sommario del paper!
1. Introduction! 1. Introduzione!
2. The case of language! 2. Il caso del linguaggio!
3. The gestural theory of 3. La teoria gestuale
language evolution! sullʼevoluzione del linguaggio!
4. From mimesis to 4. Dalla mimesi alla
conventionalization! convenzionalizzazione!
5. From hand to mouth! 5. Dalla mano alla bocca!
6. When did speech 6. Quando il parlato ha preso il
predominate?! sopravvento?!
7. A gradual switch! 7. Un cambio graduale!
8. On time! 8. Sul Tempo!
9. Conclusion! 9. Conclusioni!
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12. 1. Introduzione!
I neuroni mirror sono stati per la psicologia ciò che la scoperta del DNA
ha fatto per la biologia (cit. Ramachandran).!
I neuroni mirror sono stati chiamati in causa per spiegare i fenomeni
diversi quali imitazione, comprensione di azioni, apprendibilità, teoria
della mente, metafora e linguaggio.!
Problemi legati al sistema dei neuroni mirror potrebbero spiegare deficit
neuropsicologici congeniti quali le sindromi autistiche.!
Nel 2008 è stato appurato che i neuroni mirror non sono direttamente
responsabili per lʼimitazione, piuttosto permettono la comprensione di
azioni compiute da altri soggetti rimappando tali azioni sul sé
agente.!
Con questa interpretazione la comprensione non implica lʼestrazione di
significato, in senso linguistico.!
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13. 1. Introduzione - 2!
Nelle scimmie i neuroni mirror scaricano solo quando lʼazione è
transitiva, ovvero diretta verso un oggetto. Ciò non è necessario negli
umani.!
Ciò implica che in un certo momento evolutivo deve essersi sviluppato
un sistema per la comprensione di gesti simbolici piuttosto che diretti
ad un oggetto concreto.!
La scoperta dei neuroni mirror ha dato credito verso una concezione
della mente detta embodied (incarnata) o grounded (“sul campo”)
verso la concezione del cervello come semplice processore di stimoli
input-output.!
La cognizione incarnata premette che pensiero e azione siano
biunivocamente e computazionalmente determinati e che il pensiero sia
costruito su simulazioni di eventi reali, stati del corpo e rappresentazioni
interne dʼazione.!
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14. 2. The case of language!
Le teorie del linguaggio si dividono in un continuum di due estremi:!
• Le linguistiche Chomskiane vedono la sintassi come un sistema
computazionale, dal quale consegue una manipolazione di simboli con
poco interesse verso il loro significato.!
Vs!
• Le linguistiche cognitive vedono il linguaggio come unʼesperienza “sul
campo”. Da ciò consegue che concetti astratti possano essere derivati
dallʼesperienza, ma sono espressi in stile più concreto con la metafora.!
La scoperta dei neuroni mirror ha dato forza a questʼultima
interpretazione.!
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15. 2. The case of language - 2!
Lʼarea di Broca è divisa nelle aree di Brodmann 44 e 45.!
Lʼarea 45 è stata vista attivarsi per lʼoutput di linguaggio, sia segnato che
parlato.!
Lʼarea 44 è attivata dalle funzioni motorie non linguistiche, compresi i
movimenti complessi delle mani e lʼintegrazione !
Lʼarea 44 è considerata omologa dellʼarea f5 delle scimmie, dove sono
state localizzate le popolazioni di neuroni mirror.!
Iacoboni e Wilson hanno scritto che:!
“colpisce il fatto che le tre zone cerebrali chiave identificate per
lʼimitazione siano tutte considerate cruciali per il linguaggio nei
modelli classici della neurolinguistica.”
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16. 2. The case of language - 3!
Ulteriori studi, tramite fMRI, hanno dimostrato che le aree dei neuroni
mirror che si attivano quando il soggetto compie un movimento con, per
esempio, piede, bocca e mano si attivano anche quando i soggetti
leggono frasi pertinenti tali movimenti.!
Lateralizzazione emisferica!
Le aree deputate al linguaggio sono perlopiù localizzate nellʼemisfero
sinistro. Si ritiene che tale lateralizzazione sia dovuta allo sviluppo della
vocalizzazione.!
Ci sono evidenze che, negli umani, il sistema mirror sia lateralizzato
nellʼemisfero sinistro anche per operazioni manuali non correlate al
linguaggio.!
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17. 3. The gestural theory of
language evolution!
Il linguaggio non richiede necessariamente la capacità di saper
vocalizzare, ciò è dimostrato dai linguaggi gestuali sviluppati dalle
persone sorde.!
Come già detto, lʼarea di Broca si attiva sia per parlare che per fare gesti.!
Da ciò prende forza la teoria che il linguaggio sia evoluto dai gesti
manuali piuttosto che dalla raffinazione di richiami vocalizzati.!
Sinigaglia e Rizzolatti inoltre fanno notare che i circuiti neurali coinvolti
nei vocalizzi dei primati sono totalmente diversi da quelli usati per il
linguaggio negli umani.!
La gestualità comunicativa corporea dei gorilla è soggetta a
apprendimento sociale e sensibile allo stato attenzionale del ricevente.!
Negli scimpanzé e nei bonobo la gestualità corporea è più slegata dal
contesto rispetto alle vocalizzazioni.!
Entrambe sono condizioni importantissime per lo sviluppo del linguaggio
umano.!
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18. 4. From mimesis to
conventionalization!
Sembra ragionevole supporre che i precursori del linguaggio umano
fossero basati sulla mimesi.!
Il corpo e le mani sono liberi di muoversi in 4 dimensioni, con molti più
gradi di libertà.!
Donald ipotizza che la “cultura mimetica” sia apparsa con lʼhomo erectus
2 milioni di anni fa, dato che le mani non erano più utilizzate per
camminare.!
Le mani così liberate possono mimare la forma di animali, le dita
possono mimare i movimenti di gambe e zampe. I movimenti manuali
possono inoltre mimare il movimento di oggetti nello spazio e le
espressioni facciali possono dare un enfasi emotiva agli eventi descritti
dalle mani.!
La mimesi sta alla base di mezzi di comunicazione che vanno oltre le
barriere linguistiche e culturali come la danza e il mimo.!
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19. 4. From mimesis to
conventionalization - 2!
Le moderne lingue dei segni sono parzialmente dipendenti dal mimo.!
Nella Lingua Italiana dei Segni è stimato che circa il 50% dei segni e il
67% delle zone corporee sono originate da rappresentazioni iconiche.!
I segni possono anche non esserlo trasparentemente, il significato di
gesti iconici spesso non è interpretabile da osservatori ingenui.!
I segni tendono a diventare meno iconici e più arbitrari lungo lʼevoluzione
storica, nellʼinteresse di velocità, efficienza e limitazioni grammaticali.!
Questo processo evolutivo prende il nome di convenzionalizzazione.!
De Saussure ha scritto che “lʼarbitrarietà del segno” è una proprietà
definitoria del linguaggio.!
Tuttavia esistono le parole onomatopeiche che in qualche modo mimano
lʼoggetto cui si riferiscono.!
Quindi “lʼarbitrarietà del segno” è più un mero espediente, determinato
dai limiti del medium del linguaggio.!
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20. 4. From mimesis to
conventionalization - 3!
Il parlato, per esempio, ha bisogno che le informazioni siano linearizzate.!
Con la convenzionalizzazione è possibile che anche il ruolo del sistema
mirror sia cambiato.!
Con azioni diventate più simboliche, il mapping dei significati si basa ora
su associazioni acquisite.!
Il ricevente della comunicazione comprende lʼazione del mittente a
seconda di come lui (il primo) farebbe lʼazione. !
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21. 5. From hand to mouth!
La gestualità manuale ha un ruolo
importante anche nello sviluppo
della parola nei neonati:!
• Tra i 6 e gli 8 mesi i neonati
accompagnano il balbettio con
movimenti ritmici delle mani.!
• La comprensione (tra gli 8 e i 10
mesi) e la produzione (tra gli 11 e i
13 mesi) sono accompagnate,
rispettivamente, da gesti di
puntamento e di riconoscimento.!
Dalla gestualità neonatale si può
capire un precoce sviluppo della
parola.!
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22. 5. From hand to mouth - 2!
Tuttavia un passaggio repentino, in scala evoluzionistica, lascia perplessi
alcuni studiosi, ad esempio Burling ha detto:!
“La teoria gestuale ha una pecca quasi fatale. Il suo punto di disaccordo
è sempre stato il punto di scambio che sarebbe stato necessario passare
da un linguaggio visivo ad uno acustico.”"
Insomma: quando e come è avvenuto?!
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23. 5. From hand to mouth - 3!
Per giustificare la teoria, Corballis riporta i seguenti fatti.!
• I neuroni mirror si possono attivare con stimoli acustici, per es.
strappare una carta o rompere una noce.!
• Il linguaggio parlato può essere visto come un sistema gestuale più che
acustico!
(secondo la teoria motoria della percezione acustica i suoni del
linguaggio sono percepiti più per come sono prodotti, che per gli
elementi puramente sonori e acustici)!
• Il parlato e i gesti manuali condividono una zona cerebrale (Broca,
ovvero area 44 e 45 di Brodmann)!
(negli umani i gesti prensili influiscono sulla cinematica del parlato,
suggerendo un coinvolgimento dei neuroni mirror, nelle scimmie gli
stessi neuroni dellʼarea f5 si attivano sia che un oggetto sia preso
con le mani che con la bocca)!
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24. 5. From hand to mouth - 4!
Inoltre:!
• Le gestualità facciali, ovvero degli stimoli visivi di movimento, hanno un
ruolo importante nella percezione del parlato!
• Si presume che la gestualità della bocca, ad un certo punto, abbia
predominato su quella manuale, favorendo il passaggio del loco del
linguaggio.!
Da questi fatti Collins ipotizza che il ruolo “transizionale” ricoperto dalla
faccia possa spiegare come la vocalizzazione sia entrata nel gioco della
comunicazione umana.!
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25. 6. When did speech
predominate?!
Il punto di passaggio quindi, secondo lʼautore, cambia rispetto a quello
proposto da Burlings.!
Per lʼautore il punto di passaggio si trova quando cʼè stata
lʼincorporazione della vocalizzazione nel sistema mirror.!
Nelle scimmie vi sono neuroni mirror che scaricano sia per la percezione
che per la produzione di movimenti orali. Questi, sia ben chiaro, non
sono coivolti con la vocalizzazione.!
Negli umani sia la percezione che la produzione di parlato attiva alcune
delle popolazioni mirror, da qui possiamo dedurre che il parlato è
incorporato nel sistema mirror. !
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26. 6. When did speech
predominate? - 2!
Quando è successo questo incorporamento?!
Secondo studi sul genoma, in particolare sul
gene FOXP2, vi sono state 2 diramazioni
nella storia dellʼumanità.!
La più recente si ritiene sia avvenuta fra 10 e
100 mila anni fa, ovvero sincrono con
lʼemergenza del genere Homo Sapiens.!
Enard sostiene addirittura che questa
mutazione sia compatibile con il modello per
cui lʼevoluzione moderna umana sia dovuta
dallʼapparizione di un linguaggio parlato più
efficiente.!
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27. 6. When did speech
predominate? - 3!
Secondo evidenze paleontologiche
invece, i requisiti anatomici per un parlato
completamente articolato non si sono viste
in maniera completa fino alla comparsa
dellʼ Homo Sapiens. Questo vale sia per la
forma della bocca che della cassa
toracica, poiché il parlare richiede un uso
particolare della respirazione.!
Lʼavere una faccia piatta contribuisce
allʼunicità della vocalizzazione umana.!
Da ciò si deduce che il processo di
emergenza del parlato sia stato un
processo evolutivo lungo e tardivo nel
genere Homo.!
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28. 7. A gradual switch?!
Alcuni autori propongono una visione della nascita del linguaggio
praticamente istantanea. Questa teoria viene soprannominata la teoria
del “big bang” dellʼevoluzione del linguaggio.!
Ma il linguaggio è altamente complesso, lʼassunzione che si sia evoluto
da gesti manuali prima e facciali poi ci permette di “spalmare” il processo
di sviluppo lungo un realistico arco di tempo, addirittura da 2 milioni di
anni fa, quando apparve il genere Homo.!
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29. 7. A gradual switch? - 2!
Alcuni autori hanno proposto diverse schematizzazioni di questo
percorso, con tappe intermedie.!
Arbib ha proposto il livello di “protosegno”, che dà le basi per il
“protoparlato”. Insieme i due livelli sono co-evoluti in una “spirale
espansiva” verso il linguaggio vero e proprio.!
Christiansen e Chater suggeriscono che sia stato il cervello a plasmare il
linguaggio, piuttosto che il contrario. Da qui deriva la non-istantaneità
dello sviluppo del linguaggio.!
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30. 7. A gradual switch? - 3!
Le necessità comunicative, lungo il lento processo di sviluppo del
linguaggio, hanno portato ad un processo di grammaticalizzazione.!
La grammaticalizzazione comprende il cambio graduale dalle parole
contenuto alle parole funzione.!
Tooke (1857) ha proposto che le prime parole, dette “necessarie”,
comprendessero nomi e verbi, da cui, tramite mutazioni, sono derivate le
parole funzione come aggettivi, avverbi, ecc.!
Es. man (uomo) -> manly (mascolino)!
!week (settimana) -> weekly (settimanalmente)!
!-ly è ritenuta una contrazione di “like” (come)!
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31. 7. A gradual switch? - 4!
Esempi contemporanei di
grammaticalizzazione la possiamo
vedere nello sviluppo spontaneo di
una lingua dei segni, detta Lenguaje
de Signos Nicaragüense (LSN). Qui
una popolazione di bambini sordi
ha, da sola, sviluppato una propria
lingua dei segni, partendo da un
sistema spontaneo ed individuale
fino ad arrivare ad un vero e proprio
sistema grammaticale combinatorio.
(ricordate il video visto in aula?)!
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32. 8. On time!
Una capacità peculiare dellʼuomo
sta nel poter viaggiare mentalmente
nel tempo, rivedendo episodi passati
nella memoria episodica e
immaginando possibili scenari futuri.!
Si ritiene che alcune caratteristiche
della grammatica siano derivate
dalla necessità di comunicare eventi
lontani dal qui e dallʼora."
Le diverse culture concettualizzano
il tempo in maniera diversa.!
I Pirahã, per esempio, hanno solo
due tempi verbali, uno per lʼadesso
e lʼaltro per il “non adesso”.!
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33. 8. On time - 2!
Il viaggio mentale nel tempo è
generativo, per ciò si potrebbe
spiegare la generatività del
linguaggio stesso.!
Buckner, Andrews-Hanna e Schacter
hanno trovato la sede neurale di
questi fenomeni, e lʼhanno chiamato
“brain default network”, il quale non
ha aree in comune col sistema
mirror.!
Spiegare le relazione fra i due
sistemi potrà sicuramente far luce
sullo sviluppo del linguaggio.!
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34. 9. Conclusion!
Se il linguaggio quindi prende forma dalle strutture cognitive, come la
rappresentazione e la comprensione del tempo e da imperativi culturali,
potrebbe non esserci un punto specifico nel quale il “linguaggio”
propriamente detto sia emerso.!
Il punto sta anche nel fatto che il linguaggio si adatta ai bisogni della
cultura nel quale si è sviluppato.!
Una volta che il parlato è diventato la modalità dominante, il linguaggio
stesso è cambiato in maniera significativa.!
Lʼemergenza del parlato ha “liberato” le mani, tale libertà ha permesso lo
sviluppo della tecnologia.!
Nuova tecnologia nuovi termini, nuovi termini nuove concettualizzazioni
astratte, così il linguaggio è andato via via complicandosi.!
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35. 9. Conclusion - 2!
Quindi cosa ne facciamo dei neuroni mirror?!
Il sistema mirror nei primati sembra servire ad una base naturale per la
conseguente evoluzione di un sistema comunicativo intenzionale, nel
quale gli input sono prontamente mappati in output.!
Da qui si può prevedere uno sviluppo del linguaggio gestuale.!
Da qui possiamo intendere il parlato come un sistema gestuale, anche
se ulteriori studi debbono essere compiuti per tener conto
dellʼincorporazione della vocalizzazione nel sistema mirror degli esseri
umani.!
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36. 9. Conclusion - 3!
Infine, il linguaggio non può essersi evoluto in un vuoto.!
Secondo lʼautore il viaggio temporale mentale è una delle chiavi di volta
per lo sviluppo del linguaggio umano.!
Il linguaggio può essersi evoluto per permetterci di condividere i nostri
“vagabondaggi” mentali, con beneficio per il gruppo e per il singolo.!
La potenza generativa del linguaggio e lʼemergenza di strumenti
linguistici per indicare il tempo e lo spazio sembrano essere
precisamente modellati sui requisiti per la comunicazione di eventi, reali
e immaginari.!
Lʼautore azzarda che queste due cose si siano coevolute, dando quella
particolare scintilla alla mente umana.!
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37. Fine!!
Grazie per lʼascolto!!
• Domande?!
• Dubbi?!
• Perplessità?!
• Questioni?!
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Comunicazione
–
Cognizione
e
Linguaggio