RUOLO DELL'ESPERIENZA E PERIODI CRITICI NELLO SVILUPPO

Domanda di Molyneux: “un soggetto privo di vista impara a discriminare la percezione della tridimensionalità attraverso il tatto, riconosce gli oggetti dalle forme; se recuperasse la vista potrebbe riconoscere le forme senza toccarle?”.

Riflessione sul ruolo rispettivamente della specificazione genica e dell'esperienza nell'acquisizione di una funzione e nello sviluppo del comportamento.

NATURE VS NURTURE

Qual è il contributo del patrimonio genetico allo sviluppo di un comportamento e qual è il contributo dell'ambiente e dell'esperienza allo sviluppo di quello stesso comportamento?

Da una parte si sosteneva che ogni comportamento è appreso, dall'altra (risultati di studi sul comportamento di individui della stessa specie) si sottolineava l'esistenza di comportamenti altamente stereotipati, che venivano eseguiti perfettamente già dalla prima volta in cui venivano messi in atto, in assenza di apprendimenti pregressi.
 
Lorenz: predisposizione innata ad apprendere: qualsiasi processo di apprendimento deve necessariamente svolgersi entro i limiti ed i vincoli fisiologici di ciascuna specie.

La potenzialità di acquisire nuove info attraverso l'apprendimento è a sua volta regolata e programmata in base a vincoli specie-specifici (l'imprinting.esempio di processo di apprendimento geneticamente determinato).

I geni sono la predisposizione, la potenzialità di un comportamento.

L’esperienza specifica dell'individuo determina se e in che modo tali potenzialità verranno espresse.

Esperienze diverse, cervelli diversi.

Es.: foxp2 è un gene che nei soggetti con mutazioni provoca difetti di articolazione e comprensione del linguaggio nell'uomo si esprime nei nuclei della base collegati all'apprendimento motorio mentre negli uccelli canori nei nuclei del canto.

Plasticità neurale: capacità dei circuiti nervosi di modificarsi, in maniera funzionale e morfologica, in risposta all'esperienza .l'efficacia delle connessioni sinaptiche si modifica in risposta ai cambiamenti nell'attività elettrica che l'esperienza induce nel circuito.
 
Durante lo sviluppo l'esperienza controlla e modifica l'efficacia delle connessioni sinaptiche attraverso l'attività elettrica da essa evocata: se il neurone presinaptico attiva in maniera robusta il suo bersaglio postsinaptico, le sue connessioni si potenzieranno e potranno addirittura aumentare di numero; se invece il neurone presinaptico fallisce ripetutamente nell'attivare il bersaglio postsinaptico, le sue connessioni verranno indebolite o addirittura rimosse.

Così l'esperienza rimodella e raffina le connessioni sinaptiche conducendo alla maturazione dei circuiti.

Il bambino è sensibile all'esperienza già a livello prenatale.9° mese di gravidanza: il bambino è in grado di udire stimoli provenienti dall'esterno.
alla nascita mostra di averli memorizzati.

I neonati preferiscono la voce della loro mamma e la capacità di riconoscerla è acquisita prima della nascita: preferiscono anche ascoltare la loro lingua madre (ritmo e l'intonazione della lingua materna).

L’acuità visiva è presente alla nascita ma matura fino a 6 anni.

Lo sviluppo dell'acuità visiva richiede l'esperienza.

Plasticità intermodale: i soggetti ciechi alla nascita o diventati ciechi precocemente sviluppano nelle altre modalità capacità superiori rispetto ai normodotati.

Durante lo sviluppo la elevata plasticità neurale è cruciale affinché l'esperienza (attività elettrica) possa guidare la maturazione dei circuiti neurali e delle funzioni che da essi dipendono

Il recettore NMDA funge da detettore di attività correlata fra il terminale presinaptico ed il terminale postsinaptico; diversi fattori molecolari consentono all'esperienza di modificare i circuiti.

Protein chinasi (ERK, PKA), fattori di trascrizione (CREB), fattori neurotrofici (NGF, BDNF), neuromodulatori (Acetilcolina, Noradrenalina.
mediano gli stati comportamentali sonno veglia, attenzione interesse e motivazione, potenziano o indeboliscono l'attività dei circuiti nervosi), componenti della matrice extracellulare e proteasi che li degradano, rimodellamento della cromatina con conseguente cambiamento nella trascrivibilità di specifici geni (l'esperienza programma i circuiti nervosi.

Esperienze diverse comportano che 20 anni dopo un circuito continui a rispondere diversamente; ai geni viene attaccata un'etichetta molecolare che dice alla cromatina di modellarsi + velocemente in seguito quando ci sarà bisogno di trascrivere quei geni).

Se uno di questi fattori manca (difetto genetico) l'esperienza può non riuscire a guidare efficacemente la maturazione dei circuiti nervosi.

L'esperienza è particolarmente efficace nel modificare i circuiti nervosi durante periodi critici dello sviluppo.

Se manca un fattore neurotrofico nel roditore l'acuità visiva non si sviluppa, i campi recettivi rimangono grandi.

L’attività determina la reale estensione e posizione del campo recettivo rispetto alla mappa topografica.

Un uomo che perde la vista a 3 anni e la riacquista a 40 ha un'acuità visiva poco superiore al neonato e 10 anni dopo l'acuità è la stessa.
l'esperienza non serve più, il periodo critico è passato. deve imparare a riconoscere di nuovo tutto.

Nello strabismo curato entro 20 mesi c'è un recupero della visione binoculare, se non corretto provoca anbliopia dell'occhio deprivato e forte riduzione della visione binoculare.

La plasticità declina con la chiusura dei periodi critici perché la elevata plasticità dei periodi critici ha esaurito il suo scopo, che era quello di consentire all'esperienza di guidare la maturazione dei circuiti neurali. Man mano che l'esperienza guida la selezione delle connessioni neurali, determinando la maturazione di un circuito e della corrispondente funzione, il circuito e la funzione diventano sempre meno modificabili dall'esperienza.

Vantaggio: stabilità.
Svantaggio: difficoltà di recupero.

La presenza e la funzionalità del recettore 1A per la serotonina (5-HT1A) è centrale al coinvolgimento del sistema serotoninergico nel comportamento ansioso. Se nel roditore cancello il recettore durante un particolare periodo dello sviluppo postnatale produce una alterazione permanente del comportamento ansioso (se fatto in età adulta il sistema serotoninergico non cambia).
 
I terminali nervosi si autoregolano quando il neurotrasmettitore si lega al bersaglio post = un recettore controlla e regola il rilascio del neurotrasmettitore del terminale presinaptico.

In un soggetto non vedente durante la lettura braille si attivano le aree somatosensoriali associative e motorie ma anche le aree occipitali e la corteccia visiva secondaria (area 18), mentre nei vedenti nei compiti tattili si attivano solo le aree somatosensoriali. in compiti di memoria verbale si attiva nei non vedenti la corteccia visiva primaria (area 17). Disturbando queste aree con stimolazione transcranica nei non vedenti le prestazioni decadono.

I genitori e gli educatori devono mettere i bambini nelle migliori condizioni per lo sviluppo migliore che le loro potenzialità consentono.