Neurocostruttivismo

Nell’approccio neurocostruttivista vi è un legame molto forte tra sviluppo del cervello e sviluppo della mente -> ma in cosa si sostanzia questo legame? In questo approccio si è cercato di trovare nello sviluppo cerebrale una serie di agganci sulle modalità con cui si sviluppa la mente. Come si era detto all’inizio il bambino nasce immaturo (articolo di Meltzoff) -> questa caratteristica funzionale si abbina alle caratteristiche con cui si sviluppa il cervello, dato che è caratterizzato inizialmente da un periodo di immaturità molto prolungato, che comporta nel tempo un aumento del volume e a una modificazione della densità sinaptica (cioè infittirsi delle connessioni che legano varie aree cerebrali). Perché lo sviluppo nella nostra specie è lento? Perché così lo sviluppo della nostra mente può sintonizzarsi con l’ambiente a cui è esposto (che è plastico fin dalle origini, piuttosto che chiuso e già specializzato), avendo un maggiore tempo a disposizione. Inoltre in questo tempo il cervello può raggiungere un maggiore volume (in particolare corteccia prefrontale), e infine si ha la possibilità di ottenere comportamenti complessi nell’organismo a partire da un minimo grado di specificazione a livello genetico.

Modificazione della densità simpatica: lo sviluppo delle sinapsi fa sì che sempre di più vi sia un incremento delle capacità integrative del cervello, e cioè la capacità mettere in relazione le diverse informazioni (si va oltre l’informazione data). Questa capacità viene consentita dalle connessioni fra le varie aree cerebrali, e quindi dalle connessioni sinaptiche. Si potrebbe pensare che la densità sinaptica aumenta nel tempo. In realtà si può osservare una fase in cui vi è un forte incremento (fase chiamato sovrapproduzione), in cui il cervello del neonato contiene un numero molto maggiore di sinapsi rispetto al cervello adulto. Poi si ha un picco e infine si verificare una fase di decadimento (potatura o pruning), in cui molte sinapsi vengono eliminate fino a raggiungere il livello di densità tipico dell’adulto -> in che modo alcune sinapsi si mantengono e altre no? Sulla base di quelle che vengono utilizzate, quindi in base all’esperienza (è così che il nostro cervello è plastico verso l’ambiente). Il processo di sovrapproduzione e poi pruning non avviene allo stesso modo (Secondo le stesse tempistiche) in tutte le aree del cervello -> nelle aree sensoriali si ha molto precocemente la sovrapproduzione e poi il decadimento, mentre nelle aree di elaborazione linguistica il processo avviene in modo più tardivo. La corteccia prefrontale e frontale ha una sovrapproduzione più lenta (dura di più), inoltre la fase di maggiore plasticità si verifica molto tardi nello sviluppo e si conclude intorno ai 16 anni (quindi il momento in cui la corteccia prefrontale è maggiormente plastica non corrisponde al momento in cui lo è la corteccia sensoriale o della produzione linguistica).

A cosa servono le fasi di sovrapproduzione e decadimento sinaptico? L’ipotesi è che servano ad un ampliamento dello spazio concesso all’esperienza per plasmare lo sviluppo cerebrale -> ciò porta all’ipotesi del selezionismo: la specializzazione delle strutture cerebrali è il risultato di un processo di selezione, cioè di un perdita selettiva di connessioni ridondanti (potatura) -> le connessioni sinaptiche e attivate meno frequentemente si indeboliscono sempre di più e le connessioni utilizzate più spesso vengono preservate e sempre più rafforzate. A lungo termine il processo selettivo attraverso cui vengono perse le connessioni ridondanti porta a una crescente segregazione delle connessioni mantenute, che creano dei circuiti incapsulati e specializzati per l’elaborazione d specifiche informazioni -> sempre di più la risposta dei vari circuiti corticali è localizzata (solo certe aree rispondono a certi stimoli) e selettiva (quell’area risponde a un determinato stimolo e non ad altri). Questo vuol dire che la specializzazione è il risultato di un processo di modularizzazione che avviene nel corso dello sviluppo, e non il punto di partenza (come dicono gli innatisti) —> visione epigenetica, piuttosto che maturativa.

Esempio: in uno studio è stata osservata l’attivazione cerebrale alla vista di volti all’età di 5-8 anni, 11-14, 20-23 -> nei bambini più piccoli non si attiva una sola area, mentre mano a mano che prosegue lo sviluppo si attiva un’area sempre inferiore, che sarebbe il giro fusiforme (risposta sempre più localizzata e specifica). Lo stesso avviene per il linguaggio: sotto i 2 anni la presentazione di parole attiva diverse aree della nostra corteccia, mentre quando il vocabolario del bambino raggiunge le 200 parole, l’attivazione a stimoli linguistici è selettiva è localizzata nel lobo temporale sinistro (da una attivazione generalizzata si passa ad una attivazione localizzata e selettiva) -> qui la variabile fondamentale non è l’età, ma l’ampiezza del vocabolario (quindi la specializzazione dipende dalle esperienze del bambino, piuttosto che dalla maturazione del cervello). Questo fenomeno a livello neurale ha come corrispondente funzionale il fenomeno della sintonizzazione percettiva (che è un fenomeno dominio-generale)

Si potrebbe dire che questo processo avviene solo nella prima infanzia, in realtà non è così perché molti studi hanno mostrato che tale processo di selezione sinaptica si verifica anche nella preadolescenza e adolescenza, solo che non riguarda le aree sensoriali, ma le aree prefrontali e frontali -> I processi di sinaptogenesi e pruning si verifica più tardivamente in queste aree. Inoltre avviene più tardivamente nei maschi piuttosto che nelle femmine (mostrando quindi come anche gli ormoni hanno un’influenza). Queste modificazioni nella densità sinaptica hanno una ripercussione sulle modalità in cui gli adolescenti ragionano? Alcuni studi hanno indagato la cognizione sociale (capire cosa c’è nella mente degli altri, capire intenzioni, pensieri ed emozioni nell’altro) nell’adolescenza, usando fmri, mettendo a confronto come adulti e adolescenti svolgono un compito di cognizione sociale (capire cosa c’è nella mente dell’altro). In questo studio dovevano rispondere a domande concernenti le intenzioni di personaggi di alcune scenette, oppure dovevano rispondere a domande che non riguardavano intenzionalità, ma oggetti (controllo) -> adulti e adolescenti attivano lo stesso network cerebrale, però guardando i dati più in dettaglio si scopre che anche se il network è lo stesso, la proporzione di attivazione cambia, in particolare si osserva che mentre gli adulti attivano in maggiore misura il solco temporale superiore, negli adolescenti si attiva di più la corteccia prefrontale -> ciò vuol dire che la strategia utilizzata dagli adolescenti è diversa da quella usata dagli adulti: gli adulti danno una risposta più veloce e automatica (cercando la risposta in ciò che già sanno), senza ragionare troppo / gli adolescenti invece si fanno tante domande e ragionano di più, perché hanno molti più dubbi su quali siano le intenzioni dei personaggi (ecco perché si attiva di più la corteccia prefrontale). Ciò è dimostrato dal fatto che esiste una correlazione negativa tra attivazione della corteccia prefrontale ed età (tanto più cresce l’età tanto più si attiva di meno la corteccia prefrontale in compiti di questo tipo). Una cosa simile avviene per le emozioni sociali (ad esempio la vergogna o la colpa -> viene chiesto di identificare emozioni sociali): uno studio fmri ha mostrato che tra adolescenza ed età adulta si verifica un decremento dell’attivazione prefrontale (gli adulti di fronte a queste emozioni si pongono molte meno domande rispetto agli adolescenti). Questo vuol dire che gli adolescenti sono particolarmente sensibili alle emozioni sociali. In un altro studio si doveva rispondere il più velocemente possibile a uno stimolo target (cerchio su sfondo bianco). Però prima del target possono essere presentate immagini in cui una persona esprime una emozione neutra o immagini in cui una persona esprime una emozione negativa. Per gli adulti la presentazione di una foto con espressione triste o neutra non fa differenza (non si lasciano influenzare dall’espressione emotiva), mentre negli adolescenti le immagini con espressioni tristi fanno attivare aree prefrontali e la performance, quando vi è l’emozione negativa, decresce (quindi la prestazione dell’adolescente è modulata dall’emozione, a differenza dell’adulto). La maggiore attenzione dell’adolescente agli aspetti emotivi (non legati al compito) fa sì che l’attenzione sia rivolta all’emozione, e quindi fa ridurre l’attenzione verso gli stimoli target (rilevanti per il compito), riducendo di conseguenza la prestazione.

Tutti questi studi mostrano che l’attività delle aree prefrontali decresce dall’adolescenza all’età adulta, e ciò ha un riscontro funzionale nel comportamento dell’individuo (si modificano le strategie attraverso cui si risolvono i compiti di cognizione sociale presentati negli esperimenti). Ciò vuol dire che nell’adolescenza la corteccia è ancora plastica (è un periodo critico/sensibile), quindi più aperta a cambiamenti (aspetto positivo), però anche più vulnerabile nell’essere direzionata verso traiettorie atipiche (aspetto negativo). Ciò spiega, a livello comportamentale, anche tutte le difficoltà dell’adolescente nel capire le intenzioni dell’altro, la maggiore propensione nell’assumersi rischi e minore tendenza ad assumere atteggiamenti prudenti, e la maggiore sensibilità alle emozioni sociali di imbarazzo e colpa.

Il neurocostruttivismo, in base a tutto ciò che è stato detto, attribuisce una grande importanza all’esperienza —>  3 diversi ruoli che l’esperienza può assumere nello sviluppo del cervello e della cognizione:
1) Processi indipendenti dall’esperienza: sono basate sulle informazioni genetiche -> la selezione naturale porta all’evoluzione di meccanismi specifici biologicamente disponibili prima di qualsiasi esperienza postnatale
2) Processi guidati dall’esperienza: in cui le frecce sono unidirezionali, ma partono dall’esperienza -> sono responsabili dei processi di apprendimento dominio-generali che agiscono in maniera analoga in qualsiasi momento dello sviluppo e per qualsiasi tipo di stimolo -> permettono l’adattamento del singolo all’ambiente e coincidono con l’apprendimento. Qui si intende ovviamente ambiente individuale e non specie-specifico
3) Processi experience-expectant: sono processi che riguardano abilità comuni a tutti i membri della specie -> fanno riferimento non all’ambiente individuale, ma a quello specie-specifico (cioè quello che accomuna tutti gli uomini), ad esempio tutti gli uomini sono esposti ai volti o al linguaggio. Sfruttano la plasticità del cervello, quindi il fatto che in alcuni momenti il cervello è aperto a modificarsi sotto l’influsso dell’esperienza. Quindi di conseguenza dipendono dall’esposizione all’esperienza entro particolari finestre  temporali (periodi critici o sensibili).

Per il NC è quindi molto importante, oltre al concetto di esperienza, anche il concetto di tempo (vedi periodo critico e sensibile su libro).
Da cosa dipende l’apertura e la chiusura di un periodo sensibile? Si è visto che vi sono dei circuiti eccitatori-inibitori per cui in certi momenti dello sviluppo (fase 1) la plasticità risulta frenata (le cellule inibiscono il cambiamento), poi nella fase 2 queste cellule permettono il cambiamento, quindi il sistema è plastico, mentre nella fase 3 le cellule inibiscono ancora il cambiamento -> come si è detto prima questi interruttori cellulari maturano in tempi diversi nelle diverse aree corticali. Cosa può andare storto? Può capitare che la finestra temporale si apra troppo presto (esempio: i bambini nati pretermine sono esposti a tipologie di input a cui non dovrebbero essere esposti), oppure si apra troppo tardi (esempio: ritardo mentale -> alcuni input arrivano più tardi). La finestra può anche aprirsi al momento giusto, ma è troppo estesa, quindi il sistema è aperto per troppo tempo, oppure è troppo ristretta. Può anche succedere che la plasticità non è abbastanza elevata. Tutte queste problematiche possono sorgere a causa di deprivazione sensoriale, assunzione di farmaci, ma anche di determinate tipologie di esperienza.
[Processi analitici: si riescono a distinguere due volti perché si riconoscono che gli elementi all’interno del volto sono diversi (seppure abbiano le stesse relazioni spaziali)
- Processi configurali: si riescono a distinguere due volti grazie al fatto eh i vari elementi (seppure tutti uguali) hanno diverse relazioni spaziali
- Processi olistico: si riescono a distinguere due volti grazie a una visione di insieme del volto.
-> Nel riconoscimento di volti vengono usati tutti e tre i processi]

Vi sono periodi critici anche nell’acquisizione del linguaggio -> non è un solo periodo critico (non vi è solo una curva di plasticità), ma c’è un periodo critico per ogni abilità linguistica -> la capacità di discriminare tra suoni linguistici e non linguistici viene acquisita molto precocemente (già a partire dalla gravidanza, ciò vuol dire che il sistema è già aperto e plastico prima della nascita a raccogliere stimoli linguistici). La capacità successiva che compare è la sintonizzazione percettiva verso le caratteristiche della propria lingua madre (è il momento in cui ci si accorge che nella lingua madre vi sono delle regolarità specifiche -> esempio capacità di discriminare tra /r/ e /l/). Una volta acquisite le categorie fonetiche della lingua madre, si acquisisce l’abilità di segmentare le parole in un flusso linguistico continuo (cioè senza pause tra le parole), abilità molto importante per comprenderne il significato. Poi vengono acquisite a cascata tutte le altre abilità -> per acquisire una abilità successiva è necessario che tutte quelle precedenti siano state acquisite. È stata dimostrata ad esempio una correlazione tra la precoce capacità di distinguere fonemi e la successiva competenze linguistiche.

Le finestre temporali (critiche o sensibili) costituiscono sia delle opportunità sia delle vulnerabilità:
* Nell’ambito linguistico una grande opportunità per il bambino è offerto da un ambiente bilingue, che permette al bambino di sintonizzarsi su due categorie fonetiche (se ciò non accade, sarà molto difficile poi acquisire un’altra lingua). In questi bambini lo sviluppo linguistico in generale è più lento (perché ricevono meno input per ciascuna lingua), però alla fine acquisiscono ben due repertori linguistici.
* Però è stato dimostrato anche come la finestra temporale può avere conseguenze negative: i bambini con madri depresse sperimentano meno gioco simbolico, meno attenzione congiunta, meno discorsi rivolti al bambino -> ciò causa un impatto negativo sullo sviluppo linguistico, che si ripercuote per tutto lo sviluppo. Quindi qui la finestra era aperta e disponibile, ma non vi erano abbastanza informazioni.

È possibile riaprire un periodo critico/sensibile? Ancora non si ha una risposta certa, però si sa che tanto più le finestre temporali sono precoci, tanto più è difficile incidere successivamente nello sviluppo. Vi sono però anche studi che mostrano come training intensivi che forniscono un feedback possono far leva sul residuo di plasticità che rimane (se il periodo è sensibile e non critico). Comunque sembra che molto raramente il sistema possa arrivare a possedere quel livello di prestazione che ha raggiunto l’individuo che è stato esposto alle esperienze giuste nel periodo giusto. Si deve tenere in considerazione che vi sono anche ampie differenze individuali.