Ruolo dei neuroni specchio nell'apprendimento motorio e nella comprensione delle azioni

  
4 
L’apprendimento  motorio  seguirà  sempre  tre  stadi:  coordinazione  grezza, 
coordinazione  fine,  autonomo  o  della  disponibilità  variabile.  I  neuroni  specchio 
ricoprono senz’altro un ruolo fondamentale nel primo stadio. 
Il  concetto di  imitazione  segue due  strade:  la prima  si  riferisce alla  capacità di un 
individuo di replicare un atto, appartenente più o meno al suo repertorio mortorio, 
dopo averlo osservato da altri;  la seconda presuppone che un  individuo osservando 
un  atto  altrui  apprenda  quel  pattern  d’azione  nuovo  arrivando  a  svolgerlo, 
certamente con la ripetizione, in modo dettagliato. 
Tramite  l’imitazione  è  quindi  possibile  riprodurre  l’azione  osservata  e 
successivamente apprenderla. 
Alcuni importanti studi sull’apprendimento imitativo hanno definito che: 
‐ ritardare l’esecuzione dell’azione dimostrata potrebbe migliorare l’apprendimento. 
‐ tramite  i neuroni specchio  l’atto motorio nuovo osservato viene spezzettato  in più 
frammenti, mettendoli  a  confronto  con  il  proprio  repertorio motorio,  permettono 
l’apprendimento del nuovo gesto. 
‐  il sistema specchio ha  la possibilità di  imparare anche  in modo non coerente, cioè 
replicando un atto motorio diverso da quello osservato. 
‐  molto  probabilmente  il  sistema  specchio  si  sviluppa  nel  bambino  tramite 
l’apprendimento Hebbian mentre il bambino osserva ed ascolta le proprie azioni. 
Anche  la  comprensione delle azioni  rientra nelle  competenze dei neuroni  specchio; 
anzi questa è in definitiva la competenza principale di tali neuroni. 
Inoltre la cosa stupefacente è che non si limitano a comprendere l’azione vista ma ne 
anticipano  addirittura  la  sua  intenzione.  Ovviamente  questo  in  base  al  nostro 
vocabolario  d’atti  con  il  quale  si  confrontano  gli  atti  motori  osservati  per 
comprenderli 
Questo  processo  risulterebbe  fondamentale  in  tutti  quegli  sport  situazionali,  di 
squadra e singoli, dove la rapidità con cui si anticipa l’azione avversaria, di attacco o 
difesa, è fondamentale per la prestazione. 
Ricordiamo  che  durante  un  atto  motorio  abbiamo  ben  5  stadi,  dove  i  primi  2 
riguardano  la  percezione,  il  terzo  riguarda  la  decisione,  il  quarto  la  selezione  e  il 
quinto e ultimo l’esecuzione. 
Sicuramente  i neuroni specchio entrano  in gioco nei primi due stadi, abbreviando di 
molto, in atleti allenati, i tempi di reazione. 
In base agli studi effettuati possiamo affermare : 
‐Il contesto e l’azione sono determinanti per la comprensione dell’azione. 
  
5 
‐    Più  competenze  motorie  si  hanno  su  un  determinato  sport,  maggiore  è 
l’attivazione  del  sistema  specchio  nell’osservare  gesti motori  appartenenti  a  quel 
determinato sport 
‐ Lo sviluppo del sistema specchio in un atleta professionista permette una capacità 
maggiore  di  comprendere  e  prevedere  l’esito  di  un  ‘azione  così  da  anticiparla  in 
tempi più brevi. 
In ultimo empatia ed emozioni altrui. 
L’empatia  è  l'attitudine  a  offrire  la  propria  attenzione  per  un'altra  persona..  La 
qualità  della  relazione  si  basa  sull'ascolto  non  valutativo  e  si  concentra  sulla 
comprensione dei sentimenti e bisogni fondamentali dell'altro. 
Nello  sport  tale  discorso  è  sicuramente  meno  applicabile  sul  campo,  ma  risulta 
comunque di necessaria importanza per quel che concerne il rapporto tra istruttore e 
allievo ed allenatore e atleta. Tramite il linguaggio del corpo e l’espressività facciale 
l’allenatore tramite  i neuroni specchio potrà capire al volo  i bisogni dell’allievo così 
da motivarlo in caso ci siano problemi, o elogiarlo per un atteggiamento positivo. 
Viceversa  anche  l’allievo  troverà  nell’allenatore  quelle  espressioni  che  gli  faranno 
comprendere subito il suo pensiero nei suoi confronti. 
Si creerà insomma un forte rapporto empatico grazie al sistema specchio. 
Il  circuito  che prende parte a questi meccanismi di  comprensione delle emozioni è 
formato dal  sistema  specchio, dall’insula  che  funziona da ponte di  collegamento e 
dal sistema limbico. Studi specifici hanno visto come sia nel disgusto sia nel dolore i 
meccanismi specchio funzionino in modo efficiente, facendo provare a chi osserva le 
stesse emozioni dell’osservato. 
Si è visto anche come forme più astratte(cioè non osservando direttamente il volto o 
l’atteggiamento di una persona)  attivino lo stesso i neuroni specchio. 
 
 
 
 
 
 
 
 
  
6 
INTRODUZIONE 
 
 
 
"I neuroni specchio sono per le neuroscienze ciò che il DNA è stato per la biologia". 
(Vilayanur Ramachandran). 
Con  questa  frase  l'eminente  neurologo  e  psichiatra  indiano  ci  fa  capire  la  grande 
importanza della  scoperta di questa classe di neuroni, paragonandoli appunto alla 
scoperta del DNA. 
Essendo  le  neuroscienze  una  branca  implicata  in  molte  discipline,  possiamo 
affermare  con  cognizione di  causa di  come  le  scienze motorie abbiano giovato da 
una simile novità scientifica. 
Ovviamente  concetti  come  l'apprendimento  per  imitazione,  la  comprensione  delle 
azioni  altrui,anche  per  far  sì  che  possano  essere  anticipate,  il  coinvolgimento 
emotivo  che  proviamo  ogni  qual  volta  interloquìamo  o  semplicemente  guardiamo 
un'altra persona non  sono delle novità, ma vari autori  in molti  testi e  studi  citano 
appunto queste capacità dell'essere umano. 
Quello  che mancava  però  era  una  spiegazione  razionale  a  queste  tematiche,una 
spiegazione da un punto di vista biologico/fisiologico (G.Rizzolatti,Lisa Vozza 2008) e 
non  solamente  tramite  ipotesi di  tipo  filosofico, psicologico o quant'altro,anche  se 
indubbiamente veritiere e molto importanti ancora oggi. 
Parlando  innanzitutto  del  sistema motorio  possiamo  vedere  come  per  decenni  sia 
stato relegato alla semplice funzione esecutiva non conferendogli le reali doti; infatti 
il  classico  schema  arcaico  prevedeva  innanzitutto  la  percezione  di  un  qualcosa,  in 
secondo luogo la sua integrazione con le rappresentazioni mentali interne, ed infine 
la  meccanicità  del  movimento,e  perciò  avevamo:  percezione  –  cognizione‐ 
movimento. 
Oggi  invece  dobbiamo  attribuire  al  sistema motorio  un  ruolo  ben  più  importante, 
caratterizzato da un grande mosaico  in cui entrano a  far parte aree  frontali e aree 
parietali,  strettamente  connesse,  le quali a  loro  volta  creano  connessioni  con aree 
visive,  uditive,  tattili,  avendo  nel  complesso  una  funzionalità  molto  ben  più 
sviluppata rispetto a quello che fino alla fine degli anni ‘80 si era portati a pensare. 
Una  scoperta  sensazionale  è  stata  quella,  grazie  soprattutto  all'utilizzo  dei 
microelettrodi (per rilevare l’attività elettrica a livello del singolo neurone), di trovare 
all'interno di determinate aree cerebrali neuroni che si attivassero per atti motori e 
non  semplici movimenti,  sparando  (come  in  gergo  neurofisiologico  si  usa  dire)  o 
attivandosi  anche  all'osservazione  di  oggetti  con  il  quale        regolarmente 
interagiamo e all'osservazione di azioni altrui compiute su quegli oggetti. 
Possiamo  dividere  questi  neuroni  in  due  grandi  famiglie:  i  neuroni  canonici  ed  i 
neuroni specchio. 
  
7 
Ovviamente ci andremo a  soffermare principalmente  sulla  seconda classe vedendo 
come questi siano implicati in funzioni sorprendenti; hanno ribaltato completamente 
il rigido confine tra processi percettivi, cognitivi e motori. 
Soprattutto possiamo arrivare a capire come sia nelle scimmie,sia nella nostra specie 
di"homo sapiens" non siano realmente importanti i singoli movimenti bensì le azioni 
prodotte  per  un  fine:  infatti,  soprattutto  noi  umani,  per  interagire  con  l'ambiente 
circostante  non  ci  limitiamo  a muovere  braccia, mani  e  bocca, ma  raggiungiamo, 
afferriamo o mordiamo qualcosa. 
La scoperta dei neuroni specchio può farci affermare una frase a dir poco importante 
:  un  cervello  che  agisce  è  anche  e  innanzitutto  un  cervello  che  comprende 
(G.Rizzolatti, C.Sinigaglia, 2006). 
La  comprensione  di  ciò  che  prova  la  gente,  di  ciò  che  sta  facendo,  di  ciò  che  ha 
intenzione di fare, di ciò che vuole comunicarci, è una vera e propria "telepatia" che 
possiamo  andare  a  collegare  a  partire  da  una  singola  cellula  cerebrale;  il  fatto 
notevole  è  la  spontaneità  di  questa  simulazione  :  non  abbiamo  bisogno  di  trarre 
inferenze  complesse,  né  tanto  meno  di  elaborare  complicati  algoritmi,  ma 
semplicemente usiamo  i nostri neuroni  specchio(M.Iacoboni, 2008), ed è grazie ad 
essi che queste capacità sono assolutamente immediate. 
Ma  apriamo  una  breve  parentesi  nella  scoperta  di  questa  classe  di  neuroni 
particolare: 
Erano gli inizi degli anni ‘90 e il team formato da Vittorio Gallese, Leonardo Fogassi, 
Luciano  Fadiga  e  il  loro  coordinatore Giacomo  Rizzolatti  si  trovava  nei  laboratori 
dell'Università di Parma  svolgendo  studi neurofisiologici  sui macachi,  specialmente 
dedicati  a  un'area  detta  F5  nella  corteccia  premotoria;  quest'area  deputata  alla 
pianificazione, alla selezione, alla esecuzione delle azioni di tipo manuale,ma anche 
buccale, tramite milioni di neuroni presenti all'interno. 
Si  scelse  innanzitutto  di  studiare  sui  macachi  poiché  secondo  i  neuroanatomisti 
questi presentano una forte corrispondenza con  la corteccia cerebrale dell'uomo, e, 
continuando, si scelse di studiare soprattutto l'area F5 poiché l'azione manuale è un 
qualcosa  di  fondamentale  nell'uomo;  tramite  anche  l'uso  della  mano  l'uomo  ha 
saputo prevalere su tutte le altre specie animali terrestri. 
Casualmente uno dei membri prese  in mano una nocciolina esattamente davanti al 
campo visivo della scimmia oggetto di studio, e appena esplicò  l'azione, essendo  la 
scimmia connessa all'oscilloscopio di rilevazione dell'attività neuronale, sentì sparare 
come se fosse la scimmia stessa a prendere la nocciolina in questione. 
Ovviamente questa bizzarra scoperta portò a una serie di esperimenti che sancirono 
ufficialmente  la  presenza  di  questi  neuroni  chiamati  successivamente  neuroni 
specchio  o  mirror  neurons,  all'interno  dell'area  F5;  si  vide  che  questi  neuroni  si 
comportavano  come  i  "cugini" motori ma  con  la  peculiarità  di  attivarsi  anche  in 
risposta alla vista di un’azione compiuta da un’altra persona. 
Anche questi, come i motori, si attivavano ciascuno in modo molto specifico per una 
  
8 
certa  azione;  perciò  lo  scopo  dell'azione  altrui  fu  il  criterio  fondamentale  per 
classificare  queste  cellule  nervose,arrivando  ad  avere  quindi:  neuroni  afferrare, 
neuroni strappare, neuroni tenere, neuroni lasciare, e così via. 
Possiamo definire questa situazione,un classico caso di serendipità, cioè  la capacità 
di  fare  scoperte  importanti  in modo  del  tutto  casuale  (un  esempio  famoso  è  la 
scoperta della penicillina da parte di Alexander Fleming nel 1928, anche se utilizzata 
contro le infezioni batteriche solo a partire dal 1940). 
Oltre all'area F5 si andò a studiare anche  l'area F4, deputata  inizialmente alla sola 
parte motoria del braccio, del collo e della faccia; ovviamente si scoprì anche qui un 
sistema  specchio  che  rispondeva  sia a  stimoli visivi  reali,  sia anche a  stimoli  tattili 
delle suddette zone. Queste due parti collegate, visiva e  tattile,  fecero pensare che 
tali neuroni fossero implicati nel creare una mappa dello spazio che circonda il corpo 
(mappa  peripersonale),  ipotizzando  che  tale  mappa  sia  una  mappa  di  azioni 
potenziali eseguite dal corpo stesso. 
Successivamente,  si  scoprì  come  alcune  classi  di  neuroni  specchio  si  attivino 
maggiormente per azioni  in cui si può  interagire, quindi nello spazio peripersonale, 
ed altri maggiormente  in azioni  lontane dal proprio campo d’azione, nel cosiddetto 
spazio extrapersonale.  In realtà poi si vide che alcuni di questi neuroni non fossero 
realmente  sensibili  alla  distanza, ma  alla  possibilità  di  agire  o meno  (esempio  ad 
un’azione  osservata  dietro  un  pannello  di  vetro  non  possiamo  prender  parte  ), 
mentre altri rimanevano comunque influenzati dal sistema metrico.  
“Il  nostro  cervello  divide  lo  spazio  in  almeno  due  settori  principali:  quello  su  cui 
possiamo agire e quello su cui non possiamo agire”. (Marco Iacoboni, 2008). 
Vari  studi  sui macachi  iniziarono a  stabilire delle altre proprietà di questi neuroni; 
innanzitutto si volle vedere se questi discriminassero le varie prese, di precisione, con 
tutte  le dita o a mano piena, che risultano  indispensabili per differenziare  l'oggetto 
che si vuole afferrare. 
Si notò appunto  che alcuni neuroni  scaricassero più per  la presa di precisione per 
oggetti di piccola taglia, altri si attiravano di più quando la scimmia afferrava oggetti 
con tutte  le dita per oggetti di media taglia, altri sparavano di più durante  la presa 
mano piena per oggetti di grandi dimensioni.(Rizzolatti et al., 1988) 
A prescindere dalla loro specificità per certi tipi di presa, si notò come l'attivazione di 
neuroni specchio di F5 si differenziasse anche in relazione alle differenti fasi dell'atto 
motorio. Si vide che ben  il 70% dei neuroni di F5 era attivo sia durante  l'estensione 
delle  dita,  che  caratterizza  la  preformazione  della  presa,  sia  durante  la  flessione, 
presa effettiva, e questa è un'ulteriore prova della  risposta  che  tali neuroni hanno 
per atti motori e non semplicemente verso singoli movimenti. 
Un altro esperimento notò che i neuroni specchio della scimmia si attivavano anche 
quando  l'azione  osservata  era  visibile  solo  parzialmente  suggerendo  che  questi 
neuroni si attivassero quando l'animale era solo in grado di capire cosa fanno gli altri 
senza  realmente  vedere  l'intera  azione,  concetto  che  vedremo  come  molto 
  
9 
importante nella pratica sportiva per anticipare l’azione avversaria. 
Ci si chiese allora se questi neuroni fossero in grado di comprendere le intenzioni del 
soggetto che si sta osservando. In un esperimento si misero in atto due situazioni: 
 In pratica nella prima situazione si afferrava un pezzo di cibo in un contenitore e lo si 
portava alla bocca per mangiarlo, mentre nel  secondo  caso  invece di portarlo alla 
bocca  lo  si  poneva  in  un  altro  contenitore;  in  entrambi  i  casi  si  registrarono 
essenzialmente attivazioni di stessi neuroni ma con una potenza maggiore di alcuni 
per  il primo  caso e di altri per  il  secondo; perciò differenziarono neuroni afferrare 
per  mangiare  da  neuroni  afferrare  per  spostare.  Questo  per  quanto  riguarda 
l'azione  effettuata  direttamente  dalla  scimmia,  che  ovviamente  non  cambiava  se 
osservava un altro soggetto fare le stesse azioni. 
Importante  il  fatto  che  i  neuroni  della  scimmia  riuscissero  a  capire  già  all'inizio 
dell'azione quale sarebbe stato  il suo fine, processo effettuato grazie sia all'oggetto 
osservato  sia  a  piccole  altre  rilevazioni  scaturite  dall'esperienza.  Riprenderemo 
quest’ultimo concetto nei prossimi capitoli. 
Vorrei aprire una piccola parentesi sui neuroni canonici, scoperti prima dei colleghi 
specchio. 
In  pratica,  si  è  visto  come  questi  neuroni,  presenti  nell’area  F5  con  un  circuito 
collegato all’area  intraparietale anteriore  (AIP),  si attivassero alla  vista di oggetti 
con i quali interagire. 
Questo discorso è collegato al concetto di affordance,  i cui gli oggetti circostanti ci 
offrono continuamente  informazioni per agire con essi, ci danno un  invito su come 
compiere  determinati movimenti  o  azioni  (  affordance  dal  verbo  “to  afford”,  cioè 
offrire). 
Dallo studio dei neuroni canonici si notò come un’altra classe di neuroni rispondesse 
sia  quando  la  scimmia  effettuava  una  determinata  azione  sia  quando  vedeva 
compierla da un altro soggetto: appunto i neuroni specchio. 
Insomma  , questo è solo un assaggio di quelle che sono  le potenzialità di questa 
straordinaria  classe  di  neuroni,  e  l’obiettivo  di  questa  tesi  sarà  far  capire  come 
l’apprendimento  motorio  per  imitazione,  la  comprensione  dell’azione  e  la  sua 
anticipazione  e  l’empatia  nel  rapporto  tra  istruttore  e  allievo  o  allenatore  ed 
atleta, siano largamente influenzati dal sistema specchio e di come questo entri di 
diritto  nella  formazione  dell’atleta  e  nell’approccio  dell’allenatore  verso 
quest’ultimo.