IMPULSI 1 Collana diretta da Giacomo Rizzolatti
Coordinamento editoriale Leandro del Giudice Redazione Muriel Benassi Logo di Collana Giovanni Cascavilla Grafica Anna Bartoli Immagine di copertina Elaborazione grafica di Giuseppe Di Cesare ISBN 978-88-8103-936-4 Š 2019 Edizioni Diabasis Diabasis srl-Str.San Girolamo, 17/b - 43121 Parma Italia telefono 0039 0521 207547 www.diabasis.it
Questo volume della collana Impulsi vede la luce anche grazie al sostegno economico non condizionato di Paolo Chiesi
Perché Impulsi
In Italia il termine “borbonico” ha, in genere, un connotato negativo: indica una gestione arretrata e corrotta della cosa pubblica. Quest’accezione del termine è profondamente ingiusta se si parla dei Borboni di Parma. La dinastia dei Borbone, succeduta a Parma nel 1748 all’estinta casa Farnese e a un breve interregno austriaco, diede un impulso alla vita culturale di questa città che ancora oggi contraddistingue Parma rispetto alle vicine città emiliane e padane. Con l’emanazione della “Costituzione per i nuovi regi studi”, la nuova dinastia riordinò tutto il settore dell’Istruzione, inclusa l’Università. Nacquero una serie di istituzioni necessarie per lo sviluppo scientifico e culturale della città: la Biblioteca Palatina, il Museo d’Antichità, l’Orto Botanico, l’Osservatorio Metereologico, l’Accademia di Belle Arti. L’Università venne dotata di una Scuola di veterinaria, di Gabinetti di fisica, e di un Teatro di anatomia. Venne soppresso il Tribunale della Inquisizione e molti beni appartenenti al clero furono assegnati a istituti di istruzione pubblica. La città contava in quegli anni il più grande numero di abbonati all’Encyclopédie di Diderot e d’Alembert dopo Parigi. Nasce il mito di Parma nuova Atene d’Italia. Il rinnovo dell’Università portò anche un miglioramento dell’attività didattica e scientifica. In quegli anni Francesco Gennari, studente di Medicina a Parma, scoprì, nel suo lavoro di tesi, che la corteccia cerebrale dell’uomo non è uniforme, ma che esiste una regione dove si osserva una stria biancastra. Questo era un dato rivoluzionario dato che l’omogeneità della corteccia cerebrale era un dogma dell’anatomia di allora. La corteccia “con la stria” venne chiamata da Gennari “corteccia striata”, un nome che è ancora in uso per descrivere la corteccia visiva primaria. Il trovare differenze istologiche tra le varie parti della corteccia fu un passo fondamentale per lo studio 3
funzionale della corteccia e per la localizzazione delle varie funzioni sensoriali, cognitive e motorie. La scoperta di Gennari sarebbe stata dimenticata se a Parma, a capo della Reale Stamperia, non ci fosse stato un personaggio come Giambattista Bodoni. Bodoni, o per amicizia verso Gennari o intuendo che si trattava di una scoperta fondamentale, decise di pubblicare la tesi di Gennari. L’elegante libro del Bodoni dal titolo De peculiari structura cereberi ebbe una notevole diffusione in Europa e grazie a questa pubblicazione (1782) la scoperta di Gennari divenne nota a tutta la comunità scientifica. È ovvio che oggi non occorre avere un Bodoni per diffondere le scoperte scientifiche. Il numero di riviste scientifiche tradizionali e soprattutto “on line” è cresciuto a dismisura. Tuttavia, le limitazioni di spazio, imposte dalle riviste più prestigiose, e il linguaggio scientifico di per sé, rendono molto difficile, se non impossibile, la comprensione ai non specialisti dei lavori pubblicati nelle riviste scientifiche. Le tesi di dottorato (almeno in certe discipline) fanno eccezione a questa regola. Il dover scrivere una prefazione che spieghi il problema in termini generali, e una discussione che analizzi in cosa consista l’avanzamento delle nostre conoscenze grazie ai nuovi dati della tesi, rendono la lettura della stessa accessibile anche ai non-specialisti. L’iniziativa della casa editrice Diabasis di pubblicare quindi alcune tesi della nostra Università, sia nel campo umanistico (Collana Domani) sia in quello scientifico (Collana Impulsi), è un’iniziativa molto interessante per trasmettere al pubblico il lavoro di ricerca che è fatto nelle nostra Università ed è degna di essere sostenuta. La prima tesi delle collana “Impulsi” tratta della nostra capacità di dedurre lo stato mentale degli altri dalla maniera con cui questi agiscono. Questa tesi, che riflette il lavoro di vari anni di Giuseppe Di Cesare, ha una storia interessante. Qualche anno fa incontrai Daniel Stern. Stern, che è scomparso circa cinque anni fa, era un famoso psichiatra e psicoanalista americano, autore di un capolavoro sulle interazioni madre-bambino (The Interpersonal World of the 4
Infant, 1985). Stern mi fermò, dopo avere sentito la mia presentazione, e mi disse. “È certamente molto interessante capire come viene codificato lo scopo di un’azione (il what) e l’intenzione sottostante (il why), ma voi neuroscienziati trascurate un aspetto fondamentale del comportamento e cioè il modo in cui l’azione viene eseguita (l’how). Un’azione, infatti, può essere compiuta dolcemente o vigorosamente, lentamente o velocemente, e da questi aspetti posso dedurre lo stato mentale dell’agente e i suoi rapporti con colui verso cui l’azione è diretta. Questi aspetti, che io chiamo vitality forms o vitality affects, sono stati fino a ora ignorati dalle neuroscienze.” Stern aveva ragione. Decidemmo quindi di collaborare e, prima della sua improvvisa morte, riuscimmo a pubblicare un primo lavoro in cui trovammo che l’how (le vitality forms di Stern) aveva come sede principale una struttura corticale chiamata “insula”. Il lavoro sulle forme di vitalità continua da molti anni nel Centro CNR di Parma. È stato l’argomento che Di Cesare ha studiato come dottorando, dimostrando, tra l’altro, che il meccanismo mirror alla base del riconoscimento delle forme di vitalità altrui, e che oggi sta ancora studiando come assegnista di ricerca del CNR. Una parte del suo lavoro si trova nella tesi pubblicata come primo numero della Collana “Impulsi”.
Giacomo Rizzolatti Prof. Emerito di Fisiologia Umana Responsabile del Centro CNR di Parma, Dipartimento di Neuroscienze
5
Giuseppe Di Cesare
Capire gli stati d’animo degli altri
Indice
11
Introduzione
15
Quadro teorico
25
Primo studio I correlati neurali responsabili del riconoscimento delle forme di vitalità
49
Secondo Studio La codifica delle forme di vitalità e della velocità coinvolge settori differenti dell’insula: un’analisi multi-voxel (MVPA)
75
Terzo studio Il ruolo dell’insula nella codifica delle forme di vitalità durante l’osservazione, l’immaginazione e l’esecuzione dell’azione
91
Conclusione
99
Nuove ricerche
117
Bibliografia
124
Bibliografia immagini
Introduzione
Ogni giorno produciamo continuamente movimenti, respiriamo, agiamo, cambiamo le nostre espressioni facciali. Il movimento è la più importante dimostrazione di vita e ha un fondamentale ruolo nel trasmettere agli altri la nostra vitalità. Le stesse azioni possono essere compiute in modo differente, questo dipende dalle nostre intenzioni o dal nostro atteggiamento (positivo/negativo) nei confronti degli altri. A esempio una stretta di mano può essere “vigorosa” o “delicata”, una carezza “gentile” o “frettolosa”, e persino un’emozione come la rabbia può “esplodere” o rimanere “fredda”. Daniel Stern, psichiatra statunitense, è stato il primo studioso che ha osservato questi aspetti dell’azione definendoli vitality forms (forme di vitalità). Le forme di vitalità sono alla base delle nostre interazioni sociali e ci forniscono informazioni importanti sugli stati affettivi e sugli atteggiamenti di colui che compie l’azione. A esempio, osservando una persona che ci saluta, è possibile capire se quella persona è felice di vederci oppure no, se va di fretta oppure se ha tempo per noi. Lo stesso accade con le parole. Rispondendo al telefono, ascoltando il tono di voce, è possibile capire immediatamente come sta l’altra persona. Queste forme di comunicazione hanno un doppio ruolo nelle relazioni interpersonali. In particolare, l’espressione delle forme di vitalità permette all’agente di comunicare agli altri il proprio stato d’animo/atteggiamento, mentre la percezione delle forme di vitalità (osservazione di azioni, ascolto di parole) permette al ricevente di capire lo stato d’animo altrui. Senza le forme di vitalità, le azioni sarebbero eseguite sempre allo stesso modo, in modo automatico, come avviene per i robot. L’espressione e il riconoscimento delle forme di vitalità è già presente nei neonati. L’importanza di questi aspetti nel relazionarsi e capire gli altri è stato studiato oltre che da 11
Stern (1985; 2010) anche da Trevarthen in una serie di studi seminali (1998; Trevarthen and Aitken, 2001). Dal punto di vista fisico, le forme di vitalità sono caratterizzate da diverse proprietà fisiche quali la velocità, la traiettoria, l’energia e la potenza. Globalmente, durante un’interazione sociale, questi aspetti fisici permettono all’osservatore di percepire le forme di vitalità dell’altro, ricevendo informazioni sul contenuto della sua azione. Le forme di vitalità rappresentano, quindi, una terza dimensione dell’azione caratterizzata dalla sua componente affettiva. Lo scopo della presente tesi è stato quello di indagare quali siano i correlati neurali delle forme di vitalità. La tecnica che è stata utilizzata in questi studi è la risonanza magnetica funzionale (fMRI). Questa tecnica ha permesso di acquisire, in un gruppo di soggetti volontari sani, le immagini funzionali legate all’attività cerebrale durante la percezione e l’espressione delle forme di vitalità. Sono stati effettuati tre studi fMRI. Il primo studio ha evidenziato le aree cerebrali coinvolte nella codifica delle forme di vitalità durante l’osservazione di azioni sociali. I risultati di questo studio hanno mostrato come il settore dorso-centrale dell’insula sia coinvolto nella percezione delle forme di vitalità. È importante rilevare che, durante l’osservazione di azioni rudi o gentili, la velocità è un aspetto importante che caratterizza queste azioni. Questa riflessione ha posto le basi per una nuova domanda scientifica: l’attività osservata nell’insula centrale è specifica per la codifica delle forme di vitalità o è ascrivibile semplicemente alla codifica della cinematica dell’azione (velocità e/o traiettoria)? Per rispondere a questa domanda è stato eseguito un secondo studio fMRI. I risultati hanno mostrato che, sebbene gli stimoli presentati nei due compiti fossero identici, il pattern di attivazione specifico per la codifica delle forme di vitalità era localizzato nel settore dorso-centrale dell’insula mentre quello più discriminativo per la velocità era localizzato intorno l’insula. Questi risultati suggeriscono che il settore dorso-centrale dell’insula potrebbe essere il luogo dove gli aspetti cinematici dell’azione osservata sono trasformati nelle for12
me di vitalità, permettendo all’osservatore di capire lo stato d’animo dell’altro attraverso l’osservazione delle azioni. Il terzo studio fMRI ha indagato se lo stesso meccanismo neurale legato al riconoscimento delle forme di vitalità possa essere coinvolto anche nella loro espressione (meccanismo mirror). I risultati di quest’ultimo studio hanno evidenziato che l’osservazione, l’immaginazione e l’esecuzione delle forme di vitalità producono l’attivazione del medesimo settore dorso-centrale dell’insula.
13