Homunculus e percezione

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Homunculus e percezione

HOMUNCULUS E PERCEZIONE

Ciò che ci circonda è realmente come lo vediamo? La rappresentazione dello spazio intorno a noi è influenzata dalle nostre esperienze? La risposta a queste domande è ben lungi dall’essere completa e precisa ed il futuro della ricerca nell’ambito delle neuroscienze ci permetterà di far luce su quesiti tutt’ora senza risposta. Il processo della percezione è complesso e affascinante, basti pensare che nel cervello abbiamo circa 100 miliardi di cellule nervose deputate a funzioni diverse ma allo stesso tempo interconnesse, permettendoci un livello di elaborazione delle informazioni veramente inimmaginabile. Nel sistema visivo, ad esempio, le informazioni provenienti dalla retina al cervello si riferiscono ad aspetti diversi dell’immagine come la forma, il colore e il movimento. Questi aspetti distinti dell’immagine vengono elaborati ed integrati nei centri corticali superiori dando vita ad un immagine coerente e unitaria. Lo stesso procedimento accade per modalità diverse come il tatto, l’udito, l’olfatto etc. Il cervello produce percezioni integrate grazie all’architettura insita nel sistema nervoso centrale le cui cellule sono connesse tra loro in modo ordinato e preciso. Questa visione cellulare spiega molti dei quesiti riguardanti la percezione ma non è sufficiente dal momento che molte delle connessioni possono essere modificate dall’esperienza. Le neuroscienze cognitive hanno lo scopo di analizzare il cervello come organo capace di elaborare le informazioni e non semplicemente organizzarle e ritrasmetterle. Cito di seguito una frase di Ulric Neisser, uno dei pionieri della psicologia cognitiva:

Indubbiamente c’è un mondo reale fatto di alberi, di gente, di automobili e perfino di libri ed esso ha molto a che fare con la nostra esperienza di questi oggetti. Tuttavia, noi non siamo in grado di accedere direttamente a questo mondo e a qualsiasi sua caratteristica. (…) Tutto ciò che conosciamo è stato mediato non solo dagli organi di senso, ma anche dai complessi sistemi che interpretano e reinterpretano le informazioni sensoriali. (…) L’espressione “processi cognitivi” indica tutti i processi attraverso i quali le informazioni sensoriali vengono trasformate, elaborate, immagazzinate, recuperate e usate.

Lo studio della percezione e del comportamento ha inizio nel secolo scorso, prima metà del ‘900 con l’approccio comportamentista. I comportamentisti si basavano solamente sugli aspetti osservabili del comportamento tralasciando ogni riferimento all’attività mentale. Essi ritenevano i processi mentali come motivazioni, sentimenti, consapevolezza di sé totalmente inaccessibili perché difficilmente misurabili e osservabili. A partire dagli anni 60, fortunatamente, anche grazie all’influenza degli psicologi della Gestalt, cominciarono ad essere messi in evidenza i limiti del comportamentismo ed il nuovo approccio della psicologia cognitivista prese piede. I cognitivisti cercavano di dimostrare che la nostra conoscenza del mondo si fonda sui nostri apparati deputati alla percezione e che essa sia il risultato di un processo costruttivo che dipende non solo dagli stimoli ma anche dalla struttura mentale del soggetto che li elabora. In sostanza la percezione è influenzata da emozioni, motivazioni, esperienze. Questa branca scientifica si è occupata a lungo su come lo spazio personale, il nostro corpo, sia rappresentato a livello neurale. Questa rappresentazione neurale dello spazio è particolarmente evidente nei primi processi di elaborazione sensoriale.

HOMUNCULUS SOMATOSENSITIVO

Quando tocchiamo un oggetto ne riconosciamo forma, dimensioni, consistenza grazie all’azione di recettori posti sui polpastrelli delle dita che inviano segnali al cervello permettendoci di capire cosa abbiamo in mano. Le ricerche sul tatto e sulla propriocezione sono state tra le prime a mettere in luce come il nostro corpo sia rappresentato a livello corticale e che stimoli cutanei portino ad un’attività elettrica in una determinata zona della corteccia parietale denominata corteccia somatosensitiva. Essa è suddivisa in tre sottoaree principali: corteccia somatosensitiva primaria, secondaria e corteccia parietale posteriore. La corteccia somatosensitiva primaria è a sua volta suddivisa in quattro aree (aree 3a, 3b, 1 e 2 di Brodmann). L’intera mappa somatosensitiva nell’uomo è stata determinata negli anni quaranta dal neurochirurgo Wilder Penfield. Utilizzò pazienti affetti da epilessia ed altri lesioni cerebrali sotto anestesia locale, perciò coscienti, stimolandone elettricamente la corteccia somatosensoriale e registrando le sensazioni provate dai pazienti. Vide che stimolando determinate aree del giro postcentrale i pazienti riportavano sensazioni tattili e di pressione nella mano o nella gamba controlaterali. In questa mappa l’arto inferiore è rappresentato nella parte più mediale della corteccia, seguito dalla rappresentazione del tronco, dell’arto superiore, della faccia e, infine, nella parte più laterale, da quella dei denti, della lingua e dell’esofago (Fig. 1). Quanto è grande la rappresentazione di ogni parte corporea? Essa è dipendente da quanto quella parte corporea sia importante dal punto di vista sensitivo, ne consegue che la rappresentazione della faccia, ad esempio, sia maggiore rispetto a quella della gamba così come quella dell’indice sia maggiore rispetto al tronco. Ricerche successive hanno dimostrato come esistono ben quattro mappe complete distinte in ognuna delle aree della corteccia somatosensitiva. Ognuna di queste mappe, essenzialmente identiche tra loro, elabora informazioni di tipo diverso: l’area 3° elabora informazioni provenienti dai muscoli e dalle articolazioni mentre l’area 3b riceve informazioni provenienti dalla cute e quindi indispensabili per il tatto.

corteccia somatosensitiva

fig.1 : corteccia somatosensitiva

L’organizzazione topografica a livello corticale non è prerogativa solo delle informazioni di carattere sensoriale cutaneo; le superfici recettive per la visone e l’udito, infatti, sono anch’esse organizzate topograficamente a livello corticale. Ne consegue che a livello cerebrale abbiamo molte mappe sensoriali che ci permettono di analizzare le informazioni in entrata e di dare un senso a ciò che ci circonda.

HOMUNCULUS E PLASTICITÀ

Un tempo si pensava che le mappe corticali fossero immutabili e che non potessero subire modificazioni di nessun tipo. Fortunatamente, con l’avvento delle nuove tecnologie di analisi, si è scoperto come esse siano plastiche, ovvero in grado di cambiare nel corso della nostra esistenza. L’esperienza ha un ruolo fondamentale nell’innescare il processo plastico, tutto ciò di cui noi facciamo o meno esperienza influenza la natura di queste mappe. Molti esperimenti hanno permesso di attestare la natura plastica del nostro cervello, tra i più significatici troviamo quello di Merzenich e colleghi. In questo studio i ricercatori hanno suturato due dita adiacenti di una scimmia in modo che esse venissero sempre usate insieme. Il risultato è stato che la rappresentazione corticale delle due dita era stata modificata in seguito alla sutura e la zona di corteccia deputata al controllo delle singole dita ora rispondeva al movimento di entrambe come se fossero un’unica entità. Esempi simili si trovano anche negli esseri umani, le persone affette da sindattilia (malformazione genetica che porta ad una fusione delle dita tra loro), ad esempio, hanno una rappresentazione corticale della mano più piccola e le dita non sono rappresentate in maniera somatotopica. In seguito a separazione chirurgica delle dita di questi pazienti si è osservata a distanza di poche settimane una riorganizzazione della corteccia somatosensoriale nella quale la rappresentazione delle singole dita corrispondeva quasi del tutto a quella di un soggetto normale.

Quanto queste modificazione a livello corticale influenzano la nostra percezione? Questa domanda sorge spontanea se analizziamo la cosiddetta sindrome da arto fantasma. Questa problematica affligge molte persone che hanno subito l’amputazione di un arto e che riportano ancora sensazioni provenienti dall’arto mancante. Molto spesso questi soggetti percepiscono come se l’arto mancante si muovesse ancora, semplici stimolazione in aree corporee diverse vengono riflesse nella zona amputata, dolori lancinanti rendono spesso insopportabile la vita di questi soggetti. Tutti questi sintomi apparentemente inspiegabili possono essere spiegati come una riorganizzazione dei circuiti corticali. È stato notato, infatti, che le vie afferenti provenienti dall’arto mancante vanno incontro a degenerazione e vengono “sostituite” da vie afferenti adiacenti. A livello corticale l’area in precedenza rappresentata dalla mano amputata riceve ora afferenze da aree vicine come il braccio e la faccia (Fig. 2).

homunculo e arto fantasma

fig. 2 : Homunculus e arto fantasma

HOMUNCULUS E DOLORE CRONICO

La conoscenza dei meccanismi alla base della sindrome da arto fantasma ci ha permesso di capire meglio cosa accade nelle situazioni di dolore cronico. Il dolore cronico viene classificato tale quando persiste per un periodo maggiore di 6 settimane ed è caratterizzato da un coinvolgimento emotivo importante. È di difficile cura, a differenza del dolore acuto, dal momento che è molto influenzato da fattori di natura centrale. Il dolore cronico, infatti, non è MAI specchio del reale stato dei tessuti ma è frutto bensì di un’alterazione della sensibilità a livello del sistema nervoso centrale. Quando subite una distorsione alla caviglia per un periodo di tempo è consigliabile non sollecitare troppo l’articolazione in modo da permettere ai tessuti danneggiati di rigenerarsi e di favorire il processo di guarigione. In questo lasso di tempo, a livello della corteccia somatosensitiva e motoria, accade un fenomeno interessante: l’area riservata alla rappresentazione corporea della caviglia subirà delle modificazioni dovute al momentaneo inutilizzo dell’articolazione. Di fatto la mappa sensitiva e motoria della zona infortunata, non ricevendo stimolazioni, si rimpicciolirà diventando meno dettagliata. Questo processo è assolutamente normale dal momento che l’obbiettivo del nostro cervello è quello di salvaguardare la caviglia da traumi ulteriori. Quando ricominceremo ad utilizzare l’articolazione il nuovo flusso di informazioni riporterà la nostra mappa alla condizione pre-infortunio permettendoci un ritorno alla piena funzionalità. Il fenomeno dello “smudging”, sfocamento, diventa un problema quando si parla di dolore cronico. In questi casi il cervello, per una serie di motivi, ha aumentato la sensibilità agli stimoli esterni ed è molto più facile provare dolore. Esso non interessa più solo una zona corporea ma si allarga ad aree adiacenti con la conseguenza che anche i più piccoli movimenti possono causare dolore. A livello delle mappe somatosensitiva e motoria assistiamo ud uno sfocamento pronunciato degli homunculi con conseguenze negative sulla nostra sensibilità e qualità di movimento. In questo senso lo “smudging” rappresenta una limitazione al ritorno alla normalità dal momento che il nostro SNC cerca di proteggerci in maniera sproporzionata rispetto alle reali necessità. Uno dei principali obiettivi della terapia in ambito di dolore cronico è proprio quello di agire su queste mappe ristabilendone la naturale funzionalità e qualità.

HOMUNCULUS E MOVIMENTO

Nel paragrafo precedente è stato analizzato il rapporto fra dolore e homunculus sottolineando come la mappa corporea si modifichi per proteggere una zona infortunata e come spesso questo meccanismo di protezione possa in realtà sfavorire un ritorno alla normalità come nel caso del dolore cronico. La “salute” dell’homunculus dipende dalla quantità e qualità degli stimoli che riceve sfruttando il principio della plasticità. Quanto ci muoviamo, come ci muoviamo influenza la nostra mappa più di ogni altra cosa. La gravità è il più grande stimolo per il nostro corpo, essa agisce 24/7 su tendini, legamenti, muscoli, capsule articolari i quali inviano costantemente segnali alla corteccia influenzandone struttura e funzionalità. Il movimento rappresenta l’arma più potente a disposizione per modificare in meglio il nostro SNC. Le richieste a cui è sottoposto il nostro corpo sono riflesse nel nostro homunculus come dimostrano gli studi compiuti su musicisti professionisti i quali mostrano differenze marcate nella dimensioni dell’area deputata al controllo delle dita rispetto a non-musicisti. La maggiore richiesta di controllo sulla motilità della mano imposta dalla pratica di uno strumento musicale porta ad un adattamento a livello microscopico.

Una pratica stereotipata di un movimento produce adattamenti specifici e non sempre positivi a livello corticale. Pensate ad esempio ad un bodybuilder che esegue un esercizio come le distensioni sopra la testa con manubri senza mai utilizzare il ROM completo. A livello della corteccia motoria lo sviluppo delle aree preposte al controllo della spalla non saranno così dettagliate come nel caso di un ginnasta che esegue esercizi con ROM ben più ampi. Il fenomeno dell’amnesia senso-motoria è stato coniato da Thomas Hanna, fondatore di Somatic, per indicare l’incapacità del nostro SNC di riconoscere determinate parti di un movimento. Se noi omettiamo dalla nostra pratica motoria determinati movimenti o determinati gradi di movimento, il SNC è come se dimenticasse letteralmente parti di un movimento. Nel caso del bodybuilder la continua pratica di movimenti esclusivamente parziali porterà nel tempo ad una incapacità di eseguire il movimento completo anche a causa di una limitata mobilità, dovuta in parte a modificazioni della mappa corticale.

Tutto quello che noi facciamo, che noi siamo è un prodotto del cervello. La vita su questa terra è permessa dall’interazione del nostro SNC con l’ambiente grazie all’attività di numerosi recettori che costantemente inviano informazioni al cervello e ne modificano, di fatto, la struttura. Il movimento, essendo il principale strumento che ci permette di interagire con il mondo, non può e non deve essere sottovalutato da chi opera nel settore della salute e del fitness. Gli esperti del settore sono responsabili della diffusione di una corretta scienza del movimento possibile solamente attraverso una conoscenza approfondita dei meccanismi neurologici alla base della nostra natura umana.

Dott. Gianluca Giorgi

 

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LETTURE SCELTE
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  • Butler, D., 2012. Explain Pain, Noigroup Publications, Adelaide.
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