di Lise Menn

Neurolinguistica è lo studio di come il linguaggio è rappresentato nel cervello: cioè, come e dove il nostro cervello immagazzina la nostra conoscenza della lingua (o delle lingue) che parliamo, capiamo, leggiamo e scriviamo, cosa succede nel nostro cervello quando acquisiamo questa conoscenza, e cosa succede quando la usiamo nella nostra vita quotidiana. I neurolinguisti cercano di rispondere a domande come queste: Cosa del nostro cervello rende possibile il linguaggio umano – perché il nostro sistema di comunicazione è così elaborato e così diverso da quello di altri animali? Il linguaggio usa lo stesso tipo di calcolo neurale di altri sistemi cognitivi, come la musica o la matematica? Dove si trova nel tuo cervello una parola che hai imparato? Come fa una parola a “venire in mente” quando ne hai bisogno (e perché a volte non ti viene in mente?)

Se conosci due lingue, come fai a passare da una all’altra e come fai a non farle interferire tra loro? Se impari due lingue dalla nascita, in che modo il tuo cervello è diverso da quello di qualcuno che parla una sola lingua, e perché? Il lato sinistro del tuo cervello è davvero “il lato della lingua”? Se si perde la capacità di parlare o di leggere a causa di un ictus o di un’altra lesione cerebrale, quanto bene si può imparare a parlare di nuovo? Quali tipi di terapia sono noti per aiutare, e quali nuovi tipi di terapia del linguaggio sembrano promettenti? Le persone che leggono le lingue scritte da sinistra a destra (come l’inglese o lo spagnolo) hanno la lingua in un posto diverso dalle persone che leggono le lingue scritte da destra a sinistra (come l’ebraico e l’arabo)? E se si legge una lingua che è scritta usando qualche altro tipo di simboli invece di un alfabeto, come il cinese o il giapponese? Se sei dislessico, in che modo il tuo cervello è diverso da quello di qualcuno che non ha problemi a leggere? E se balbettate?

Come potete vedere, la neurolinguistica è profondamente intrecciata con la psicolinguistica, che è lo studio delle fasi di elaborazione del linguaggio che sono necessarie per parlare e comprendere parole e frasi, l’apprendimento della prima lingua e delle lingue successive, e anche dell’elaborazione del linguaggio nei disturbi della parola, del linguaggio e della lettura. Informazioni su questi disturbi sono disponibili presso l’American Speech-Language Hearing Association (ASHA), all’indirizzo http://www.asha.org/public/.

Come funziona il nostro cervello

Il nostro cervello immagazzina informazioni in reti di cellule cerebrali (neuroni e cellule gliali). Queste reti neurali sono in definitiva collegate alle parti del cervello che controllano i nostri movimenti (compresi quelli necessari per produrre la parola) e le nostre sensazioni interne ed esterne (suoni, vista, tatto e quelle che vengono dai nostri stessi movimenti). Le connessioni all’interno di queste reti possono essere forti o deboli, e le informazioni che una cellula invia possono aumentare l’attività di alcuni dei suoi vicini e inibire quella di altri. Ogni volta che una connessione viene utilizzata, diventa più forte. Quartieri densamente connessi di cellule cerebrali eseguono calcoli che sono integrati con informazioni provenienti da altri quartieri, spesso coinvolgendo cicli di feedback. Molti calcoli sono eseguiti simultaneamente (il cervello è un processore di informazioni massicciamente parallelo).

L’apprendimento di informazioni o di un’abilità avviene stabilendo nuove connessioni e/o cambiando la forza delle connessioni esistenti. Queste reti locali e a lunga distanza di cellule cerebrali connesse mostrano plasticità http://merzenich.positscience.com/?page_id=143 – cioè, possono continuare a cambiare durante la nostra vita, permettendoci di imparare e di recuperare (in una certa misura) da lesioni cerebrali. Per le persone con afasia http://www.asha.org/public/speech/disorders/Aphasia.htm (perdita del linguaggio a causa di un danno cerebrale), a seconda di quanto è grave il danno, una terapia intensa e la pratica, forse in combinazione con la stimolazione magnetica transcranica (TMS), può portare a grandi miglioramenti nel linguaggio così come nel controllo del movimento; vedi la sezione Afasia qui sotto, e i link pubblicati lì. Stanno diventando disponibili metodi computerizzati per permettere una pratica linguistica così intensa sotto la supervisione di un logopedista.

Dove si trova il linguaggio nel cervello?

Questa domanda è difficile da rispondere, perché l’attività del cervello è come l’attività di un’enorme città. Una città è organizzata in modo che le persone che ci vivono possano ottenere ciò di cui hanno bisogno per vivere, ma non si può dire che un’attività complessa, come la fabbricazione di un prodotto, sia “in” un posto. Le materie prime devono arrivare al momento giusto, servono subappaltatori, il prodotto deve essere spedito in varie direzioni. È lo stesso per il nostro cervello. Non possiamo dire che il linguaggio sia ‘in’ una particolare parte del cervello. Non è nemmeno vero che una particolare parola è ‘in’ un posto nel cervello di una persona; l’informazione che si riunisce quando capiamo o diciamo una parola arriva da molti posti, a seconda del significato della parola. Per esempio, quando capiamo o diciamo una parola come ‘mela’, è probabile che usiamo informazioni sull’aspetto, la sensazione, l’odore e il sapore delle mele, anche se non siamo consapevoli di farlo. Quindi ascoltare, capire, parlare e leggere coinvolge attività in molte parti del cervello. Tuttavia, alcune parti del cervello sono più coinvolte nel linguaggio di altre parti.

La maggior parte delle parti del cervello che sono cruciali per il linguaggio parlato e scritto si trovano nella parte sinistra della corteccia del cervello (l’emisfero sinistro), indipendentemente dalla lingua che si legge e da come è scritta. Lo sappiamo perché l’afasia è quasi sempre causata da una lesione dell’emisfero sinistro, non da una lesione dell’emisfero destro, indipendentemente dalla lingua che si parla o si legge, o se si può leggere affatto. (Questo è vero per circa il 95% delle persone destre e circa la metà delle persone mancine). Una grande parte del cervello (la ‘materia bianca’) è costituita da fibre che collegano diverse aree l’una all’altra, perché l’uso del linguaggio (e il pensiero) richiede la rapida integrazione di informazioni che sono memorizzate e/o elaborate in molte regioni cerebrali diverse.

Le aree del lato destro sono essenziali per comunicare efficacemente e per capire il senso di ciò che la gente dice. Se sei bilingue ma non hai imparato entrambe le lingue dalla nascita, il tuo emisfero destro può essere un po’ più coinvolto nella tua seconda lingua di quanto lo sia nella tua prima lingua. Il nostro cervello è in qualche modo plastico – cioè, la sua organizzazione dipende dalle nostre esperienze così come dalla nostra dotazione genetica. Per esempio, molte delle aree “uditive” del cervello, che sono coinvolte nella comprensione del linguaggio parlato nelle persone con un udito normale, sono usate nella comprensione (visiva) del linguaggio firmato da persone che sono sorde dalla nascita o che sono diventate sorde presto (e non hanno impianti cocleari). E i ciechi usano le aree “visive” del loro cervello per elaborare le parole scritte in Braille, anche se il Braille si legge con il tatto. http://www.scientificamerican.com/article.cfm?id=the-reading-region

I parlanti bilingui sviluppano abilità speciali nel controllare quale lingua usare e se è appropriato per loro mischiare le lingue, a seconda della persona con cui stanno parlando. Queste abilità possono essere utili anche per altri compiti. http://www.nih.gov/researchmatters/may2012/05072012bilingual.htm

Afasia

Come è l’afasia? Perdere il linguaggio dopo un danno cerebrale è il contrario di impararlo? Le persone che hanno difficoltà a parlare o a capire il linguaggio a causa di un danno cerebrale non sono come i bambini. Usare il linguaggio implica molti tipi di conoscenza e abilità. Le persone con afasia hanno diverse combinazioni di cose che possono ancora fare in modo simile agli adulti e cose che ora fanno in modo maldestro o per niente. Infatti, possiamo vedere diversi modelli di profili di abilità linguistiche risparmiate e compromesse in diverse persone con afasia.

La terapia può aiutare le persone afasiche a migliorare o riguadagnare le abilità perse e fare il miglior uso delle abilità rimanenti. Gli adulti che hanno avuto un danno cerebrale e sono diventati afasici recuperano più lentamente dei bambini che hanno avuto lo stesso tipo di danno, ma continuano a migliorare lentamente per decenni se hanno una buona stimolazione del linguaggio e non hanno ulteriori ictus o altre lesioni cerebrali. Per maggiori informazioni, consultate l’ASHA (http://www.asha.org/public/speech/disorders/Aphasia.htm), la National Aphasia Association (http://aphasia.org/), Aphasia Hope (http://www.aphasiahope.org/), o l’Academy of Aphasia (http://www.academyofaphasia.org/ClinicalServices/)

Dislessia e balbuzie

Che dire della dislessia, e dei bambini che hanno problemi ad imparare a parlare anche se possono sentire normalmente? Perché le persone hanno difficoltà di lettura? La ricerca suggerisce che i dislessici hanno difficoltà ad elaborare i suoni del linguaggio e hanno difficoltà a mettere in relazione la parola stampata con i suoni. Differenze genetiche e differenze cerebrali su base genetica sono state trovate in famiglie con dislessia e disturbi dello sviluppo del linguaggio, e la ricerca in quest’area ci sta aiutando a capire come i geni agiscono nell’impostare il “cablaggio” iniziale di tutto il nostro cervello. Ci sono prove concrete che una terapia appropriata basata sul linguaggio è efficace per i bambini con disturbi dello sviluppo della lettura e del linguaggio, compresa la balbuzie. L’ASHA fornisce informazioni utili su entrambi questi disturbi: vedi http://www.asha.org/public/speech/disorders/lbld.htm.

Come sono cambiate le idee neurolinguistiche

Molte idee consolidate sulla neurolinguistica – in particolare, i ruoli delle tradizionali ‘aree del linguaggio’ (area di Broca, area di Wernicke) nell’emisfero sinistro del cervello – sono state sfidate e in alcuni casi rovesciate da prove recenti. Probabilmente le più importanti scoperte recenti sono 1) che reti estese che coinvolgono aree remote dalle tradizionali aree del linguaggio sono profondamente coinvolte nell’uso del linguaggio, 2) che le aree del linguaggio sono anche coinvolte nell’elaborazione di informazioni non linguistiche, come alcuni aspetti della musica http://www.youtube.com/watch?v=ZgKFeuzGEns, e 3) che le correlazioni di particolari aree del cervello con particolari disturbi del linguaggio sono molto più scarse di quanto si pensasse. Queste nuove informazioni sono diventate disponibili grazie ai grandi miglioramenti nella nostra capacità di vedere cosa succede nel cervello quando le persone parlano o ascoltano, e dall’accumulo e dall’analisi di molti anni di dati dettagliati sui test per l’afasia.

Come è cambiata la ricerca neurolinguistica

Per oltre cento anni, la ricerca in neurolinguistica è stata quasi completamente dipendente dallo studio della comprensione e produzione del linguaggio da parte di persone con afasia. Questi studi delle loro capacità linguistiche erano arricchiti da informazioni relativamente grezze su dove la lesione era localizzata nel cervello. I neurologi dovevano dedurre queste informazioni, come erano, considerando quali altre abilità erano state perse, e dalle informazioni dell’autopsia, che non erano spesso disponibili. Alcuni pazienti che stavano per subire un intervento chirurgico per alleviare l’epilessia grave o i tumori potevano essere studiati tramite stimolazione cerebrale diretta, quando era medicalmente necessario per guidare il chirurgo lontano da aree essenziali per l’uso del linguaggio del paziente.

Generazione iniziale di studi computerizzati a raggi X (TAC, scansioni CT) e studi radiografici del flusso sanguigno cerebrale (angiogrammi) hanno iniziato ad aumentare gli studi sperimentali e osservazionali dell’afasia negli anni ’70, ma hanno dato informazioni molto grezze su dove la parte danneggiata del cervello era situata. Queste prime tecniche di brain-imaging potevano solo vedere quali parti del cervello avevano gravi danni o un flusso di sangue limitato. Non potevano dare informazioni sull’effettiva attività che aveva luogo nel cervello, quindi non potevano seguire ciò che accadeva durante l’elaborazione del linguaggio nei parlanti normali o afasici. Gli studi sui parlanti normali in quel periodo guardavano soprattutto quale lato del cervello era più coinvolto nell’elaborazione del linguaggio scritto o parlato, perché queste informazioni potevano essere ottenute da compiti di laboratorio che coinvolgevano la lettura o l’ascolto in condizioni difficili, come l’ascolto di diversi tipi di informazioni presentate alle due orecchie allo stesso tempo (ascolto dicotico).

Dagli anni ’90, c’è stato un enorme cambiamento nel campo della neurolinguistica. Con la tecnologia moderna, i ricercatori possono studiare come il cervello dei parlanti normali elabora il linguaggio e come un cervello danneggiato elabora e compensa le lesioni. Questa nuova tecnologia ci permette di tracciare l’attività cerebrale che avviene mentre le persone leggono, ascoltano e parlano, e anche di ottenere una risoluzione spaziale molto fine della posizione delle aree danneggiate del cervello. La risoluzione spaziale fine viene dalla risonanza magnetica (MRI), che fornisce immagini squisite che mostrano quali aree del cervello sono danneggiate; anche la risoluzione delle scansioni CT è migliorata immensamente. Tracciare l’attività in corso del cervello può essere fatto in diversi modi. Per alcuni scopi, il metodo migliore è quello di rilevare i segnali elettrici e magnetici che i neuroni si inviano l’un l’altro utilizzando sensori al di fuori del cranio (risonanza magnetica funzionale, fMRI; elettroencefalografia, EEG; magnetoencefalografia, MEG; e potenziali legati agli eventi, ERP). Un altro metodo è l’osservazione del segnale ottico evento-correlato, EROS; questo comporta la rilevazione di rapidi cambiamenti nel modo in cui il tessuto neurale disperde la luce a infrarossi, che può penetrare il cranio e vedere circa un pollice nel cervello. Una terza famiglia di metodi comporta il monitoraggio dei cambiamenti nel flusso di sangue a diverse aree del cervello guardando le concentrazioni di ossigeno (BOLD) o ai cambiamenti il modo in cui il sangue assorbe la luce nel vicino infrarosso (spettroscopia nel vicino infrarosso, NIRS). L’attività cerebrale può anche essere cambiata temporaneamente dalla stimolazione magnetica transcranica (stimolazione dall’esterno del cranio, TMS), così i ricercatori possono vedere gli effetti di questa stimolazione sul modo in cui le persone parlano, leggono e comprendono il linguaggio. Le tecniche NIRS, EROS, ERP ed EEG sono prive di rischi, quindi possono essere eticamente utilizzate per la ricerca su persone che parlano normalmente, così come su persone con afasia che non trarrebbero particolare beneficio dall’essere in uno studio di ricerca. Anche la TMS sembra essere sicura.

È molto complicato capire i dettagli di come le informazioni provenienti da diverse parti del cervello possano combinarsi in tempo reale, così un altro tipo di progresso è venuto dallo sviluppo di modi per usare i computer per simulare parti di ciò che il cervello potrebbe fare durante la conversazione o la lettura.

Le indagini su cosa esattamente le persone con afasia e altri disturbi del linguaggio possono e non possono fare continuano anche a contribuire alla nostra comprensione delle relazioni tra cervello e linguaggio. Per esempio, confrontando come le persone afasiche si comportano nei test di sintassi, combinati con immagini dettagliate dei loro cervelli, ha dimostrato che ci sono importanti differenze individuali nelle parti del cervello coinvolte nell’uso della grammatica. Inoltre, confrontando le persone con afasia tra le lingue, si è visto che i vari tipi di afasia hanno sintomi un po’ diversi nelle diverse lingue, a seconda del tipo di opportunità di errore che ogni lingua fornisce. Per esempio, nelle lingue che hanno forme diverse per i pronomi maschili e femminili o per gli aggettivi maschili e femminili, le persone con afasia possono fare errori di genere nel parlare, ma nelle lingue che non hanno forme diverse per i diversi generi, questo particolare problema non può presentarsi.

da: Lise Menn

Riconoscimenti

Molti ringraziamenti ai membri della LSA Sheila E. Blumstein, David Caplan, Gary Dell, Nina Dronkers, e Matt Goldrick per feedback e suggerimenti molto utili.

Lettura consigliata (*) e riferimenti

Caplan, David, Gloria Waters, Gayle DeDe, Jennifer Michaud, & Amanda Reddy 2007. Uno studio dell’elaborazione sintattica nell’afasia I: Aspetti comportamentali (psicolinguistici). Brain and Language 101, 103-150.

Caplan, David, Gloria Waters, David Kennedy, Nathanial Alpert, Nikos Makris, Gayle DeDe, Jennifer Michaud, & Amanda Reddy. 2007. Uno studio dell’elaborazione sintattica nell’afasia II: aspetti neurologici. Brain and Language 101, 151-177.

*Dehaene, Stanislaus. 2009. Leggere nel cervello. Viking Press.

*Gardner, Howard. 1975. La mente distrutta: La persona dopo il danno cerebrale. Vintage Books.

*Goodglass, Harold. 1993. Capire l’afasia. Academic Press.

Hickok, Greg. 2009. La neuroanatomia funzionale del linguaggio. Physics of Life Reviews, 6, 121-143.

*Menn, Lise. 2011. Capitolo 2, How Brains Work, e Capitolo 6, Analyzing Aphasic Speech and Communication, in Psycholinguistics: Introduzione e applicazioni. Plural Publishing.

*Patel, Aniruddh D. 2008. Musica, linguaggio e cervello. Oxford University Press.

Ramus, Franck. 2006. Geni, cervello e cognizione: Una tabella di marcia per lo scienziato cognitivo. Cognition 101, 247-269.

Turken, A.U. & Dronkers, N.F. The neural architecture of the language comprehension network: converging evidence from lesion and connectivity analyses. Frontiers in Systems Neuroscience, 2011, 5, 1-20

Modellazione del linguaggio afasico: http://langprod.cogsci.illinois.edu/cgi-bin/webfit.cgi