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Architettura Cognitiva: locale o distribuita?

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La Neuropsicologia cognitiva inferisce la struttura funzionale della mente dalla costellazione di deficit cognitivi conseguenti ad una lesione cerebrale focale. Formalmente e operativamente, questo processo implica l’identificazione della lesione, poi l’accertamento della sintomatologia e, infine, la contestualizzazione della sintomatologia nei termini di una teoria cognitiva; quest’ultima inferenza consente di ascrivere il comportamento del paziente all’alterazione di una specifica funzione cognitiva.

Questi passaggi implicano una serie di difficoltà di vario tipo e a vari livelli (es. localizzazione fisica della lesione, descrizione e interpretazione della sintomatologia, individuazione della funzione etc. etc.). Vorrei, tuttavia, analizzare il presupposto teorico fondante questo paradigma detto della correlazione anatomo-clinica.

Il punto di partenza è l’assunzione che le strutture cerebrali intatte, e di riflesso quelle funzionali corrispondenti, continuino a funzionare normalmente in seguito a lesione; un cervello lesionato, vale a dire, equivale ad uno non lesionato meno l’area-funzione lesa.

Questa concezione, intesa in senso forte, discende direttamente da una rappresentazione modulare dell’architettura cognitiva nel senso di informazionalmente incapsulata: le componenti funzionali non interagiscono con le altre fino a che i loro processi non si sono conclusi; una singola componente riceve un unico input da un’altra componente e procede, senza utilizzare l’informazione contenuta nelle altre, producendo una risposta che sarà a sua volta un input per un’altra componente.

Un esempio in questo senso potrebbe essere il seguente: quando ci viene detta una parola questa è sottoposta, per prima cosa, ad un’analisi pre-fonetica, il risultato è inviato solo e soltanto alla componente dell’analisi fonetica che, a sua volta, invia ad un'altra componente la risposta sotto forma di suono e senza tenero conto, per ora, d’altre componenti quali ad esempio quella semantica.

Alla base di un’argomentazione di questo tipo esiste un postulato forte detto della “localizzazione”: una lesione di una componente funzionale avrà effetti locali solo su quella funzione quindi, i deficit osservati, saranno solo quelli sottostanti alla funzione danneggiata.

In neuropsicologia l’ipotesi è sperimentalmente dimostrata: i disordini nel riconoscimento d’oggetti in prospettive inusuali indicano l’esistenza di diversi stadi d’elaborazione dell’informazione visiva connessi alla costanza delle forme; ancora, la dimostrazione, nei pazienti con deficit d’eminattenzione, dell’incapacità di orientare l’attenzione verso stimoli nel lato deficitario da una parte e dell’incapacità a staccarsi, “disingaggiarsi” da stimoli nell' emilato sano dall’altra significa che esistono due componenti funzionali dell’attenzione una di “ingaggio” e uno di “disingaggio”.

Il problema qui è verificare che il concetto di lesione con effetti solo sulle operazioni della componente lesionata in un sistema informazionalmente incapsulato, sia valido anche per il nostro cervello; in poche parole è necessario provare che alla nozione di modulo funzionale, corrisponda una nozione di modulo anatomico che permette l’inferenza lesione-funzione.

Diverse risultanze sperimentali sottolineano la possibilità che il danno possa non essere solo locale: può darsi, per esempio, un ipofunzionamento d’aree anatomicamente molto lontane ma funzionalmente correlate a quella lesionata per diaschisi; il danno locale, inoltre, può determinare l’emergenza di nuove organizzazioni o di nuovi modi di funzionare nel sistema che causano dei corrispondenti comportamenti compensatori che mascherano il deficit ma non sono espressione dell’alterazione di quella funzione.

Ad un altro estremo del continuum teorico vi sono tesi meno rigidamente “locali” come il modularismo debole o l’idea di sottosistemi funzionali, fino ad arrivare a teorie per nulla localizzazioniste: l’informazione è concepita come non incapsulata ma distribuita ed interattiva; il cervello è strutturato in diversi network funzionali, complessi, dinamici e di dimensioni variabili.

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L’idea di modulo è qui vista in modo morbido e trasversale: per esempio si può parlare di modulo specifico per la conoscenza visiva oppure uditiva da una parte, di modulo per la conoscenza funzionale (in questo caso multimodale) dall’altra. Ne consegue una certa specializzazione tra le differenti parti dell’architettura funzionale: la conoscenza spaziale è funzionalmente e (possibilmente) anatomicamente distinta dalle altre.

Il problema a questo punto e capire, sulla base dei dati sperimentali, quale sia l’approccio migliore: localizzazione o distribuzione?

La scelta ha diverse ripercussioni ma una di queste, secondo me la più importante, ha effetto sul tipo di strategia di ricerca da utilizzare ed è il ridurre verso il basso o verso l’alto il livello descrittivo e quindi esplicativo. È dato ormai per scontato, in scienza cognitiva e in neuroscienze, che vi siano livelli multipli di descrizione del sistema nervoso, da quello molecolare a quello degli stati mentali; il compito della scienza è, tuttavia, quello di spiegare compiutamente il sistema nervoso a tutti questi livelli.

Le vie scelte per completare questi livelli descrittivi sono diverse: i riduzionisti verso il basso tentano di partire da livelli di descrizione più elementari, come quello fisico-chimico, per arrivare a quelli più alti, quelli cognitivi; l’idea è quella che sia impossibile comprendere i più alti livelli d’organizzazione senza sapere cosa è organizzato.

L’approccio alternativo presuppone, di contro, che la migliore comprensione del sistema nervoso debba avvenire ai livelli di descrizione più alti in termini di livelli più bassi; la comprensione di questi risulta più semplice se sappiamo come sono organizzati i livelli più alti, si deriva per prima cosa la macrostruttura, poi le microcomponenti funzionali ed infine le corrispondenti microcomponenti strutturali.

Quest’ultimo passaggio è il più problematico giacché per derivare la macrostruttura dai dati neuropsicologici è necessario richiedere l’assunzione della corretta localizzazione che, se falsa, determinerebbe una primaria necessità di comprensione della microstruttura prima della macrostruttura.

Nel caso della neuropsicologia cognitiva, è stato molte volte dimostrata questa possibilità, ovvero che è necessario considerare contemporaneamente macrostruttura e microstruttura proprio perché non è soddisfatta l’assunzione dell’informazione incapsulata e della corretta localizzazione: si sono menzionati i risultati che hanno portato ad ipotizzare due componenti funzionali dell’attenzione (ingaggio e disingaggio) ma si possono avere soggetti che hanno questo tipo di disturbo solo per certi tipi di stimoli e non per altri o che, addirittura, hanno doppie dissociazioni a seconda degli stimoli. Questo indica che l’informazione non sarebbe incapsulata e, di conseguenza, anatomicamente non isolabile.

Dalla discussione sopra consegue che esiste una stretta correlazione tra teorie funzionali e metodologie di studio delle funzioni cognitive: se ammetto l’incapsulamento e la localizzazione posso adottare un approccio dall’alto verso il basso, lo studio sulla macrostruttura è incapsulato in quello della microstruttura; di contro, se considero l’architettura funzionale come altamente interattiva e connessa direttamente e indirettamente, non avrei un’informazione macrostrutturale incapsulata né anatomicamente isolabile e dovrei ipotizzare un approccio in cui considerare la continua e reciproca influenza dei due i livelli.

La mia idea è quella di adattare la teoria e quindi il metodo a partire dai dati neuropsicologici. Se individuo un certo dominio cognitivo, se i dati neuropsicologici provano che non ci sono dissociazioni e che il dominio funzionalmente è anatomicamente isolabile posso procedere a partire dalla macrostruttura poiché conosco, ragionevolmente, che cosa la compone ovvero la microstruttura.

Un esempio è lo studio delle componenti sintattico-semantiche del linguaggio o della percezione visiva; in questi casi la conoscenza dei livelli neuro-anatomici è buona per cui posso tentare di costruire dei modelli forti a livello più alto, cognitivo.

Nel caso il dominio sia meno individuabile funzionalmente e anatomicamente e nel caso trovassi dissociazioni intra e infra soggetti, avrei bisogno di una forte conoscenza della microstruttura per poi considerarla contemporaneamente e in continuità alla macrostruttura.

Un esempio è lo studio sugli stati mentali e in particolare dell’intenzionalità che è qualcosa di complesso e d’altissimo livello che richiede l’intervento di moltissime funzioni cognitive. L’idea è comprendere il livello neurofisiologico (uomo e animale) per poterlo interpretare in parallelo a livello più alto, cognitivo; nessuno dei due livelli può essere staccato dall’altro ed è necessario capire la microstruttura per cogliere come questa si organizza nella macrostruttura (per esempio conoscere i meccanismi fisiologici alla base del contatto oculare che è uno dei precursori della rappresentazione degli stati mentali nell’altro).

 

 

Dott. Lorenzo Pia - Psicologo

 

 

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Tags: neuropsicologia cognitivismo

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