Cos’è la specializzazione emisferica e qual è il suo contributo nello studio dell’evoluzione?

Il cervello è un sistema altamente complesso, formato da due emisferi (destro e sinistro), connessi l’un l’altro da un fascio di circa 250 milioni di fibre connettive chiamato “corpo calloso”. Decenni di ricerca hanno gradualmente ampliato quelle che sono le nostre conoscenze sul ruolo di ciascun emisfero nella nostra esperienza cosciente e ci hanno mostrato come i due emisferi siano profondamente diversi, sia dal punto di vista anatomico che da quello funzionale.

Il primo interrogativo che ci poniamo a questo punto è: “ma com’è possibile studiare a livello funzionale il lavoro di un solo emisfero se il nostro cervello lavora sempre con i due emisferi interconnessi e comunicanti?”  Vediamo i metodi di ricerca più importanti:

1. Sperimentazione sugli animali callosotomizzati (col corpo calloso reciso), seguita storicamente da quella sull’uomo, a cui spesso il corpo calloso è reciso per il trattamento di gravi casi di epilessia. Avvenuta la recisione si possono osservare quindi le conseguenze del taglio e somministrare dei test neuropsicologici;
2. Ricerca su soggetti con lesioni cerebrali unilaterali (indotte negli animali, naturali negli umani), i quali sono sottoposti a test neuropsicologiciper osservare quali capacità sono alterate con la lesione dell’emisfero sinistro e quali con la lesione del destro;
3. Un metodo molto brillante, chiamato “Test di Wada“ prevede l’anestesia di un solo emisfero (il quale si “spegne” per pochi minuti) attraverso l’iniezione di un anestetico nella Carotide, quindi la somministrazione di vari test neuropsicologici.
4. Ultima ma non ultima la sperimentazione sul cervello sano, attraverso la geniale creazione di stimoli accessibili a un solo emisfero, sia visivi che uditivi, e l’osservazione delle risposte ai vari test neuropsicologici.

Grazie quindi a migliaia di studi con i diversi metodi si è riusciti a delineare un quadro generale riguardo la specializzazione emisferica:

• La resezione completa del corpo calloso chiude definitivamente quasi ogni collegamento tra le due cortecce cerebrali , rendendo i due emisferi quasi completamente indipendenti. Sorprendentemente questo non causa la morte, né particolari squilibri nel soggetto, il quale riesce a vivere senza rendersi conto di nulla;
• Ogni stimolo visivo presentato nel campo visivo sinistro dei soggetti callosotomizzati è elaborato solo dall’emisfero destro e viceversa, e ogni stimolo tattile presentato sulla metà sinistra del corpo è elaborata solo dall’emisfero destro e viceversa, lo stesso vale per il controllo motorio;
• I soggetti callosotomizzati non riescono a denominare oggetti presentati sul campo visivo sinistro(elaborati solo dall’emisfero destro), perché la funzione del linguaggio è localizzata quasi totalmente nell’emisfero sinistro, eppure il braccio sinistro(controllato dall’emisfero destro) riesce a toccarli e maneggiarli, o anche a indicarli se nominati dallo sperimentatore.
• L’emisfero sinistro è dominante per la comprensione e la produzione del linguaggio (grammatica e semantica), per la risoluzione di problemi complessi,  per la differenziazione di volti molto diversi e il riconoscimento del proprio volto. E’ specializzato nella produzione di espressioni facciali volontarie, nell’elaborazione dei dettagli di uno stimolo visivo e nel ragionamento causale(dare spiegazioni agli eventi);
• L’emisfero destro è specializzato nei compiti visuo-spaziali, nella differenziazione di volti simili, nel riconoscimento di volti familiari e nell’elaborazione della globalità di uno stimolo. Ha una minima capacità lessicale, ma elabora la componente emotiva del linguaggio, ed è povero nella risoluzione dei problemi.

Ma allora i due emisferi sono sede di funzioni indipendenti?

Un approccio importante per la risposta a questa domanda è quello della ricerca di differenze nello stile elaborativo piuttosto che nell’efficienza del singolo emisfero per un determinato compito. In quest’ottica gli emisferi si suddividono il carico elaborando le informazioni in modo diverso: l’emisfero sinistro in modo analitico-sequenziale, l’emisfero destro in modo parallelo-olistico. A questo punto per lo svolgimento di un compito sarà dominante l’emisfero con lo stile di elaborazione adatto a un determinato stimolo:

• Per esempio il linguaggio è considerato di natura sequenziale: un flusso continuo che richiede costante analisi dei dettagli piuttosto che della globalità, oltre che un fine controllo sequenziale motorio.
• Un’altro esempio si può fare con la manualità: la mano preferita è in grado di compiere precisi movimenti  che ci viene difficile compiere con l’altra mano: la scrittura, l’utilizzo di attrezzi ecc. Tale abilità richiede un controllo sequenziale del movimento, controllo che l’emisfero sinistro è adatto a compiere: infatti più del 90% della popolazione è destrimane. Tale preferenza è ancora più marcata nello svolgimento di movimenti complessi che richiedono un controllo sequenziale. Per il restante 10% il dilemma è ancora aperto e molti ricercatori hanno avanzato delle ipotesi interessanti sulle cause scatenanti. (Si vedano per approfondimenti: Previc,1991; McManus,1999; Annett,2002).

Ma veniamo al dunque: come tutte queste informazioni ci possono essere utili nello studio dell’evoluzione?

Le differenze interemisferiche dell’uomo possono essere confrontate con quelle di diversi animali, e se è vero che deriviamo tutti da un antenato comune, ci devono essere delle correlazioni o dei meccanismi comuni di funzionamento.

Per esempio il cervello di molte specie di uccelli elabora le informazioni visive di ciascun campo visivo con l’emisfero controlaterale come nell’uomo, ma è privo di corpo calloso. Essendo i campi visivi dei singoli occhi sovrapposti solo in una piccola porzione a ore 12, probabilmente questi uccelli elaborano in modo diverso le informazioni di ciascun occhio: infatti polli e piccioni riescono a distinguere meglio dei cibi da degli oggetti non commestibili se presentati nell’occhio destro.

Inoltre la loro comunicazione canora è controllata dall’emisfero sinistro(proprio come il linguaggio nell’uomo). Anche nei primati sono osservate diverse analogie con l’uomo: la mano destra (controllata dall’emisferosinistro) non è predominante in nessuncompito se non nell’uso del linguaggio dei segni. Questo fa pensare che nell’emisfero sinistro ci siano aree che controllano il linguaggio,esattamente come nell’uomo. Inoltre se callosotomizzati raggiungono risultati simili all’uomo in vari compiti: riconoscimento volti più efficace nell’ emisfero destro e orientamento di linee nell’emisfero sinistro, comprensione di vocalizzazioni dei membri della stessa specie migliore nell’emisfero sinistro. Inoltre a differenza dell’uomo l’elaborazione di compiti visuospaziali è localizzata nell’emisfero sinistro, in accordo con la teoria evoluzionista secondo cui il linguaggio nell’uomo si sarebbe sviluppato a discapito di una parte delle capacità visuospaziali.

Abbiamo preso in considerazione il linguaggio in molti esempi perché rappresenta la funzione più lateralizzata nel cervello umano, nonché quella che rappresenta per gli esseri umani il gradino di “superiorità” cognitiva sugli animali.

Secondo alcune teorie il linguaggio si sarebbe sviluppato negli antenati dell’uomo nel passaggio da quadrupedi a bipedi. Mentre nei quadrupedi gli arti superiori si muovono in modo simmetrico per la locomozione, nei bipedi sono liberi e indipendenti. Questo può far pensare che nel momento in cui i nostri antenati hanno assunto una posizione eretta si stesse sviluppando una funzione linguistica emergente controllata dall’emisfero sinistro, capace, con la sua finissima elaborazione sequenziale di controllare sia il sistema vocale, sia il sistema motorio destro, sviluppando gradualmente e in contemporanea sia la capacità di comunicare che quella di utilizzare la mano preferita per manipolare gli utensili.

Fonte principale: “Neuroscienze cognitive – Gazzaniga, Ivry, Mangun.“