INTRODUZIONE

 

Sinossi della tesi

Questo lavoro nasce dall’intento di sondare alcune problematiche epistemologiche relative allo studio dei rapporti fra comportamento ed organizzazione del cervello e, in particolare, al ruolo svolto nella prassi psicologica e neuroscientifica dall’ipotesi secondo cui sarebbe possibile mettere in relazione specifiche regioni del cervello con particolari aspetti del comportamento cognitivo (ipotesi localizzazionista).

Dalle sue radici frenologiche (con gli studi di Gall, Spurzheim e dei loro allievi) fino agli studi di lesione cerebrale del secolo scorso e alle attuali indagini neuroscientifiche sull’organizzazione di particolari sistemi come, ad esempio, quello visivo, questa idea ha goduto di una straordinaria capillarità nella prassi scientifica, ed è sopravvissuta fino a oggi malgrado intere stagioni del pensiero ad essa avverse. L’importanza di questa assunzione dipende dal fatto che la sua applicazione empirica ha fornito storicamente il primo strumento concettuale per studiare la struttura dei processi cognitivi, primo fra tutti il linguaggio. Partendo dall’osservazione di sintomi estremamente selettivi a seguito di lesioni cerebrali, si è infatti cominciato a postulare che capacità come quella del linguaggio potessero essere realizzate da un insieme complesso di meccanismi, operanti in modo relativamente autonomo e tali da risultare separabili e singolarmente lesionabili. In questo senso, lo studio della cognizione e dei suoi rapporti con il cervello si è venuto progressivamente a configurare da un lato come un tentativo di scomporre il comportamento nei suoi meccanismi elementari, dall’altro come un tentativo di individuare regioni distinte sotto il profilo anatomo-fisiologico nell’organizzazione del cervello, nella speranza di poter individuare omologie fra gli uni e le altre.

Ciò che è richiesto, a questo scopo, è un insieme di strumenti concettuali e sperimentali intesi a definire e identificare rispettivamente che cosa si debba considerare “componente funzionale” (o insieme di operazioni elementari) di un processo cognitivo e che cosa suo “correlato neurale”: solo una volta chiarito che cosa debba valere come componente elementare di un processo si può infatti porre il problema della sua realizzazione neurale e, viceversa, solo una volta definito che cosa debba valere come area cerebrale si può porre la questione di quali processi essa svolga.Una delle idee rivelatesi più proficue per la presente indagine è venuta dalla constatazione del modo disinvolto in cui le varie discipline che cooperano nel quadro delle neuroscienze cognitive sovrappongono questi due concetti distinti di componente funzionale e di correlato neurale in una nozione, spesso non problematizzata, di “modulo”. Se è vero che quest’idea ha goduto di un ampio dibattito in sede filosofica, l’impressione che si trae – da una rassegna ragionata della letteratura specifica dei singoli approcci metodologici – è quella di un’oscillazione frequente, nell’impiego di questo concetto, fra il piano funzionale e quello anatomico.

Ha guidato il presente lavoro proprio l’esigenza di individuare, attraverso l’analisi dei diversi paradigmi sperimentali:

 

A.    Quali proprietà possano essere assunte per definire l’“isolabilità”    fra componenti di un sistema, tanto in senso funzionale (relativamente all’analisi dei processi cognitivi) quanto in senso strutturale (rispetto all’identificazione di strutture distinte nel cervello) 

 

B.    Quali strategie euristiche sono state sviluppate in sede sperimentale al fine di individuare componenti che rispondano a tali criteri.

 

Il nostro lavoro ha privilegiato due metodologie che risultano a questo proposito particolarmente rappresentative. Sono stati esaminati, da un lato, metodi per la ricostruzione delle strutture elementari della cognizione a partire dai deficit associati a lesioni corticali (come nel caso degli studi di ablazione su animali o, in modo particolare, della neuropsicologia, che sarà oggetto d’analisi nel I capitolo); dall’altro, paradigmi sperimentali intesi alla delimitazione di strutture distinte all’interno del cervello e allo studio della loro specializzazione funzionale (è il caso, ad esempio, degli studi elettrofisiologici, di cui ci occuperemo nel II capitolo). Il carattere emblematico di queste due paradigmi metodologici – che è al tempo stesso la ragione per la quale essi sono stati scelti come oggetto di indagine – sta proprio nel fatto che i loro rispettivi impianti inferenziali procedono in modo complementare[1]. In un caso, abbiamo infatti un tentativo di scomporre i processi cognitivi nelle loro strutture elementari e di studiare successivamente in che modo queste siano in relazione con regioni specifiche del cervello. Nell’altro, abbiamo una strategia inversa volta a isolare dal punto di vista anatomo-fisiologico delle aree distinte nella corteccia cerebrale e a studiarne successivamente la specializzazione funzionale.

I due piani distinti di descrizione dei fenomeni cui, a questo proposito, si è fatto costante riferimento nel corso di questo lavoro sono i seguenti. In primo luogo, quello dell’architettura funzionale dei processi cognitivi, ovverosia delle strutture e dei processi che mediano da un punto di vista strettamente informazionale la realizzazione di determinati compiti – ad esempio, l’insieme di passaggi e di operazioni richieste dalla comprensione del significato di una parola scritta (la decodifica visiva dei grafemi, la ricerca nel lessico visivo delle forme verbali, la loro eventuale scomposizione fonologica, e via dicendo). Dall’altro, quello dell’anatomia funzionale del cervello, ovverosia delle aree – isolabili sotto il profilo anatomo-fisiologico e in base alla specializzazione funzionale dei neuroni che le costituiscono – che si possono ritenere coinvolte nello svolgimento di dati processi – ad esempio, aree del sistema visivo deputate all’elaborazione dell’informazione cromatica, piuttosto che della forma o del movimento degli oggetti che compongono la scena percettiva.

Ci preme sottolineare che questa definizione di due livelli – che rispecchia in una certa misura la classica distinzione fra livello “computazionale” di descrizione dei fenomeni cognitivi e livello “implementazionale” di descrizione delle strutture fisiche che li realizzano[2] – non è da intendersi come una dicotomia finalizzata a formulare ipotesi di rapporto diretto fra processi e strutture cerebrali. Per capire come il cervello realizzi i vari processi che emergono a livello comportamentale non basta infatti stabilire delle semplici relazioni tra “funzioni” postulate in base a considerazioni comportamentali e “strutture neurali”: si tratta piuttosto di descrivere in che modo processi definibili a larga scala siano realizzati da processi definibili a livelli via via più microscopici[3]. Riteniamo, ciononostante, che la distinzione fra un piano architettonico ed uno anatomo-funzionale abbia rivestito un fondamentale ruolo euristico nell’individuare omologie fra proprietà macroscopiche nell’organizzazione dei processi cognitivi e in quella del cervello. Laddove, dunque, si farà riferimento nel corso di questo lavoro alla “implementazione” cerebrale dei processi cognitivi o all’individuazione delle loro “basi neurali”, bisognerà intendere più propriamente “ipotesi di correlazione” fra componenti definiti nel quadro dell’architettura funzionale di tali processi e aree cerebrali definite in sede di anatomia funzionale ad un dato livello di analisi.

La rilevanza di questo genere di questioni emerge soprattutto nei confronti dei nuovi paradigmi sperimentali di cui si avvalgono le neuroscienze cognitive per correlare comportamento e cervello. Una parte centrale di questo studio (cap. IV) si è concentrata sul ruolo delle metodologie di brain imaging, considerate da gran parte degli studiosi come una delle strategie più promettenti per cercare di restringere reciprocamente l’architettura funzionale dei processi cognitivi e l’anatomia funzionale del cervello umano. Le ipotesi tradizionali, emerse dai paradigmi sperimentali classici, circa la corrispondenza fra componenti funzionali ed aree di elaborazione nel cervello, hanno trovato nei metodi di brain imaging un efficace strumento di conferma e di eventuale revisione. Ciò che abbiamo cercato di mettere in luce nel nostro lavoro è come, tuttavia, queste stesse nuove metodologie, non diversamente dalle metodologie tradizionali, debbano la propria attendibilità ad una larga serie di assunzioni teoriche e come proprio questa serie di assunzioni possa talora inficiarne l’adeguatezza descrittiva.

La conclusione promossa da diversi studiosi circa la necessità di “evidenza incrociata” da parte di diverse metodologie, a sostegno di ipotesi di correlazione fra anatomia cerebrale e cognizione, è stata altresì sottoposta ad analisi (cap. V). L’importanza di questo problema è cruciale per l’impianto metodologico delle neuroscienze cognitive: se infatti le assunzioni interne ad ogni singola disciplina possono essere ampiamente condivise dagli studiosi e in una certa misura non problematizzate a livello intrametodologico, il loro peso diventa rilevante all’atto del raffronto intermetodologico delle teorie e delle osservazioni. Si sono descritti casi in cui la convergenza interdisciplinare delle osservazioni è stata impiegata a suffragio di ipotesi rivelatesi poi inadeguate alla luce di ulteriori studi, e si è cercato di mostrare come il rischio latente in questo tipo di approccio incrociato sia quello di costruire modelli ad hoc non verificabili sul piano sperimentale.

Lo spirito generale di questo lavoro è stato, dunque, quello di un’esplorazione nella letteratura specifica delle singole metodologie sperimentali che indagano il rapporto fra comportamento e cervello – esplorazione guidata dall’esigenza di esplicitare quei presupposti epistemologici, spesso inespressi o non riconosciuti, da cui questo programma di ricerca dipende. Su queste basi, col supporto delle riflessioni che soprattutto a partire dagli anni ’70 sono state compiute in sede filosofica sul rapporto fra mente e cervello, nonché col sostegno di studi specifici sul problema del rapporto fra modello e osservazione nel campo delle neuroscienze cognitive, si è tentato di mettere alla prova la tenuta epistemologica di ipotesi come quella “localizzazionista” che hanno guidato e guidano tuttora larga parte dell’indagine scientifica.

 

Il percorso argomentativo del lavoro si articolerà, in sintesi, nei seguenti punti:

 

    Nel Capitolo I analizzeremo i presupposti metodologici da cui muove la neuropsicologia nel segmentare i processi cognitivi e nel porli in relazione con l’anatomia cerebrale: cercheremo di mettere in luce le difficoltà in cui essa incorre nell’individuare strutture corticali compatte e localizzabili che implementino i componenti ipotizzati dall’analisi architettonica dei processi.

    Nel Capitolo II compiremo un’indagine analoga nelle assunzioni e nell’impianto inferenziale di cui si avvale l’elettrofisiologia per mappare l’anatomia del cervello e studiarne la correlazione con il comportamento: il nostro interesse sarà qui quello, speculare, di mostrare i problemi cui essa si espone nel tentativo di assegnare a singole aree identificate nella corteccia un ruolo computazionale rispetto ai sistemi di cui esse fanno parte.

    Nel III Capitolo proveremo a tirare alcune conclusioni circa i criteri di scomposizione, comportamentale ed anatomica, emersi dall’analisi di questi due paradigmi tradizionali e cercheremo di problematizzare la nozione di isolabilità di componenti (o modularità) che tali metodi presuppongono: la nostra attenzione si concentrerà sulle sovrapposizioni fra il piano funzionale e quello anatomico che ricorrono nella definizione di tale concetto, nonché sullo status epistemologico dei componenti descritti nei modelli architettonici dei processi cognitivi e melle mappe anatomo-funzionali del cervello.

   Nel IV Capitolo affronteremo in modo analogo a quello dei primi capitoli, il problema delle assunzioni e della struttura inferenziale delle nuove metodologie di brain imaging di cui le neuroscienze oggi si avvalgono. Sottoporremo a critica l’aspirazione, legata a tali metodologie, di poter restringere reciprocamente le architetture funzionali dei processi cognitivi e l’anatomia funzionale delle cortecce cerebrali attraverso la visualizzazione in vivo dell’attività neurale su larga scala indotta da particolari compiti: cercheremo di sviscerare, a questo riguardo, alcuni dei nodi problematici più delicati (in particolare quello della sottrazione cognitiva) nell’impiego di modelli comportamentali per l’analisi di misure neurofisiologiche.

   Nel V Capitolo considereremo, infine, la possibilità di un impiego contestuale delle diverse strategie d’indagine, che abbiamo delineato nel corso del lavoro, al fine di fornire restrizioni convergenti allo studio della cognizione e delle sue basi neurali: ci concentreremo sui criteri di confronto fra modelli e osservazioni di diversa provenienza e sulla possibilità di convalidare singole ipotesi di localizzazione attraverso evidenza incrociata di diversa natura sperimentale. Cercheremo di sottolineare i rischi intrinseci in una simile aspirazione e delineeremo i requisiti di base che i modelli comportamentali e neurofisiologici devono rispettare al fine di permettere in modo rigoroso un confronto interdisciplinare.


[1] Cfr. Bechtel & Richardson (1993), p.17.

[2] Cfr.Marr (1982), p.24-25.

[3] Cfr. Churchland & Sejinowski (1992), p.18. Seguiamo in questo Lycan (1990), il quale puntualizza come la distinzione fra struttura e funzione non sia da considerare come una distinzione assoluta, ma dipenda dal livello di descrizione cui ci si riferisce, nel senso che una descrizione funzionale ad un livello diventa necessariamente una descrizione strutturale ad un altro livello.