“Gli uomini devono sapere che da niente altro se non dal cervello deriva la gioia, il piacere, il dolore, il pianto e la pena, attraverso esso noi acquistiamo la conoscenza e le capacità critiche, e vediamo e udiamo e distinguiamo […]”. (Ippocrate, V sec. A.C.)
Citazione che da sé introduce l’importanza della conoscenza, dell’osservazione e dello studio dell’organo forse più potente, unitamente al cuore, di tutto il nostro organismo: il cervello. La psicofisiologia, integrata alla neurofisiologia, è una disciplina che si occupa dello studio dei correlati fisiologici legati ai processi psicologici. Attraverso tecniche di indagine e strumenti di misura si possono osservare i funzionamenti delle zone cerebrali che rispondono o si attivano in determinati processi cognitivi e dunque osservarne risposte da un punto di vista fisiologico.
Gli studi sul cervello si sono orientati nel tempo su due vie: una orientata a comprendere quale funzione possa essere attribuita a particolari aree della corteccia, organizzando una mappa in cui ogni punto è un preciso luogo con la sua storia e le sue caratteristiche, e l’altra orientata allo studio del rapporto tra il pensiero e il corpo.
Fermandoci alla prima via, facendo una breve e semplificata panoramica diciamo che il cervello è parte del Sistema Nervoso (SN) suddiviso in Sistema Nervoso Centrale (SNC) e in Sistema Nervoso Periferico (SNP). Il primo è dato dall’encefalo, che si trova nel cranio e che include il cervello propriamente detto e il tronco encefalico, e dal midollo spinale situato nella colonna vertebrale. Il SNP è l’insieme dei nervi afferenti ai vari organi e apparati. Vi è poi il Sistema Nervoso Autonomo (SNA), parasimpatico e ortosimpatico, la cui funzione è quella di regolare l’omeostasi dell’organismo. Il SN è dato da cellule nervose, chiamate neuroni, e da cellule chiamate gliali di sostegno. Il tronco encefalico contiene il rombencefalo, mesencefalo e diencefalo; il mesencefalo contiene alcuni neuroni che sembrano mediare le funzioni del sonno e dell’attenzione.
La maggior parte del cervello è costituita dai due emisferi simmetrici uno a destra e uno a sinistra aventi una parte centrale, i gangli della base, e uno strato di neuroni che vanno a formare la materia grigia della corteccia cerebrale.Gli emisferi sono collegati tra loro dalle fibre proprie del corpo calloso, circondato dal lobo limbico, in cui troviamo amigdala e ippocampo; tale fibre formano la corteccia cerebrale. La corteccia cerebrale di ogni emisfero si divide in quattro sezioni, o lobi, distinti in: frontale, parietale, temporale e occipitale.
All’emisfero di sinistra fanno capo le funzioni del linguaggio, è di fatto verbale, analitico, logico e locale, controlla la mano dominante destra e l’organizzazione della mobilità volontaria; l’emisfero destro è sintetico, globale, segue la cognizione dello spazio e la regolazione dell’emotività. La parte centrale del cervello contiene il diencefalo, comprendente talamo e ipotalamo e anche le strutture dette i nuclei della base, o gangli della base (nucleo caudato, putamen e globus pallidus).
E’ il cosiddetto cervello emozionale o mammilliano, nato con i mammiferi, che ha la funzione di organizzare e gestire le emozioni e che partecipa evidentemente al processo attentivo attraverso il livello di motivazione presente nell’individuo, derivante dai vissuti affettivi.
Da questa breve introduzione sulla struttura del cervello, si può ben immaginare come nel corso della sua evoluzione l’uomo, o per selezione naturale o per apprese strategie di sopravvivenza, abbia sviluppato differenti e potenti meccanismi cerebrali, all’interno dei quali troviamo quelli dedicati al processo attentivo che consentono di prestare attenzione (attenzione selettiva) ad un oggetto, movimento, suono e, nel tempo stesso ignorarne un altro presente nell’ambiente che lo circonda, dunque meccanismi che implicano un controllo, usando termini tecnici, top down e bottom up sull’attenzione. Non appare semplice argomentare e parlare di “anatomia dell’attenzione”, nel senso di strutture anatomiche precise dedicate.
Alcuni studiosi affermano che l’attenzione può essere considerata un aspetto particolare della percezione, da qui il sostenere che l’attenzione è quel processo mediante il quale si mette a fuoco, si seleziona, si coglie solo una parte del nostro mondo percettivo, trascurando quelle che, per il momento, non hanno importanza. L’attenzione si dice volontaria quando è decisa e controllata dalla persona, nel senso che è la persona stessa che decide di orientarsi verso uno stimolo in particolare; mentre è involontaria quando è lo stimolo che provoca, che determina l’attenzione del soggetto.
Tra gli studi sperimentali dell’attenzione selettiva è da annoverare Helmholtz che nel 1984 si dedicò ad un esperimento sulla percezione visiva: alla parete di in un laboratorio, completamente buio, appese uno schermo su cui erano disegnate alcune lettere. Lo schermo veniva illuminato ad intervalli di tempo di breve durata, il tutto per studiare i tempi di elaborazione visiva di stimoli percepiti. L’esperimento gli consegnò esiti differenti da quelli che si aspettava, scoprì qualcosa di nuovo, ovvero che lo stimolo (in questo caso le lettere) a cui veniva prestata attenzione era percepito chiaramente mentre gli altri stimoli (lo schermo era grande dunque impossibile vederli tutti senza movimento dell’occhio) non potevano essere riconosciuti. L’attenzione, in questo specifico caso visiva, si distingueva ed era altro dal fenomeno percettivo.
L’informazione rilevante quindi, richiamando la teoria della capacità mentale limitata, deve essere selezionata tra tante altre, deve avvenire in un arco di tempo necessario (attenzione sostenuta) e, perché sia possibile, è necessario che l’organismo sia pronto a recepire per rispondere allo stimolo stesso, il che dipenderà dal livello di attivazione presente.
I processi attentivi selettivi operano a livello corticale e sottocorticale, i meccanismi riferiti alla selezione dell’informazione visiva dipendono soprattutto da due sistemi a livello corticale, quello “dorsale”, che comprende il sistema magnocellulare (M), neuroni di dimensioni grandi, che dalla corteccia visiva proietta all’area parietale posteriore che cura le informazioni di tipo posizione spaziale e movimento e, l’altro sistema “ventrale”, che comprende il sistema parvocellulare (P), neuroni più piccoli, che va all’area temporale inferiore e che gestisce le caratteristiche fisiche dello stimolo, come orientamento e colore. Questi sistemi si legano in generale ai meccanismi di attenzione visiva basati sull’oggetto o spazio.
I meccanismi che si occupano di selezionare l’informazione dipendenti dall’attenzione consentono dapprima di scegliere e poi elaborare in modo preferenziale lo stimolo selezionato, altrimenti anche altri stimoli presenti verrebbero elaborati allo stesso modo, in secondo luogo si occupano di vigilare sul reclutamento dei circuiti funzionali che contribuiscono allo svolgimento di un determinato compito.
I meccanismi invece a livello sottocorticale, che possono partecipare nei circuiti di controllo attenzionale, sono principalmente i collicoli superiori, nucleo talamico del pulvinar e nuclei della base, quest’ultimi comprendono il nucleo caudato e il putamen (che rappresentano il corpo striato), il globo pallido e la sostanza nera. Gli studi dell’attenzione selettiva indicano in caso di deficit nella stessa, lesioni al lobo frontale sinistro e asse tronco-talamo-frontale; nel deficit di attenzione neglet (selezione spaziale) si riscontrano lesioni soprattutto nel lobo parietale destro.
Per l’attenzione divisa, da studi con tecniche di neuroimaging funzionale, si aprono due linee di pensiero, una sostiene che il processo di attenzione divisa si collochi a livello di corteccia prefrontale, l’altra avvalla l’ipotesi che tale processo sia risultato di interazione tra differenti circuiti. Le lesioni che determinano deficit di attenzione divisa, appaiono solitamente diffuse, maggiore interessamento si ha dell’emisfero destro; lesioni del corpo calloso, del lobo frontale e parietale. All’attenzione sostenuta si associano le aree frontoparietali destre, i deficit sono dati da lesioni dell’emisfero destro, che sembra più capace rispetto al sinistro a mantenere l’attenzione per lungo tempo; corteccia prefrontale e parietale posteriore, lobo temporale.
Per rappresentare l’attenzione nei suoi aspetti neuro funzionali si utilizza anche il modello anatomico di Posner che sembra offrire l’ipotesi di un incontro tra la possibilità di esistenza di un unico sistema attentivo e quella di differenti sistemi ognuno dei quali si caratterizza per propria funzione. Il modello di Posner, presenta un Sistema Attentivo Anteriore (AAS) composto da una rete funzionale tra le aree frontali e prefrontali, il giro cingolato anteriore e i gangli della base che rileva lo stimolo, è responsabile dell’elaborazione consapevole dell’esperienza; un Sistema Attentivo Posteriore (PAS) che comprende la corteccia parietale posteriore, pulvinar, collicolo superiore, nucleo reticolare che provvede a disancorare (corteccia parietale) dirigere, spostare (collicolo) e ancorare (pulvinar) l’attenzione e infine il Sistema di Vigilanza che provvede a mantenere lo stato di attivazione mediante il sistema noradrenergico.
William Ganong (1924-2007) affermava che l’attenzione appare coinvolgere la formazione reticolare del tronco encefalico ma anche il circuito della memoria a breve termine (MBT), circuito di Papez, quale ippocampo-giro dentato-fornice-nuclei mammillari del diencefalo-nuclei anteriori del talamo-circonvoluzione del cingolo-ippocampo.
Quando l’attenzione è focalizzata su un solo attributo dello stimolo, come grandezza o colore, l’attivazione è nelle aree di entrambi gli emisferi, destro e sinistro; quando un soggetto svolge un compito che implica più di una caratteristica, l’attivazione appare limitata al lato destro del cervello. Per esempio, soggetti concentrati su due attributi di uno stimolo visivo mostrano attivazione della corteccia cingolata destra, oppure soggetti che svolgono compiti visivi o somatosensoriali che richiedono attenzione prolungata, mostrano attivazione di aree nella corteccia parietale superiore e prefrontale destra.
Questa attivazione è la stessa, indipendentemente dalla modalità o lateralità dell’afferenza, queste ed altre osservazioni sembrano indicare che nell’uomo l’attenzione prolungata è una funzione dell’emisfero rappresentativo, cioè destro. Come già inizialmente specificato la parte anteriore del cervello è divisa in due emisferi, emisfero destro ed emisfero sinistro, aventi proprietà funzionali differenti: il linguaggio è un aspetto della parte sinistra del cervello, la capacità di percepire in modo globale più immagini è tipica invece dell’emisfero destro. L’emisfero sinistro del cervello è detto categorico, l’emisfero destro, specializzato nell’elaborazione visiva, nella percezione e nell’organizzazione spaziale di immagini è detto rappresentativo.
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Riferimenti bibliografici:
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KANDEL E. R., SCHWARTZ J. H. & JESSEL T.M., Fondamenti delle neuroscienze e del comportamento, Editrice Ambrosiana, Milano, 1999, Parte I, pag. 71-107.
COZZI B., GRANATO A., MERIGHI A., Neuroanatomia dell’uomo, Editore Antonio Delfino, Roma, 2009.
POSNER M. I., PETERSEN S. E., The Attention System of the Human Brain, in “Annual Review of Neurosciences”, 1990, n. 13.
GANONG W. F., Fisiologia medica, in MIDRIO M., AMATO G., BENFANTI, F., DE LUCA B (a cura di), 9°ediz, Editore Piccin, Nuova Libraria, Padova, 2011, Sez. III, pag. 267-268.
