Le grandi dispute del 2015

Le tre più grandi dispute scientifiche di quest'anno nell'ambito della psicologia e delle neuroscienze sono state, per me, le seguenti:

1. C'è coscienza nella via visiva dorsale?

Si tratta di una discussione ai suoi inizi, che continuerà nei prossimi anni e che vede da un lato la ferma convinzione di David Milner che la risposta sia 'No'. Dall'altra parte c'è Silvia Savazzi, che con il suo gruppo, sta fornendo le prime prove che la risposta sia invece 'Sì'.

Per saperne di più sul ruolo della via dorsale nella nostra percezione visiva, rimando all'introduzione del post Vedo-non vedo: alle origini della coscienza.

Una conversazione con Silvia Savazzi.

La disputa è per ora a distanza nel tempo e nello spazio.

Ecco le prime mosse.

Paestum - I primi gladiatori

David Milner è Professore Emerito all'Università di Durham.

Nell'articolo del 2012 ripercorre le prove derivanti da numerosi studi sui soggetti con lesioni cerebrali selettive delle vie visive e sui soggetti senza lesioni sottoposti a risonanza magnetica funzionale.

Per Milner i prodotti visivi dell'elaborazione lungo la via dorsale occipito-parietale non sono accessibili alla consapevolezza.

We have argued [10,15] that the course of primate evolution has resulted in these two visual streams operating on different computational principles, and that it has resulted concomitantly in them yielding qualitatively different visual products. Specifically, we have proposed that the visual products of dorsal stream processing are not available to conscious awareness—that they exist only as evanescent raw materials to provide the unconscious moment-to-moment sensory calibration of our movements. This article is intended to provide a brief review of the evidence from this claim, concentrating on three bodies of data, based on studies of (i) visual form agnosia, (ii) visual extinction and (iii) functional MRI.

L'essenza del modello di Milner e Goodale è che mentre afferriamo un oggetto – in base all'elaborazione della via dorsale - possiamo essere consapevoli dei movimenti del braccio e della mano, così come della forma dell'oggetto e degli oggetti vicini ma quella consapevolezza deriva dall'elaborazione concomitante che avviene nella via ventrale.

But the essence of Milner & Goodale's [10] interpretation is that this visual awareness accrues not from visuomotor processing in the dorsal stream, but from concurrent processing in the ventral stream.[…] According to the Milner & Goodale model, that real-time guidance is provided through continuous visual monitoring by the dorsal stream of those very same visual inputs that we experience by courtesy of our ventral stream.

Silvia Savazzi è Professore Associato all'Università di Verona.

Nell'articolo del 2015, con Chiara Bagattini e Chiara Mazzi, attraverso gli esperimenti condotti in soggetti con lesioni cerebrali delle vie visive e in soggetti senza lesioni sottoposti a stimolazione magnetica transcranica e coregistrazione con elettroencegalogramma, aggiunge nuove prove all'ipotesi che la corteccia parietale lungo la via dorsale sia un generatore precoce di consapevolezza.

Previous data (Mazzi et al., 2014) and the present paper tested the hypothesis that neural activity along the dorsal stream could have access to perceptual awareness. Here, we found that direct stimulation of IPS [intra-parietal sulcus] induces the perception of phosphenes and that this effect has its onset in the parietal cortex at ~70–80 ms after TMS. This result could point to a role of the parietal cortex as a local early gatekeeper of awareness.

the results obtained with TEPs [TMS-evoked potentials] elicited by IPS-TMS show that IPS is an early and independent generator of phosphenes.

Tali risultati modificano sostanzialmente il modello della percezione visiva di Milner e Goodale.

Seguiremo gli sviluppi nel 2016...

- Milner AD. Is visual processing in the dorsal stream accessible to consciousness? Proc Biol Sci. 2012 Jun 22;279(1737):2289-98

- Bagattini C, Mazzi C, Savazzi S. (2015). Waves of awareness for occipital and parietal phosphenes perception. Neuropsychologia, 70: 114-125.

2. Il bilinguismo rende più intelligenti?

La discussione è stata molto accesa, a colpi di articoli pubblicati su riviste scientifiche e continua da molti mesi. Da un lato Ellen Bialystok è tra i ricercatori che sostengono che la risposta sia 'Sì': il bilinguismo non solo aumenta le nostre abilità di comunicazione e la nostra riserva cognitiva ma ci rende più intelligenti. Dall'altra parte, per de Bruin e altri ricercatori la risposta è 'No' almeno per ora: i risultati finora raggiunti si devono a distorsioni nelle pubblicazioni dei risultati scientifici, per la tendenza a diffondere solo i risultati positivi, quindi solo ulteriori studi faranno nuova luce sul'argomento.

Ad oggi si può parlare del furioso scontro tra due squadre, ciascuna con dei fuoriclasse.

Vulci - Lotta di eroi

Il risultato finora raggiunto è che si presterà molta attenzione ai prossimi studi sull'argomento, al rigore metodologico seguito dagli scienziati dell'una o dell'altra squadra per arrivare alle rispettive conclusioni.

Per una sintesi delle diverse fasi della disputa:

- a febbraio, la lunga conversazione con Barbara Treccani I bilingui sono più intelligenti? Ma che esagerazione!

- a giugno, il botta e risposta tra Bialystok e de Bruin e i rispettivi collaboratori Bilingualism and cognitive advantage: Bialystok versus de Bruin.

- a dicembre, qualche giorno fa, la lettera di fuoco di Kenneth Paap con le raccomandazioni per continuare a studiare e a discutere il bilinguismo A continuing debate on the bilingual advantage: some recommendations from Kenneth Paap.

Segnalo anche l'articolo di Simona Regina Parlare due lingue migliora la mente pubblicato su il Venerdì di Repubblica l'8 maggio.

3. I neuroni specchio cosa spiegano?

Si tratta in questo caso di uno scontro dal vivo, del memorabile dibattito tra Vittorio Gallese e Gregory Hickok. Non è stato uno scontro violento ma nei mesi precedenti tra i sostenitori dei neuroni specchio e i critici non sono stati risparmiati colpi bassi.

Per farsi un'idea basta leggere il piccato commento di Giacomo Rizzolatti e Corrado Sinigaglia al 'curioso libro' di Hickok, Il mito dei neuroni specchio:

A curious book on mirror neurons and their myth. Review of Gregory Hickok’s “The Myth of Mirror Neurons: The Real Neuroscience of Communication and Cognition”

la risposta:

Gregory Hickok. A Curious Commentary on a Book on Mirror Neurons and Other Tales of Scientific Misses: Response to Rizzolatti & Sinigaglia and to Glenberg.

e la contro-risposta:

G. Rizzolatti & C. Sinigaglia. A Reply to Hickok.

Le critiche al 'gruppo di Parma' per la tendenza ad attribuire ai neuroni specchio ogni fenomeno cognitivo, clinico e sociale e per l'aspettativa di un atteggiamento fideistico da parte della comunità scientifica sono costate, secondo alcuni, il Nobel a Rizzolatti per una scoperta dimostrata nei primati non umani.

Lo scontro Gallese-Hickok, organizzato dal NYU Center for Mind, Brain and Consciousness, si è tenuto a New York il 24 settembre ed è stato moderato da David Chalmers.

Del dibattito è disponibile il video: "Do Mirror Neurons Explain Anything?"

Nelle ore precedenti la foto di Hickok rivela che non ci sarà uno scontro violento.

Il punto centrale del dibattito è cosa si attribuisce ai neuroni specchio.

I due scienziati nelle loro presentazioni fanno riferimento ai più importanti lavori sull'argomento, analizzandoli criticamente. Il dibattito è quindi anche una ricca fonte bibliografica.

Gli estratti che ho trascritto non rispettano l'ordine temporale della registrazione ma seguono l'evoluzione teorica nel lavoro degli autori.

Interviene prima Gallese poi Hickok, segue Gallese e poi si dà spazio alle domande dei partecipanti.

Per Gallese i neuroni specchio sono parte di un meccanismo deputato alla comprensione dell'azione: non più solo un sistema motorio come postulato nei primi lavori ma un sistema cognitivo.

Mirror neurons were discovered by chance. It was not by chance that they were discovered by us, because we were looking for visual properties in the motor system.

That mirror neurons, as motor neurons, may play a role in selecting action appropriate on the basis of what someone else is doing is part of our natural interpretation of the findings from the very beginning. What we found was novel, back then, and still is the idea that this mechanism could play a role also in action undertanding.

Passando da un'interpretazione di selezione dell'azione a quella di comprensione dell'azione da parte del meccanismo dei neuroni specchio, questo costituirebbe il substrato neurale per studiare dal basso la cognizione sociale

To make sense of social cognition we need to study the brain, the body, their relationship with the world and with the brain-body systems of others.

A bottom-up approach to social cognition.

Gli effetti sperimentali appaiono modesti ma per Gallese molti effetti negli esperimenti psicologici e psicofisici sono modesti.

Our approach is able to generate hypotheses and these hypotheses have been indeed very fine confirmed not only by those small effects, acknowledged by Greg, because, ok, the effect is small but the small size of the effect is easy to interpret […] a small effect is 30 milliseconds in reaction times, which is a huge effect in many cognitive psychology or psychophysical experiments.

Hickok (gli estratti sono dalle sue slide) inizia citando gli autori stessi, per i quali parlare del meccanismo dei neuroni specchio come base della comprensione dell'azione è una sciocchezza.

La funzione del sistema motorio è il controllo motorio, mentre la comprensione è resa possibile dai sistemi sensoriali, concettuali e motori.

The function of the motor system is motor control. Understanding is achieved primarily by sensory/conceptual-memory systems.

Se è vero che comprendiamo un'azione perchè la rappresentazione motoria di quell'azione viene attivata nel nostro cervello come sostenuto da Rizzolatti, Fogassi e Gallese nel 2001, allora dovremmo aspettarci che una lesione al sistema dei neuroni specchio causi dei deficit di riconoscimento dell'azione. Ma questa è un'ipotesi priva di conferme.

In my mind, this claim predicts that damage to the MNS should cause action recognition deficits. And in my field, this prediction doesn’t hold up.

Non sembra avere un ruolo neppure nel riconoscimento del linguaggio.

Damage to motor-speech systems can result in severe speech production deficits but do not similarly affect speech recognition.

Acute disruption of left hemisphere function causes complete mutism but does not severely affect word recognition.

I dati sui neuroni specchio dimostrano correlazioni, non effetti causali.

The MN data are correlational – causal involvement cannot be directly inferred.

I dati sono insufficienti a provare che il meccanismo dei neuroni specchio sia implicato nella comprensione dell'azione:

The (“speculative”) action understanding hypothesis was propped up by lesion data from speech and apraxia that we now know doesn’t support the theory.The details of the MN data do not fit the action understanding theory.

L'ipotesi originaria, esposta nel primo lavoro di Di Pellegrino e coll. (1992) di meccanismo di selezione dell'azione ha invece più forti conferme dai dati disponibili.

L'invito finale della presentazione di Hickok è di rinunciare all'ipotesi dei neuroni specchio come sistema di comprensione dell'azione:

It’s time to abandon the theory and explore alternatives in depth.

Come continuerà la disputa nel 2016?

I neuroni specchio continueranno ad essere tirati in causa ogni volta che si parlerà di empatia, imitazione, cognizione sociale? 

O addirittura di arte, pubblicità,...