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Neuroscienze e Cervello


L’origine del linguaggio nell’uomo

Giuseppe Costantino Budetta

L’origine del linguaggio nell’uomo

Le origini del linguaggio

L’indagine sulle origini del linguaggio nell’Uomo andrebbe inserito in un contesto di discipline anatomiche, fisiologiche ed evoluzionistiche. Possono aver influito in modo indiretto nell'Uomo ed in altri mammiferi, la postura del corpo e le modalità della prensione degli alimenti. Inoltre occorre indagare sulla vascolarizzazione cerebrale di una determinata specie. In individui della stessa specie queste differenze devono essere rapportate all'età post natale, al periodo fetale e al sesso. In particolare sono da considerare le differenze volumetriche cerebrali tra Uomo e diverse specie di mammiferi e tra Uomo e Donna. Da questa visione generale possiamo indirizzare l’indagine su direttive più definite tenendo presente i seguenti dati. Le scimmie ed in genere i primati hanno molte analogie con il cervello umano, in particolare per quanto riguarda le asimmetrie cerebrali.

 

Anatomia del linguaggio

L'asimmetria del Planum temporale sinistro (dove si trova l'area di Wernicke), comune tra Uomo e alcune razze di scimmie, dipende dalla genetica, nel senso che c'è tendenza a sviluppare asimmetrie in tale zona corticale. La tendenza è rafforzata nell'Uomo dalla specializzazione funzionale dei due arti superiori. Alcune volte, l'ubicazione dell'area di Wernicke, non coincide con la zona asimmetrica del Planum temporale sinistro, ma con una vicina che ha elevata stabilità di flusso arterioso. Essere di sesso maschile e destrimane è correlato con il più elevato grado di lateralizzazione del Planum temporale. L'emergenza del linguaggio di tipo umano presuppone condizioni particolari di circolazione cerebrale (con flusso sanguigno arterioso costante), pressione e velocità elevate a livello delle aree di Broca e Wernicke. I centri del linguaggio umano per il loro funzionamento, necessitano di grandi quantità di ossigeno. Nel delfino, per la presenza d'estese reti mirabili encefaliche, la circolazione cerebrale è costante, ma a velocità e pressioni basse. Il cervello di un delfino ha molteplici funzioni uditive e visive. Nei cetacei non mancano aspetti evoluti di rappresentazioni concettuali e fonetiche, ma non c'è alcun abaco che originasse capacità linguistiche di tipo umano.

 

L'emergere del linguaggio

Complesse connessioni neuronali non spiegano da sole l'emergere del linguaggio. L'elefante ha elevata massa encefalica con sistema visivo, uditivo e fonatorio complesso, ma manca di funzioni linguistiche. Edelman (1998) sostiene l'esistenza di tre meccanismi selettivi: il primo è filogenetico ed opera nella selezione naturale. Avrebbe determinato l’evoluzione dalle scimmie antropomorfe agli ominidi arboricoli e dagli ominidi con andatura eretta agli umani del genere Homo sapiens ed Homo sapiens sapiens. Il secondo meccanismo è ontogenetico. Comporta una selezione "somatica" e sta alla base della specializzazione funzionale delle aree cerebrali. Il terzo è la 'selezione culturale"ed avviene tra cervello individuale, l'organismo che lo contiene e l'ambiente. Nel presente lavoro mi sono soffermato in particolare sull’aspetto filogenetico che ha comportato lo sviluppo del linguaggio nell’Uomo. Dalla vasta letteratura consultata emergono dati contrastanti. Alcuni autori hanno osservato che le asimmetrie a livello del Planum temporale sinistro sono presenti già nel feto a partire dalla 31° settimana di gestazione e sarebbero indipendenti dall’uso preferenziale di una delle mani.

Se poi l'emisfero sinistro a livello del PT è danneggiato alla nascita, il Planum temporale destro assumerà le funzioni linguistiche. Ciò è indipendente se il soggetto è mancino o destrimane. Obata (1996), riferisce essere il flusso sanguigno più alto nella carotide comune di sinistra rispetto alla destra in tutte le persone destrimane esaminate. I dati si ribaltavano in senso opposto per i mancini. Lo studio di Jäncke (1998), nega correlazione diretta tra uso preferenziale di una delle due mani ed asimmetria del Planum temporale sinistro. Un paziente di circa trent'anni di età, indicato con le iniziali W. D., presentava agenesia totale del corpo calloso. Il suo Planum temporale sinistro era molto più sviluppato (1.006 mm2,) rispetto alla norma (890 mm2). Mancando il corpo calloso (il paziente in questione non aveva avvertito sintomi al cervello fino a circa trent'anni di età) non si capisce come l'uso preferenziale di una delle due mani (W.D. era destrimane) abbia determinato una asimmetria tanto marcata.

Nei mammiferi sono numerosi gli aspetti morfostrutturali e biochimici distribuiti in modo diseguale nell’encefalo, centri nervosi, nuclei basali ed aree corticali. In particolare, il cervello delle grosse scimmie sia del Vecchio che del Nuovo Mondo ha aspetti comuni con quello umano, come nelle asimmetrie del corpo calloso, talamo, ippocampo, di tutti i restanti nuclei basali, del Planum temporale sinistro e del sito che accoglie l'area di Broca.

 

Le differenze tra uomo e donna

La maggiore estensione del lobo frontale destro e del lobo occipitale sinistro si rinvengono sia nell’Uomo che nelle scimmie. Similmente per quanto riguarda la morfologia complessiva del cervelletto. Similare è nell’Uomo e nei primati la tendenza del cervello e del cervelletto allo sviluppo di asimmetrie in ampie aree neuronali. Però, come sottolinea Roppoport (1999), esistono significative differenze tra Uomo e Scimmia. La densità sinaptica della corteccia frontale raggiunge il suo apice verso i cinque anni nell’Uomo, ma nella Scimmia aumenta negli ultimi periodi di vita intrauterina e primi mesi dopo la nascita. Solo nella specie umana si è sviluppata l'area di Wernicke, vero centro del linguaggio, che nel sesso maschile è in corrispondenza dell’emergenza del Planum temporale sinistro. AI contrario nella Donna i centri del linguaggio sono meno lateralizzati. Questo aspetto trova conferma nel fatto che lesioni nell’emisfero sinistro comportano maggiore invalidità verbale negli uomini che nelle donne. In queste ultime risulta essere più stabile il flusso sanguigno cerebrale. Differenze emodinamiche tra Uomo e Donna e tra esseri umani e grosse scimmie sarebbero collegabili a peculiarità neocorticali, in particolare a livello dei centri del linguaggio. Strette connessioni tra citoarchitettura neuronale e densità arteriolare di supporto sono state descritte da alcuni autori. Solo nell’Uomo succlavia e carotide comune di sinistra si originano direttamente dall’arco aortico e le due arterie non sono mai unite in un unico tronco, come accade nel versante opposto, dove arteria carotide comune di destra e succlavia di destra sono unite all’origine, nel tronco dell’arteria anonima.

Altri mammiferi acquatici fanno eccezione. In queste specie manca il tronco brachiocefalico comune, ma tra cuore ed encefalo ci sono estese reti mirabili. La visualizzazione dell’attività cerebrale ha permesso di rilevare che l'aumento del flusso sanguigno indotto funzionalmente si accompagna a modiche variazioni della quantità di glucosio consumato dal cervello, ma non nella quantità di ossigeno consumata. Il cervello umano normale ricorre al metabolismo anaerobico durante le fasi più intense dell'attività nervosa. Ben pochi avevano sospettato che il cervello potesse affidarsi a tattiche simili a quelle dei muscoli di un velocista. Questa forma di metabolismo avviene a dispetto dell’abbondante presenza di ossigeno nel cervello. Secondo molti questo comportamento è un mistero. L’'ossigeno non utilizzato dal tessuto cerebrale ritorna massicciamente al cuore attraverso il circolo venoso. Le caratteristiche fisiche del flusso arterioso cerebrale discusse nel presente lavoro, avrebbero un ruolo nello sviluppo ontogenetico e filogenetico del cervello tale da spiegare l'apparente eccedenza del volume totale sanguigno destinato a questo organo. È da menzionare infine il lavoro di Rubins et al. (Oxford, 2001), che trovarono in pazienti schizofrenici aumento di flusso sanguigno cerebrale nelle regioni frontali quattro secondi dopo l'attivazione neuronale in altre aree. Nei soggetti normali non c'era ritardo. Ciò implica l’importanza di minime alterazioni del flusso cerebrale in gravi patologie che spesso coinvolgono l'uso della parola.

I pazienti esaminati da Rubins avevano anche difetto di eloquio. La ricerca di Ide, K. et al (2000), indica che il nucleo stellato (sistema simpatico), effettua un controllo più accentuato sulla cerebrale media destra perché a livello della controlaterale il flusso sanguigno è più costane nell’Uomo. Con il presente lavoro descrivo le strette connessioni tra emodinamica cerebrale e funzionalità dei centri del linguaggio umano che necessitano di velocità sanguigna altamente costante ed elevata, in particolare a livello dell'arteria cerebrale media di sinistra.

 

BIBLIOGRAFIA

Edelman G. M.: La metafora muta. Micro Mega, 2: 216 – 226 (1998).

Obata T., Shishido F., Koga M., Ikehira H., Rimura F., Yoshida K.: Three-vessel study of cerebral blood flow using phase-contrast magnetic resonance imaging: effect of physical characteristics. Mag. Reson. Imaging: 14 (10): 1143 – 1148 (1996). 

Peters M., Schaulag G., Posse S., Steinmetz H., Muller-Gartner H.G.: Differential magnetic resonance signal change in human sensoriomotor cortex to finger movements of different rate of the dominant and subdominant hand. Brain Res. Cogn. Brain Res.: 6: 279 - 284 (1998).

Rappoport S.I.: How did the human brain evolve? A proposal based on new evidence from in vivo brain imaging during attention and ideation. Brain Res. Bull.: 50 (3): 149 – 165 (1999).

Rubins S.: Hippocampal neurons in schizophrenia. Oxfort, (2001). Ide K. , Bouschel R, S?rensen H. M., Fernandes A., Cai Y, Pott F., Secher N.H.: Middle cerebral artery blood velocity during exercise with ?-1 adrenergic and unilateral stellate ganglion blockade in humans. Acta Physiolog. Scand.: 170: 33 – 38 (2000).