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I neuroni specchio: cosa succede quando non lavorano bene?

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Il viaggio all’interno del sistema dei neuroni specchio continua!

Nel precedente articolo abbiamo fatto una panoramica del funzionamento del sistema specchio, con un particolare focus sulle sue caratteristiche e funzioni. Sappiamo, quindi, come i neuroni specchio lavorano in condizioni ottimali, ma cosa succede quando il meccanismo risulta “difettoso”?

La diversità è tipica dell’essere umano, e quando le alterazioni interessano il sistema specchio si verifica una compromissione del funzionamento globale.

Come sappiamo, i neuroni specchio partecipano alla comprensione delle intenzioni e, in generale, all’interpretazione di tutti gli stati mentali ed emotivi altrui. Questa capacità pone le basi per lo sviluppo delle competenze sociali, comunicative e relazionali. È proprio grazie a loro se siamo in grado di riconoscere una smorfia e il significato che nasconde, o se ridiamo ad una barzelletta. Ci sono però delle condizioni particolari, come i disturbi dello spettro autistico e la schizofrenia, in cui queste proprietà risultano compromesse.

I disturbi dello spettro autistico si definiscono come disturbi del neurosviluppo, caratterizzati principalmente da due tipologie di sintomi: quelli relativi alla sfera sociale e cognitiva, e quelli legati ad aspetti sensoriali e motori. Da una parte, quindi, sono presenti difficoltà nella capacità di empatizzare, di intrattenere conversazioni con altr* e di stabilire una relazione sociale, conseguenze del deficit nella comprensione degli stati mentali ed emotivi altrui. Dall’altra, si osservano difficoltà nel tollerare alcuni stimoli visivi o uditivi considerati fastidiosi, paura della novità e del cambiamento, tendenza a comportamenti ripetitivi [1].

Alla base di queste due macroaree ci sono meccanismi neurali diversi. Noi ci occuperemo solo degli aspetti legati alla sfera cognitiva e sociale, essendo questa di competenza del sistema di neuroni specchio.

Vediamo più nel dettaglio quali sono le proprietà che risultano danneggiate.

In prima posizione, troviamo la reciprocità sociale ed emotiva, la cui compromissione si manifesta con la mancanza di condivisione di interessi, emozioni e pensieri. Questo aspetto risulta legato all’alterazione di un’altra importante capacità, l’empatia, che, quando presente, permette di cogliere gli stati mentali ed emotivi altrui. In questo modo possiamo reagire in modo coerente con quanto osservato e ottenere un rapporto di reciprocità.

Ad esempio, immaginiamo di vedere un nostro amico che piange disperatamente. Non sappiamo cosa sia successo, ma la sua espressione facciale, i gesti e tutta la comunicazione non verbale ci porta a pensare che sia triste. Raggiunta questa comprensione, possiamo reagire in linea con il suo stato emotivo, ad esempio porgendogli un abbraccio di conforto. Il nostro comportamento è stato determinato dalla precedente comprensione dello stato mentale, ossia dalla messa in atto di un atteggiamento empatico. Se questo processo viene a mancare, e quindi se la tristezza non viene riconosciuta, non possiamo reagire in modo coerente con quanto accaduto. Questo esempio di reciprocità evidenzia l’importanza della comunicazione non verbale nella comprensione dello stato mentale ed emotivo. Saper cogliere tutti gli elementi che fanno parte della comunicazione implicita, come le espressioni facciali e i gesti, risulta di estrema importanza ai fini dell’empatia.

Nei disturbi dello spettro autistico tutti questi aspetti non sono automatici e risultano, dunque, molto faticosi. La persona, infatti, ha difficoltà nel guardare negli occhi l’interlocutore (aspetto molto importante per la comprensione dello stato mentale altrui) e fa molta fatica sia nella comprensione che nella produzione dei gesti [2].

La situazione che si viene a creare può comportare una mancanza di adattamento al contesto circostante. D’altronde, se non capiamo cosa succede attorno a noi, come possiamo rispondere in maniera adeguata? Il risultato finale è l’assenza, o una riduzione, di interesse verso gli altri, che fa sì che non ci sia la ricerca di una relazione interpersonale.

Ma, in tutto questo, dove si collocano i neuroni specchio?

Sappiamo che il sistema specchio svolge un ruolo molto importante nella percezione dell’azione e nell’imitazione [3]. Sappiamo anche che questi processi sono strettamente legati allo sviluppo delle abilità sociali ed emotive, ed alla costruzione e mantenimento delle relazioni [4]. A questo punto, la partecipazione del sistema specchio appare lampante, come un fulmine a ciel sereno. Ma noi, da bravi piccoli scienziati, non possiamo fermarci qui! Dobbiamo avvalerci delle prove scientifiche che possono accertare il ruolo del sistema specchio nei disturbi dello spettro autistico. Per fare questo, è possibile far riferimento ad alcuni degli indici utilizzati per misurare l’attività dei neuroni specchio.

Per primo, consideriamo il ritmo delle onde mu, che si ottiene tramite l’elettroencefalogramma (EEG). Diversi studi hanno evidenziato che, quando si esegue un movimento o quando lo si osserva, si verifica una soppressione di queste onde, indice del funzionamento dei neuroni specchio. Al contrario, nei disturbi dello spettro autistico, le onde mu si attivano normalmente a causa del malfunzionamento del circuito neurale [5].

Un’altra importante misura è data dalla risonanza magnetica funzionale (fMRI), che ha permesso di evidenziare il funzionamento atipico del sistema specchio nelle persone con disturbo dello spettro autistico durante compiti di mentalizzazione, in cui veniva chiesta la comprensione degli stati mentali ed emotivi altrui [6][7][8].

Per studiare il funzionamento dei neuroni specchio è stata utilizzata anche la stimolazione magnetica transcranica (TMS). Con questa tecnica è possibile stimolare la corteccia motoria, così da innescare il potenziale motorio evocato, che provoca una minima attivazione a livello muscolare, rilevato attraverso l’elettromiografia (EMG). Alcuni studi [9][10][11] hanno evidenziato come tale attivazione aumenti quando la persona osserva un individuo che esegue un’azione. Questa risposta non si osserva nel caso di un disturbo dello spettro autistico.

L’ipotesi dei neuroni specchio spiegherebbe le principali compromissioni di questa condizione, riguardanti il dominio dell’ empatia, del gioco di finzione, dell’imitazione e della teoria della mente [1].

La schizofrenia si configura come un disturbo psichico eterogeneo, caratterizzato da sintomi positivi (allucinazioni, deliri, disturbi di pensiero), sintomi negativi (anedonia, abulia, ritiro sociale, povertà di pensiero) e disfunzioni cognitive [12]. Queste anomalie, date dall’alterazione della sfera sensoriale, cognitiva, sociale ed emotiva, generano una compromissione del funzionamento globale con importanti ripercussioni sulla qualità di vita.

All’interno del complesso quadro sintomatologico prendiamo in considerazione le disfunzioni relative alla cognizione sociale che riguardano le abilità di mentalizzazione, l’elaborazione emotiva, il giudizio sull’agentività (capacità di agire intenzionalmente) e l’empatia [13]. In particolare, le persone con un disturbo dello spettro schizofrenico manifestano difficoltà nell’identificazione delle emozioni, nella relazione con gli altri e nell’inferenza dei pensieri ed emozioni altrui [14].

Queste alterazioni, che interessano il processo di elaborazione degli stimoli sociali ed emotivi, caratterizzano gran parte dei sintomi tipici di tale patologia. Per questo motivo, diversi studiosi hanno iniziato a considerare la schizofrenia come un disturbo del “cervello sociale”. Questa visione implica la presenza di anomalie nell’attivazione delle reti neurali che normalmente sono implicate nella cognizione sociale ed emotiva [13]. E indovinate un po’ chi fa parte di questi circuiti? Sì, proprio loro, i nostri neuroni specchio! Infatti, le alterazioni del comportamento sociale ed emotivo vengono ricondotte ad una compromissione del funzionamento di questo sistema.

La maggior parte degli studi evidenzia una diminuzione dell’attività di questi neuroni [15]. L’utilizzo di alcune tecniche di neuroimaging (come la risonanza magnetica, l’elettroencefalogramma o la stimolazione elettrica transcranica) ha permesso di individuare una riduzione dell’attività delle regioni cerebrali in cui sono presenti i neuroni specchio.

D’altra parte, però, ci sono degli studi che affermano esattamente l’opposto. Secondo queste evidenze il sistema specchio funziona e anzi, a volte funziona anche troppo! Sembrerebbe, infatti, che le persone con schizofrenia riportino elevati livelli di attivazione del sistema specchio [16].

Questo particolare funzionamento neurale può essere interpretato come un meccanismo compensatorio [16], o come il risultato della disinibizione corticale, data dalla mancanza del controllo inibitorio [17]. Sulla stessa linea, anche uno studio condotto da McCormik e colleghi [13] ha individuato un’attivazione del sistema specchio nei pazienti con schizofrenia attraverso la registrazione del ritmo delle onde mu.

Bisogna però ricordare che le ricerche in questo ambito sono piuttosto recenti; pertanto, sono necessari ulteriori studi per comprendere al meglio come le alterazioni nel funzionamento dei neuroni specchio possa influire sulla sintomatologia presente nella schizofrenia.

In generale abbiamo visto che, in determinate patologie (disturbi dello spettro autistico e schizofrenia), si possono apprezzare diverse modalità di attivazione del sistema specchio. Da una parte possiamo osservare degli stati di ipoattività, presenti nell’autismo, che spiegano ad esempio il mancato riconoscimento delle intenzioni altrui. Dall’altra, gli stati di iperattività, come quelli riscontrati nella schizofrenia, possono spiegare alcune caratteristiche sintomatologiche, quali l’iper-attribuzione delle intenzioni agli altri e ad eventi fisici, l’interpretazione errata di stimoli sociali percepiti come delle minacce, e le allucinazioni [18].

Questo breve viaggio alla scoperta dei neuroni specchio ci ha permesso di conoscere come una piccolissima parte del nostro sistema nervoso lavori ogni giorno per assicurarci l’adattamento al nostro ambiente. Ogni minima sinapsi, impulso e connessione ci permette di funzionare in modo ottimale. Abbiamo anche visto che non è sempre tutto rose e fiori! Anche i nostri neuroni possono andare incontro ad alterazioni, generando diverse modalità di funzionamento globale. La diversità, tuttavia, è uno stimolo ad approfondire tutte le sfaccettature dell’essere umano.

Per essere delle piccole unità nervose, i neuroni specchio hanno una grande responsabilità e chissà, forse sono capaci di tante altre imprese che noi ancora ignoriamo!

Giada Murgia

Bibliografia

  1. Ramachandran, V.S. (2013). L’uomo che credeva di essere morto e altri casi clinici sul mistero della natura umana. Mondadori, Milano.
  2. Khalil, R., Tindle, R., Boraud, T., Moustafa, A.A., & Karim, A.A. (2018). Social decision making in autism: On the impact of mirror neurons, motor control, and imitative behaviors. CNS neuroscience & therapeutics24(8), 669-676.
  3. Marshall, P.J., & Meltzoff, A.N. (2014). Neural mirroring mechanisms and imitation in human infants. Phylosophycal Transactions of the Royal Society B, 369, 20130620.
  4. Fox, N.A., Bakermans-Kranenburg, M.J., Yoo, K.H., Bowman, L.C., Cannon, E.N., Vanderwert, R.E., Ferrari, P.F., & van IJzendoorn, M.H. (2016). Assessing human mirror activity with EEG mu rhythm: A meta-analysis. Psychological bulletin142(3), 291–313.
  5. Cole, E.J., Barraclough, N.E., & Enticott, P.G. (2018). Investigating Mirror System (MS) Activity in Adults with ASD When Inferring Others’ Intentions Using Both TMS and EEG. Journal of autism and developmental disorders48(7), 2350–2367.
  6. Baron-Cohen, S., Ring, H.A., Wheelwright, S., Bullmore, E.T., Brammer, M.J., Simmons, A., & Williams, S.C.R. (1999). Social intelligence in the normal and autistic brain: An fMRI study. European Journal of Neuroscience, 11(6), 1891–1898.
  7. Holt, R.J., Chura, L.R., Lai, M.C., Suckling, J., von dem Hagen, E., Calder, A.J., Bullmore, E. T., Baron-Cohen, S., & Spencer, M. D. (2014). ‘Reading the Mind in the Eyes’: an fMRI study of adolescents with autism and their siblings. Psychological medicine44(15), 3215–3227.
  8. Kana, R.K., Libero, L.E., Hu, C.P., Deshpande, H.D., & Colburn, J.S. (2014). Functional brain networks and white matter underlying theory-of-mind in autism. Social Cognitive and Affective Neuroscience, 9(1), 98–105.
  9. Fadiga, L., Craighero, L., & Olivier, E. (2005). Human motor cortex excitability during the perception of others’ action. Current Opinion in Neurobiology, 15(2), 213–218.
  10. Patuzzo, S., Fiaschi, A., & Manganotti, P. (2003). Modulation of motor cortex excitability in the left hemisphere during action observation: A single- and paired-pulse transcranial magnetic stimulation study of self- and non-self- action observation. Neuropsychologia, 41(9), 1272–1278.
  11. Strafella, P., & Paus, T. (2000). Modulation of cortical excitability during action observation: A transcranial magnetic stimulation study. Neuroreport, 11(10), 2289–2292.
  12. Winship, I.R., Dursun, S.M., Baker, G.B., Balista, P.A., Kandratavicius, L., Maia-de-Oliveira, J.P., Hallak, J., & Howland, J.G. (2019). An Overview of Animal Models Related to Schizophrenia. Canadian journal of psychiatry. Revue canadienne de psychiatrie64(1), 5–17.
  13. McCormick, L.M., Brumm, M.C., Beadle, J.N., Paradiso, S., Yamada, T., & Andreasen, N. (2012). Mirror neuron function, psychosis, and empathy in schizophrenia. Psychiatry research201(3), 233–239.
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  15. Enticott, P.G., Hoy, K.E., Herring, S.E., Johnston, P.J., Daskalakis, Z.J., Fitzgerald, P.B. (2008). Reduced motor facilitation during action observation in schizophrenia: a mirror neuron deficit? Schizophrenia research, 102, 116–121.
  16. Quintana, J., Davidson, T., Kovalik, E., Marder, S.R., & Mazziotta, J.C. (2001). A compensatory mirror cortical mechanism for facial affect processing in schizophrenia. Neuropsychopharmacology: official publication of the American College of Neuropsychopharmacology25(6), 915–924.
  17. Yizhar, O., Fenno, L.E., Prigge, M., Schneider, F., Davidson, T.J., O’Shea, D.J., Sohal, V.S., Goshen, I., Finkelstein, J., Paz, J.T., Stehfest, K., Fudim, R., Ramakrishnan, C., Huguenard, J.R., Hegemann, P., & Deisseroth, K. (2011). Neocortical excitation/inhibition balance in information processing and social dysfunction. Nature477 (7363), 171–178.
  18. Minichino, A., & Cadenhead, K. (2017). Mirror neurons in psychiatric disorders: from neuroception to bio-behavioral system dysregulation. Neuropsychopharmacology42(1), 366.

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