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Immagini cerebrali al servizio degli antropologi

Ve li vedete, voi, degli studenti universitari indaffarati con selce e scalpelli primitivi, a costruire asce da pugno in pietra?

Accade all’Emory University di Atlanta, Georgia, Stati Uniti. Lì gli studenti possono seguire un corso di 100 ore in cui imparano a costruire un’ascia da pugno, uno dei primi strumenti utilizzati dai nostri antenati centinaia di migliaia di anni fa. Il fine del corso non è ( solo ) imparare a costruire tali strumenti, anzi!
L’obiettivo ultimo è indagare il modo in cui sono emersi il linguaggio e la cultura che caratterizzano la nostra specie.
L’abilità manuale può aver influito sulla necessità di sviluppare abilità di comunicazione che si sono  rivelate vincenti e quindi poi promosse dalla selezione naturale.

Come fare a indagare scientificamente una tale idea?
Purtroppo non si possono analizzare i cervelli dei nostri antenati per capire quali aree cerebrali si sviluppavano parallelamente al lavoro manuale.
E quindi? Come fare?

Grazie a tecniche di imaging cerebrale, però, si possono vedere quali aree neurali si accendono e si modificano in seguito all’esercizio manuale ripetuto nel tempo.
Questo, in sintesi, l’esperimento proposto da Dietrich Stout, professore di antropologia alla Emory, e altri a cui si sono sottoposti studenti e volontari.

Tecniche di imaging diverse hanno requisiti e possibilità di utilizzo diverse. Senza entrare nei dettagli, ci limitiamo a dire che alcune richiedono che il soggetto analizzato stia completamente fermo (MRI, risonanza magnetica nucleare ) e quindi possono rivelare una modifica dei circuiti neurali a seconda della fase del corso (inizio, durante, fine), ma hanno il grosso limite che non permettono di vedere quali aree si accendono durante lo svolgimento del compito in tempo reale. A questo si rimedia con altre tecniche (FDG-PET, tomografia a emissione di positroni con fluorodesossiglucosio ): in  questo caso viene iniettato in una vena del piede un composto radioattivo (che darà l’immagine PET dell’attività cerebrale), per permettere l’uso delle mani. Il volontario è così libero di scheggiare la pietra per realizzare un’ascia o una lama mentre il tracciante viene assimilato dai tessuti cerebrali metabolicamente attivi. Quando il volontario finisce, si esegue una scansione per vedere in quali aree del cervello si è accumulato il composto.

Inoltre, sono stati fatti dei video che riprendevano i soggetti intenti a modellare la pietra. Dato che un importante metodo d’apprendimento umano è l’osservazione, sono stati monitorati i cervelli di soggetti che semplicemente guardavano i video, per vedere quali aree si accendevano. 

“Costruire asce da pugno, sembra richiedere una cognizione di ordine superiore in una parte del cervello comunemente nota come area di Broca; è un’area associata alla progettazione gerarchica e all’elaborazione del linguaggio”, afferma Stout sull’Emory magazine.

In un articolo su LeScienze, sempre Stout suggerisce che: “i risultati dei nostri studi ci hanno recentemente condotto a proporre che i circuiti neurali, […], abbiano subito cambiamenti per adattarsi alle esigenze della fabbricazione degli attrezzi paleolitici e siano poi stati cooptati a sostenere primitive forme di comunicazione con gesti e, forse, vocalizzazioni. Questa comunicazione proto-linguistica sarebbe poi stata soggetta alla selezione naturale, producendo da ultimo gli specifici adattamenti che sostengono il linguaggio umano”.

Serviranno ulteriori esperimenti a per verificare quest’ipotesi.

E in attesa di studi sul cervello ... shake your mind!!



PER APPROFONDIRE:
-    “Racconti di un neuroscienziato del Paleolitico”di Dietrich Stout. – LeScienze574, giugno 2016.
-    Emory magazine:  http://www.emory.edu/EMORY_MAGAZINE/2011/winter/tools.html
-    Pubblicazioni di Dietrich Stout: http://scholarblogs.emory.edu/stoutlab/pubblications