Centro di rieducazione sonico vibrazionale
Linguaggio o musica, madre o Mozart? Influenze strutturali e ambientali sui networks linguistici dei neonati.

Riassunto. Comprendere come emerse il linguaggio nella nostra specie richiede un'accurata investigazione della  specializzazione iniziale del cervello umano nella processazione della parola. Le nostre precedenti ricerche hanno dimostrato che i neonati, quando sentono frasi nella loro lingua madre, hanno già attivo un network simile a quello adulto, lateralizzato a sinistra, nelle aree perisilviane, ma non abbiamo mai valutato il problema della specializzazione di questo network per la processazione della parola. In questo studio abbiamo utilizzato la fRMN per analizzare l'organizzazione dell'attività cerebrale in neonati di due mesi mentre erano all'ascolto di musica o di parole. Abbiamo anche investigato come i neonati reagiscano alla voce della propria madre in confronto ad una voce sconosciuta. I risultati indicano che la nota asimmetria strutturale, presente già nei neonati a livello delle aree temporali posteriori, ha una controparte funzionale: l'emisfero sinistro a livello del planum temporale mostra un vantaggio nell'analisi della parola rispetto all'analisi della musica. In epoca assai precoce, le regioni temporali posteriori si simostrano sensibili in modo differente all'ambiente sonoro: indirizzando gli input verbali preferenzialmente alla parte sinistra. Inoltre, quando i neonati ascoltano la voce materna, l'attivazione viene modulata in varie aree, comprese quelle coinvolte nei processi emotivi (amigdala, corteccia orbito-frontale), ma anche, in modo cruciale, in un'ampia porzione del lobo temporale posteriore sinistro, suggerendo che la voce materna giochi un ruolo particolare nella formazione precoce delle aree posteriori del linguaggio. Entrambi i risultati sottolineano il contributo comune della struttura genetica e degli input ambientali nella rapida emergenza di un network corticale efficiente per l'analisi del linguaggio negli esseri umani.

In precedenti lavori gli Autori avevano scoperto che quando i neonati ascoltano parole pronunciate nella loro lingua madre, l'attivazione cerebrale è concentrata in alcune regioni perisilviane dell'emisfero sinistro, similmente a quanto viene riscontrato negli adulti. Inoltre la regione infero-frontale sinistra è sensibile alla percezione delle frasi, suggerendo un suo coinvolgimento in un precoce sistema di memoria di lavoro verbale. Altri studi evidenziano ampie differenze nella maturazione degli emisferi negli umani. In primo luogo, studi genetici hanno dimostrato un'asimmetrica espressione genica nelle regioni perisilviane, specifica della linea umana. Secondariamente, la rotazione avviene prima nell'emisfero destro che in quello sinistro. Terzo, le significative asimmetrie anatomiche che sono presenti a livello del planum temporale e del solco temporale superiore negli umani adulti sono osservabili già durante i primi mesi di vita. Infine, il fascicolo arcuato che collega le regioni temporali a quelle frontali inferiori, rivela una differenza destra-sinistra già nei neonati di 1-4 mesi. A questa età, la parte temporale sinistra del fascicolo è più larga della controparte destra, e la maturazione è più avanzata nella sua parte parietale sinistra rispetto alla controlaterale.

Per testare se il vantaggio a sinistra venga osservato solo per lo stimolo verbale o per ogni altro stimolo organizzato, gli Autori hanno presentato segmenti di linguaggio e di musica a neonati di due mesi. Inoltre, per provare il possibile impatto dell'apprendimento ambientale su questa organizzazione iniziale, nel contesto della prova col linguaggio, hanno opposto alla voce materna la voce di una donna sconosciuta. Negli adulti, la lateralizzazione emisferica sinistra dei processi linguistici è stata classicamente opposta al vantaggio dell'emisfero destro sull'identificazione e discriminazione della voce e per la sua codifica emozionale. Gli esperimenti qui condotti suggeriscono che un'analoga dissociazione possa esistere nei neonati.

I risultati indicano che in neonati di due mesi, l'ascolto del linguaggio attiva specificatamente il planum temporale sinistro. In quest'area, il vantaggio dell'emisfero sinistro è stato osservato in entrambe le prove verbali (voce materna o estranea), mentre l'attivazione da parte della musica è stata simmetrica. Differenze strutturali sono state osservate nella porzione posteriore della regione temporale sin dagli ultimi mesi di gestazione. Il planum temporale è più largo a sinistra. La scissura di Silvio è più ripida e corta a destra, la superficie del solco temporale superiore è più larga nei prematuri. Queste differenze strutturali hanno una controparte funzionale. Le analisi dei dati hanno confermato che la risposta alla voce materna è significativamente maggiormente lateralizzata a sinistra rispetto alla risposta alla musica e questa asimmetria non si estende a tutti gli stimoli uditivi: il lobo temporale sinistro è più sensibile agli stimoli verbali rispetto a quelli musicali nei neonati di 2 mesi.

La voce materna è speciale.

Gli studi comportamentali hanno dimostrato che immediatamente dopo la nascita i neonati riconoscono la voce della loro madre. Questa competenza poggia, almeno in parte, sul senso di famigliarità acquisito durante le ultime settimane di gestazione. La voce materna potrebbe influenzare le risposte cerebrali del neonato attraverso vari meccanismi. La voce materna è uno stimolo famigliare che potrebbe innescare vari tipi di memoria (episodica, semantica, emozionale, ecc) e suscitare associazioni con visi ed emozioni precedentemente vissute in associazione con essa. Dato che è normalmente associata con l'allattamento e l'accudimento, la voce della madre può indurre risposte emotive positive. Infine, poiché è uno stimolo rilevante nell'ambiente in cui vive il neonato, può anche risvegliare l'attenzione e facilitare l'elaborazione del linguaggio. E' difficile distinguere il contributo di ciascuno di questi fattori che possono essere diversi da un neonato all'altro in relazione al livello di vigilanza e alle precedenti esperienze di ciascuno.

Le risposte significativamente maggiori allo stimolo voce materna hanno condotto al riscontro di differenze altrettanto significative a livello della parte posteriore del lobo temporale sinistro e della corteccia prefrontale anteriore destra e sinistra. Sono state inoltre isolate alcune regioni coinvolte nell'analisi emotiva negli adulti, come la corteccia orbito-frontale, il putamen e l'amigdala, quest'ultima sembra venire disattivata dalla voce materna. Nell'ambito delle due regioni dov'è stato riscontrato un aumento dell'attività in relazione alla voce materna, la regione temporale posteriore sinistra solleva la questione dell'impatto della voce materna sull'elaborazione linguistica. L'effetto osservato potrebbe essere attribuito ad un aumento dell'attenzione in toto, evocato da questo stimolo famigliare positivo, che può aver portato ad un complessivo aumento dell'attività cerebrale. In ogni caso, è da tenere in considerazione che l'aumento di risposta in relazione alla voce materna è stato osservato soltanto nella regione più posteriore del lobo temporale e non nelle regioni più anteriori ovvero le uditive primarie e secondarie.

Altri studi hanno dimostrato che, da una parte i neonati possono accorgersi che lo stesso fonema viene ripetuto anche se prodotto da persone differenti, suggerendo che essi hanno accesso ad una rappresentazione astratta relatore-indipendente dei fonemi; dall'altra, che hanno difficoltà a memorizzare i dettagli fonologici quando le sillabe sono prodotte da più oratori. Ciò suggerisce che l'analisi fonetica nei neonati è sensibile alle caratteristiche dell'oratore e che può essere migliorata ascoltando una voce famigliare come quella materna. Questo risultato è congruente con uno studio comportamentale che dimostra che, in presenza di voci di fondo distraenti, i neonati imparano meglio le parole se pronunciate dalla madre rispetto ad un estraneo.

Tornando all'amigdala, diversi studi negli animali e negli umani associano l'amigdala alle emozioni negative che possono essere alleviate quando il neonato è distratto dalla presenza della madre. Viceversa, altri lavori sostengono un coinvolgimento dell'amigdala nell'analisi delle emozioni positive. E' stato perciò proposto che l'amigdala, che comprende diversi nuclei, operi come un rivelatore di stimoli biologicamente rilevanti e non si limiti a risposte che hanno a che fare con la paura. In parallelo alla rapida ed automatica risposta dell'amigdala, le informazioni emotive convogliate dalla voce possono arrivare alla corteccia orbito-forntale quando, negli adulti, è richiesto un giudizio emotivo. I risultati qui presentati suggeriscono che entrambe le vie sono già disponibili nei neonati. E' degno di nota il fatto sono stati osservati effetti opposti nella corteccia prefrontale anteriore rispetto a quella orbito-frontale: queste regioni mostrano risposte opposte a voci conosciute o estranee. Ciò potrebbe ricordare la separazione spaziale osservata nella regione frontale degli adulti fra l'attività osservata quando pensano a se stessi o a famigliari rispetto a quando pensano a sconosciuti, oppure quando pongono attenzione al mondo esterno o a stati interiori. Nonostante la corteccia frontale sia stata a lungo considerata inattiva nei neonati, in relazione al fatto che la sua maturazione è ritardata e protratta, si stanno accumulando evidenze che rivelano il suo coinvolgimento in funzioni cognitive precoci.

In conclusione, nelle regioni temporali superiori è stato osservato un gradiente dorso-ventrale nella sensibilità alla ripetizione dello stimolo e una differenza destra-sinistra nella sensibilità a stimoli verbali. Pur ammettendo l'esistenza di importanti vincoli genetici nell'organizzazione delle regioni perisilviane, ciò non esclude l'azione di influenze ambientali. I risultati qui riportati dimostrano chiaramente che l'apprendimento gioca un ruolo fondamentale nella strutturazione dei network cerebrali del neonato, visto che la voce materna ha un forte impatto su diverse regioni cerebrali coinvolte nelle emozioni e nella comunicazione, ma anche nel network linguistico dell'emisfero sinistro, soprattutto nella regione temporale posteriore.

Titolo originale: Language or music, mother or Mozart? Structural and environmental influences on infants' language networks

Dehaene-Lambertz, G.; Montavont, A.; Jobert, A.; Allirol, L.; Dubois, J.; Hertz-Pannier, L.; Dehaene, S. Brain Lang. 2010 Aug;114(2):53-65. Epub 2009 Oct 27

Understanding how language emerged in our species calls for a detailed investigation of the initial specialization of the human brain for speech processing. Our earlier research demonstrated that an adult-like left-lateralized network of perisylvian areas is already active when infants listen to sentences in their native language, but did not address the issue of the specialization of this network for speech processing. Here we used fMRI to study the organization of brain activity in two-month-old infants when listening to speech or to music. We also explored how infants react to their mother's voice relative to an unknown voice. The results indicate that the well-known structural asymmetry already present in the infants' posterior temporal areas has a functional counterpart: there is a left-hemisphere advantage for speech relative to music at the level of the planum temporale. The posterior temporal regions are thus differently sensitive to the auditory environment very early on, channelling speech inputs preferentially to the left side. Furthermore, when listening to the mother's voice, activation was modulated in several areas, including areas involved in emotional processing (amygdala, orbito-frontal cortex), but also, crucially, a large extent of the left posterior temporal lobe, suggesting that the mother's voice plays a special role in the early shaping of posterior language areas. Both results underscore the joint contributions of genetic constraints and environmental inputs in the fast emergence of an efficient cortical network for language processing in humans.

 

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