Le risposte neurali degli uccelli alle sequenze sonore
Gli uccelli sono particolarmente esperti nel riconoscere schemi sintattici. Alcuni scienziati si sono proposti di indagare sulle potenziali analogie tra uccelli ed esseri umani nell’elaborazione neuronale della sintassi, grazie a un finanziamento erogato dall’UE per il progetto SYNTAX (Neurophysiology of birdsong syntax perception). Utilizzando un array di 64 elettrodi endocerebrali, i ricercatori hanno registrato l’attività elettrica da parte di popolazioni di neuroni nei nuclei uditivi e del sistema del canto, durante la stimolazione con sequenze artificiali simili a canti. Il team ha utilizzato il diamante mandarino, un modello animale ampiamente studiato di meccanismi neurali correlati al parlato e al linguaggio. A casa della sua natura, l’esperimento è stato realizzato in anestesia, esattamente con isoflurano, un anestetico che induce uno stato simile al sonno in cui le aree corticali primarie e secondarie reagiscono comunque in un modo specifico in base allo stimolo a sequenze complesse, compreso il canto naturale. I ricercatori hanno inaspettatamente identificato onde progressive spontanee di attività sia a livello individuale (potenziale di azione) che di popolazione (potenziale di campo) per tutta la maggior parte del prosencefalo, sia all’interno che all’esterno delle aree uditive. Questa attività è stata osservata anche nella neocorteccia cerebrale. I ricercatori hanno poi analizzato variazioni in tale attività nella corteccia uditiva, a seguito di stimolazione con sequenze artificiali sonore basate su sillabe di canto naturale. Uno dei risultati più importanti del progetto consiste nella scoperta che il diamante mandarino evidenza sia un adattamento specifico allo stimolo basato sulla memoria che un apprendimento di regole. Finora, l’apprendimento di regole di sequenza (fondamentale per le capacità di sintassi umane) è stato studiato solo dal punto di vista comportamentale in animali diversi dall’uomo con risultati estremamente controversi. SYNTAX ha proceduto a identificare schemi di risposta neurale coerenti con i processi neurali che implicano la predizione di un fattore futuro in base all’apprendimento di regole a breve termine. In altre parole, questa attività potrebbe riflettere la prevedibilità a breve termine della comparsa di sillabe all’interno di una sequenza. I risultati ampliano l’utilità del diamante mandarino come modello animale, attribuendogli anche un ruolo di sistema modello neurale di confronto per l’apprendimento di regole sintattiche. Potrebbero anche consentire di comprendere meglio le variazioni nelle risposte evocate che riflettono una modifica nella sequenza di stimolo attesa (negatività di discordanza). Il fenomeno è stato implicato in numerose funzioni cognitive ed è stato collegato a disturbi come la dislessia e malattie psichiatriche. Indubbiamente, la costituzione di un modello animale di apprendimento di regole sintattiche avrà effetti ad ampio raggio.
Parole chiave
Sequenze sonore, canto d’uccello, sintassi, apprendimento di regole, neurofisiologia