Le origini del Linguaggio

Le origini del linguaggio

Diceva Paolo Del Pozzo Toscanelli, insigne matematico e cartografo del '400, precursore della scoperta dell'America, che "Buscar il levante para occidente" è più semplice che circumnavigare l'Africa. 

Questo per introdurre il linguaggio umano da un altro punto di vista, quello paleo antropologico. Attraverso le ricerche del maestro francese Yves Coppens, di cui posseggo tutti i lavori, si può dimostrare l'evoluzione del linguaggio umano attraverso i calchi endocranici degli uomini fossili. Il risultato è sorprendente! 

Arteria meningea media nell'uomo moderno. Resposabile dell'irrorazione delle aree del linguaggio di Brocà e di Wernicke. Questi calchi endocranici si sono scavati nell'osso e mantenuti fino a noi.

Il linguaggio è sempre stato considerato la caratteristica distin­tiva della specie umana, la barriera ultima che divide 1'uomo dagli animali. Da un punto di vista semiotico il linguaggio non è altro che un codice di comunicazione, dotato però di caratteri strutturali peculiari. Tra i più importanti vi è il carattere della doppia articolazione cioè la possibilità di analizzare un segnale secondo due livelli: in segni, corrispondenti a fattori del signifi­cato, e in figure, non corrispondenti a fattori del significato. Un codice può essere doppiamente articolato, articolato solo su uno dei due livelli o infine non esserlo affatto: il linguaggio umano appartiene al primo gruppo in quanto le frasi sono analizzabili in segni (le parole), a loro volta scomponibili in figure (i fonemi). La doppia articolazione permette di creare e comprendere un numero infinito di nuove parole e frasi ricom­binando fonemi e parole per mezzo di regole; di conseguenza il nostro linguaggio è aperto o infinitamente produttivo. Anche altri codici di comunicazione sono aperti, ma presentano artico­lazione su uno al massimo dei due livelli e mancano di vere e proprie regole di ricombinazione, in particolare della sintassi. Di conseguenza il linguaggio umano si presenta come un codice decisamente unico.

Arteria meningea media nell'uomo moderno a confronto con quella dell'uomo di Neanderthal. Da notare le due aree del linguaggio. Quella di Brocà responsabile dell'articolazione e della sintassi e quella di Wernicke responsabile della comprensione. Allora il problema era capirsi. L'area di Vernicke era meno irrorata.

La questione dell'origine di tale codice, che ha suscitato interesse fin dall'antichità, era generalmente risolta chiamando in causa 1'intervento divino. Comunque più che dell'origine, ci si interessava di stabilire quale fosse la lingua originaria dell'u­manità. È noto a questo proposito l'aneddoto narrato da Ero­doto sull'esperimento compiuto da Psammetico re di Pitto, che fece allevare in isolamento due neonati per vedere quali parole, appartenenti a quale lingua, avrebbero pronunciato per prime senza insegnamento: poiché la loro prima parola fu dekós, simile a quella frigia per pane, Psammetico ne dedusse che la prima lingua dell'uomo doveva essere stata quella Frigia.

Arteria meningea media nell'uomo di Neanderthal. Resposabile dell'irrorazione delle aree del linguaggio di Brocà e di Wernicke

Non mancano neppure tentativi di ricostruire la lingua origi­naria dell'umanità ricercando le radici comuni a tutte le lingue e arrivando alla compilazione di veri e propri dizionari della lingua primitiva; inoltre fino al XIX secolo si ha un proliferare di teorie, basate solo su speculazioni, che vedono 1'origine del linguaggio nell'imitazione delle voci degli animali, nella mimi­ca, nel canto ecc. Con queste premesse è giustificata la decisio­ne della Societé de Linguistique di Parigi che nel 1886 pone tra i primi articoli del suo statuto 1'avvertenza che non verranno accettate comunicazioni riguardanti 1'origine del linguaggio, trattandosi solo di speculazioni oziose.

Negli ultimi decenni stiamo invece assistendo a un rifiorire dell'interesse per il problema dell'origine e dell'evoluzione del linguaggio, che viene però affrontato dalle scienze empiriche: la speculazione teorica ha lasciato il posto all'anatomia compara­ta, alla paleontologia e ad altre scienze, ognuna delle quali può offrire contributi importanti al progresso delle conoscenze su questo argomento, mentre il compito di definire il linguaggio e i suoi caratteri è passato alla linguistica.

Arteria meningea media nell'homo erectus. Le due aree sono meno irrorate. Il linguaggio era gutturale con richiami parentali solamente.

Da un punto di vista biologico le capacità linguistiche dell'uo­mo sono legate alle caratteristiche anatomiche e fisiologiche dell'apparato vocale e del sistema nervoso. A livello anatomo - ­fisiologico i primati non umani sono gli esseri più vicini a noi: un esame comparativo dell'apparato vocale e del sistema nervoso dell'uomo e degli altri primati può costituire un utile punto di partenza per la ricerca dell'origine del linguaggio, poiché può evidenziare quanto la comunicazione verbale umana sia basata su caratteristiche anatomiche e fisiologiche proprie dell'uomo e quanto invece sia dovuta a fattori più generali condivisi anche dagli altri primati. Altrettanto utile si presenta la ricostruzione negli ominidi fossili delle strutture anatomiche implicate nelle funzioni linguistiche, poiché ci può permettere di individuare le tappe principali che hanno portato 1'uomo al linguaggio.

Arteria meningea media nell'homo habilis. Il ragazzo del Turkana era bipede, riconosceva i parenti, ma era privo di linguaggio articolato.

Dal confronto tra 1'apparato vocale umano e quello degli altri primati risulta chiaro che 1'uomo ha migliori capacità fonatorie, soprattutto per la maggior possibilità di risonanza del tratto vocale sopralaringeo. Questo è costituito fondamentalmente dalla cavità orale e da quella faringea, le quali fungono appunto da camere di risonanza per i suoni prodotti dalle vibrazioni delle corde vocali e modificano forma e dimensioni a seconda dei tipi di vocali e consonanti emesse. La cavità orale, che si presenta nell'uomo accorciata e allargata, è divenuta più duttile ai cam­biamenti di forma e dimensioni richiesti dall'articolazione dei suoni del linguaggio, la mascella e la mandibola si sono allegge­rite; il palato si è fatto più ricurvo e il pavimento orale è costituito in gran parte dal diaframma genioioideo. 

Arteria meningea media nell'australopithecus robustus. Assenza di linguaggio. Infatti oggi si ritiene che sia solo un ramo collaterale degli ominidi

Inoltre la cavità faringea dell'uomo è proporzionalmente più estesa di quella degli altri primati e ciò è dovuto essenzialmente alla discesa della laringe nel collo, cosa che ha fatto perdere il contatto tra epiglottide e palato molle. Si è formata così una porzione sopralaringea della faringe che sbocca ad angolo retto nella cavità orale, configurazione tipicamente umana. Infine la lingua si è spinta indietro fino a costituire con la sua base il margine anteriore della cavità faringea da un lato e quello posteriore della cavità orale dall'altro: essa è divenuta in tal modo un elemento di continuità tra le due cavità, in grado di modificare contemporaneamente con i suoi movimenti le di­mensioni e la forma di entrambe. Il tratto sopralaringeo dell'uo­mo può così funzionare come un organo a due canne capace di produrre una notevole quantità di variazioni sui suoni emessi dalla laringe. Il suo valore adattativo è stato quello di estendere il numero dei segnali vocali producibili rispetto a quelli emessi dagli altri primati, nei quali il tratto sopralaringeo funziona invece come un organo a canna unica a causa della mancanza di una porzione sopralaringea della faringe e dell'impossibilità della lingua di costituire un elemento di continuità tra la cavità orale e quella faringea.

Arteria meningea media nell'australopithecus africanus. Linguaggio assente. Più si scende nella scala evolutiva e più ci si rende conto che il linguaggio è una prerogativa della'interpretazione e comunicazione. 

Philip Lieberman ha ricostruito il tratto sopralaringeo di alcuni ominidi fossili per vedere quando nel corso dell'evoluzio­ne si sia sviluppato un tratto vocale simile a quello attuale con le sue possibilità articolatorie. Egli ha rilevato che il tratto sopra­laringeo umano a due canne è presente in alcuni ominidi fossili, assente in altri e presente in altri ancora in forma intermedia. In particolare ne risulta che l'uomo di Neandertal non aveva la possibilità di produrre il triangolo vocalico [a], [i] e [u], che rappresenta il massimo grado di restringimento e allargamento delle cavità orale e faringea, e quindi non poteva avere un linguaggio verbale articolato come il nostro; tale possibilità si riscontrerebbe invece, in esemplari di Homo sapiens più antichi e più recenti. Nel corso dell'evoluzione, nell'emisfero sinistro dell'encefalo umano sono comparse aree neocorticali associative, definite aree del linguaggio, deputate alla discriminazione, comprensio­ne e produzione di messaggi e segnali verbali. In particolare 1'area di Wernicke, posta nel giro temporale superiore, è specia­lizzata nell'identificazione e nella selezione di consonanti e vocali, mentre 1'area di Broca, posta nel giro frontale inferiore, presiede alla rapida combinazione dei fonemi in sequenze verbo-motorie unitarie. Le strutture interposte tra le aree di Broca e di Wernicke e le loro connessioni reciproche, cioé il lobulo parietale inferiore, il giro sopramarginale e il fascicolo arcuato, assicurano il collegamento dinamico tra le due attività di ricezione e produzione dei suoni del linguaggio e mediano il controllo acustico e cinestetico sull'espressione orale.

Che cos’è la coscienza?

Che cos’è la coscienza?

Noi tutti siamo convinti che la coscienza, in quanto tale, sia appannaggio della corteccia cerebrale del cervello umano! Ma non è così! L’indagine non invasiva per eccellenza (PET) che mette a nudo in vivo, le attività dei viventi, dice il contrario! Sono aree antichissime del cervello rettile, che pure risiede in noi, a svegliarci da qualsiasi tipo di sonno! Oggi dire che gli animali non hanno coscienza è un delitto! E bisogna dirlo forte!

Ad essere interessati nella coscienza sono settori profondi del cervello! Parti antichissime del cervello rettile di MacLean! Vedi testo

 Una nuova ricerca basata sulla PET  tomogafia a emissione di positroni rivela che il recupero della coscienza dopo l'anestesia è associato all'attivazione di aree cerebrali profonde e filogeneticamente più antiche e non della più giovane e "moderna" corteccia cerebrale. Prima dell'inizio dell'attività delle strutture di ordine più alto, deve quindi essere recuperato uno stato di coscienza primitivo e fondamentale, una scoperta che rappresenta un importante tassello per ricostruire il mosaico della coscienza e della consapevolezza di sé e del mondo circostante

Il risveglio dall'anestesia è spesso associato a una fase iniziale di turbamento e di delirio prima del pieno recupero della coscienza e della consapevolezza dell'ambiente circostante. Utilizzando tecniche di imaging cerebrale su volontari sani, un team di ricercatori coordinati da Harry Scheinin, dell'Università di Turku, in Finlandia, in collaborazione con i colleghi dell'Università della California a Irvine, hanno ora scoperto il perché, evidenziando il processo di ritorno alla coscienza dopo l'anestesia generale. L'emergere della coscienza è infatti risultato associato all'attivazione di strutture cerebrali profonde e primitive anziché della neocorteccia, più giovane dal punto di vista evolutivo. 

L'immagine PET  mostra l'attivazione delle aree cerebrali coinvolte nel risveglio dall'anestesia. A sinistra, le sezioni sagittale (sopra) e assiale (sotto) mostrano l'attivazione della corteccia cingolata anteriore, del talamo e dell'area del locus coeruleus e del nucleo  parabrachiale del tronco encefalico. A destra, le immagini dell'attivazione corticale non mostrano alcuna attivazione evidente. (cortesia Turku PET Center)

 

“Ci aspettavamo di vedere il ritorno all'attivazione della corteccia cerebrale, considerata la sede delle funzioni superiori, in corrispondenza del ritorno della coscienza dopo l'anestesia”, spiega Scheinin, che firma in proposito insieme ai colleghi un articolo sulla rivista "Journal of Neuroscience". “Ma non è quello che ci hanno mostrato le immagini: in effetti, a recuperare la funzionalità sono le strutture più primitive, tra cui il talamo e parti del sistema limbico, indicando che, prima dell'inizio dell'attività delle strutture di ordine più alto, deve essere recuperato uno stato di coscienza primitivo e fondamentale ”.
Per arrivare a questa conclusione, sono stati sottoposti a scansione cerebrale 20 volontari anestetizzati con i farmaci dexmedetomidina o propofol. I soggetti venivano poi svegliati e i cambiamenti nell'attività cerebrale catturati in immagini mediante la tecnica di tomografia a emissione di positroni (PET).
Lo stato d'incoscienza indotto con la dexmedetomidina ha una stretta somiglianza con il sonno fisiologico normale, poiché può essere invertito con una debole stimolazione fisica o una forte stimolazione acustica senza richiedere alcuna variazione nel dosaggio del farmaco. Questa proprietà è stata essenziale cruciale per l'esperimento, poiché permette di separare le variazioni nell'attività cerebrale associate al cambiamento del livello di coscienza dagli effetti legati ai farmaci nel cervello. 

 
In particolare, il ritorno della coscienza, valutato in base alla risposta motoria a un comando vocale, è risultato associato all'attivazione di un network di livello profondo che coinvolge le regioni subcorticale e limbica, le quali risultavano accoppiate dal punto di vista funzionale a parti della corteccia frontale e parietale inferiore subito dopo il risveglio dallo stato d'incoscienza indotto dalla dexmedetomidina. Il network permetteva quindi il recupero della coscienza soggettiva del mondo esterno e la capacità di esprimere con il comportamento i contesti della coscienza attraverso risposte volontarie.

Di grande interesse il fatto che le stesse strutture cerebrali profonde, ovvero il tronco encefalico, il talamo, l'ipotalamo e la corteccia cingolata anteriore, si attivassero per prime anche quando il soggetto usciva dall'anestesia da propofol, il che porta a ipotizzare un meccanismo di risveglio comune e indipendente dal farmaco: per entrambi i farmaci, l'attivazione osservata non appena recuperata la coscienza era localizzata in gran parte nelle strutture cerebrali profonde e filogeneticamente più antiche invece che nella neocorteccia.

 

L'attuale tecnologia di monitoraggio dell'anestesia si basa sull'elettroencefamogramma corticale, cioè sui segnali elettrici misurati sulla superficie dello scalpo che hanno origine sulla superficie della corteccia cerebrale: è per questo motivo che finora sono falliti i tentativi di differenziare gli stati di coscienza da quelli d'incoscienza e di spiegare perché la consapevolezza durante l'anestesia generale non sia mai stata rivelata.

I risultati presentati in quest'ultimo lavoro aggiungono importanti conoscenze sui meccanismi dell'anestesia e sulla natura della coscienza, aprendo inoltre la strada a miglioramenti nelle metodiche di anestetizzazione profonda. Tuttavia, rimane una questione di fondo: in che modo i meccanismi neurali creano la consapevolezza di sé?

Credit   Le Scienze

Ipotalamo, sesso, riproduzione e invecchiamento

Ipotalamo, sesso, riproduzione e invecchiamento

Una recente ricerca dell'Albert Einstein College of Medicine rivela l'esistenza di un interruttore che decide 'la data di scadenza' della vita. E’ legata all’ipotalamo, al sesso e alla riproduzione!

Pubblicato su Nature, lo studio ha individuato in una molecola denominata NF-kB una delle cause dell'invecchiamento cellulare. Si tratta di una proteina prodotta dall'ipotalamo, una porzione del cervello situata tra i due emisferi cerebrali. Un'area importante perché controlla molte funzioni del corpo e agisce sull'attività dell'ipofisi.

Posizione del talamo, ipotalamo e cervelletto nell'encefalo

Oltre a regolare il sonno, lo stato di veglia, e i cosiddetti centri della fame, della sazietà e della sete, l'ipotalamo governa anche le emozioni e il comportamento sessuale. I ricercatori hanno così studiato le sue secrezioni, tra queste la NF-kB, formulando l'ipotesi che la sua inibizione potrebbe ritardare l'invecchiamento, procrastinando in questo modo la 'data di scadenza' dell'organismo. Si tratta di test eseguiti sul modello animale e nei topi utilizzati per gli esperimenti è stato ottenuto un allungamento medio della vita del 20%. Certamente una buona notizia alla quale va aggiunto che i topi in questione non presentavano le patologie che accompagnano normalmente l'invecchiamento. 

Posizione dell'ipotalamo e dell'ipofisi nell'encefalo

Gli scienziati hanno potuto rivelare che con il passare del tempo, la produzione della proteina NF-kB aumenta. In relazione a questo dato, sono stati eseguiti dei test su tre gruppi di topi. Al primo gruppo la produzione della molecola è stata inibita, il secondo non ha subito alcuna modifica, nel terzo gruppo, invece, il cervello è stato 'spinto' a produrre livelli maggiori di NF-kB.

Così, se il primo gruppo ha vissuto mediamente 1.110 giorni, il secondo non ha superato i 1000 giorni, mentre il terzo non ha superato i 900 giorni di vita. "Il nostro studio indica chiaramente che molti aspetti dell'invecchiamento sono controllati dall'ipotalamo", ha spiegato Donsheng Cai che ha coordinato i lavori. Nei topi, ha poi aggiunto Cai, agendo sulla proteina è stato possibile "rallentare l'invecchiamento, aumentando la longevità". 

Posizione dell'ipotalamo in 3D

Lo scienziato ha poi sottolineato che i topi, ai quali era stata inibita la secrezione della molecola, presentavano maggiore forza muscolare e migliori capacità d'apprendimento. E' presto per dire di aver trovato la chiave per l'elisir di lunga vita, ma certamente i risultati raggiunti potrebbero rappresentare una via per studi successivi finalizzati al controllo delle patologie correlate alla vecchiaia. Ma studiando il cervello di topolini transgenici, i ricercatori americani hanno infatti scoperto che i processi d’invecchiamento dell’intero organismo non solo sono coordinati dall’ipotalamo, ma che questa regione del cervello già coinvolta in altre funzioni come lo sviluppo, modifica le funzioni immunitarie e neuroendocrine allungando o accorciando la vita dei topi. Nei loro esperimenti, gli studiosi si sono concentrati sulla regione medio basale dell’ipotalamo e in particolare sul ruolo svolto dal complesso proteico Nfkb (Nuclear factor kappa-light-chain-enhancer of activated B cells). 

Posizione dell'ipotalamo e del talamo nell'encefalo

L'Nfkb è la proteina chiave nel controllo del processo d’infiammazione, un fenomeno che tende ad aumentare con l’età, spesso associato a malattie tipiche dell’invecchiamento come quelle cardiovascolari e neurologiche. Usando topolini di età diversa, gli scienziati hanno bloccato o attivato la via di segnalazione di Nfkb iniettando nei neuroni un marcatore fluorescente insieme a una proteina inibitrice o attivatrice e ne hanno monitorato l’effetto tramite test fisiologici, cognitivi e comportamentali. I topolini in cui l'Nfkb era inibito invecchiavano più lentamente e vivevano circa il 20% di più rispetto agli animali di controllo. Inoltre, nei test di memoria e apprendimento ottenevano punteggi migliori dimostrando di avere un cervello più "giovane". 

Ipotalamo e ipofisi - innervazione e spaccato

L’effetto non era limitato al cervello, ma riguardava tutto l'organismo, con miglioramenti della forza muscolare, aumento dello spessore della pelle e riduzione della perdita ossea. D'altra parte, l’attivazione dell'Nfkb accelerava il processo d’invecchiamento che riguardava tutti gli organi e accorciava la durata complessiva della vita degli animali. Da un punto di vista molecolare, l’equipe di Cai ha mostrato che l’attivazione della via dell'Nfkb causava una riduzione dei livelli di GnRH (ormone di rilascio della gonadotropina), un ormone prodotto dall’ipotalamo che controlla la riproduzione. Infatti, quando il GnRH era iniettato direttamente nel ventricolo ipotalamico di topolini vecchi, era in grado di promuovere la formazione di nuovi neuroni e indurre un miglioramento di tutti i segni legati all’età, incluse le capacità cognitive e le funzioni muscolari, facendoli essenzialmente "ringiovanire". 

Sistema simpatico e parasimpatico, implicazioni ipotalamo e ipofisi

Quindi, capire che il sesso e l’amore siano fondamentali nel processo d’invecchiamento il passo è breve. In fondo la natura ha creato un essere vivente affinchè sia capace di riprodurre altri esseri viventi, quando questa funzione è stata soddisfatta, invecchiamento e morte sono nell’ordine delle cose. Ripristinando tassi normali dell’ormone riproduttivo nel sangue significa essere ancora in grado di riprodursi (alias fare sesso) e quindi posticipare l’invecchiamento. "Capire come l’organismo nella sua totalità invecchia è un argomento di intensa ricerca e potrebbe avere implicazioni terapeutiche importanti", continua Cai. 

Quadro riassuntivo del controllo ormonale ipofisi - ipotalamo e le risposte degli organi bersaglio

L’identificazione dei meccanismi molecolari che controllano questo processo potrebbe, infatti, permettere di sviluppare metodologie per alterare le vie di segnalazione controllate dall’ipotalamo (Nfkb e GnHR) per rallentare il deterioramento delle funzioni dell’organismo. Una specie di elisir di lunga vita. L’ipotalamo, una struttura delle dimensioni di una mandorla è situato in profondità all’interno del cervello, ed è noto che ha un ruolo fondamentale nella crescita, lo sviluppo, la riproduzione e il metabolismo. Il dottor Cai sospettava che l’ipotalamo potesse anche svolgere un ruolo chiave nel processo di invecchiamento attraverso l’influenza che esso esercita in tutto il corpo. 

Mappa concettuale di tutte le interazioni endocrine