I neuroni specchio: le cellule che potrebbero spiegare l'empatia

In un laboratorio di Parma, in Italia, all'inizio degli anni Novanta, una scimmia macaco se ne stava seduta con sottili elettrodi inseriti in una zona della sua corteccia premotoria, una regione che il cervello usa per pianificare il movimento. I ricercatori, guidati da Giacomo Rizzolatti, stavano mappando quali neuroni si attivavano quando la scimmia afferrava il cibo. Una di queste cellule si accendeva ogni volta che l'animale afferrava una nocciolina. Poi accadde qualcosa di strano. Secondo la storia spesso raccontata, un ricercatore prese lui stesso una nocciolina mentre la scimmia si limitava a guardare, e proprio quella stessa cellula si attivò, come se il cervello della scimmia avesse silenziosamente afferrato la nocciolina insieme alla mano umana.

Quella singola osservazione, comunque si sia svolta esattamente, aprì uno dei capitoli più entusiasmanti e più contestati delle neuroscienze moderne. Ecco, sembrava, una cellula a cui non importava se eri tu ad agire o se vedevi solo qualcun altro agire. Un neurone che sfumava il confine tra sé e l'altro. Nel giro di un decennio questi "neuroni specchio" sarebbero stati salutati come la radice biologica dell'empatia, del linguaggio, dell'imitazione, persino della civiltà stessa. Sarebbero diventati anche un monito su come una scoperta autenticamente interessante possa essere gonfiata ben oltre ciò che le prove sostengono.

Una scoperta per caso

Il gruppo di Parma non andava a caccia di empatia o di cognizione sociale. Stava studiando il sistema motorio, il meccanismo dell'azione. I neuroni che registravano si trovavano in un'area chiamata F5, parte della corteccia premotoria della scimmia, e i ricercatori si aspettavano che queste cellule si attivassero durante movimenti specifici della mano come afferrare, strappare o tenere.

Ciò che li sorprese fu che un sottoinsieme di queste stesse cellule si attivava anche quando la scimmia si limitava a osservare un altro individuo compiere quell'azione. Il neurone non distingueva nettamente tra il fare e il vedere. Poiché la cellula sembrava "rispecchiare" l'azione osservata sulla mappa motoria dell'osservatore, Rizzolatti e colleghi coniarono il termine neuroni specchio negli anni Novanta. La scoperta era sorprendente proprio perché era inattesa. Nessuno si era prefissato di dimostrare che guardare è una forma di fare interiore; furono i cervelli stessi delle scimmie a suggerirlo.

Vale la pena essere onesti sulla trama della scoperta. Come molti momenti celebri della scienza, la storia è stata raccontata così tante volte che l'aneddoto nitido potrebbe essere più ordinato della disordinata realtà del laboratorio. Ciò che è ben stabilito è il risultato sperimentale di fondo: singoli neuroni nella corteccia premotoria del macaco rispondono sia quando l'animale compie un'azione diretta a uno scopo sia quando osserva qualcun altro compierne una simile.

Dalle scimmie a una grande teoria

Una cellula che risponde a un'azione osservata invita a un'interpretazione irresistibile. Forse capire ciò che un'altra persona sta facendo non è una fredda inferenza computazionale, ma qualcosa di più caldo e diretto: il tuo cervello esegue una silenziosa simulazione della sua azione usando gli stessi circuiti che useresti per farla tu stesso. Secondo questa visione, tu "comprendi" il gesto di un'altra persona che allunga la mano verso una tazza perché, nel profondo del tuo sistema motorio, anche tu stai allungando la mano.

Da lì la teorizzazione accelerò. Se i neuroni specchio ci permettono di mappare le azioni altrui sui nostri corpi, forse ci permettono anche di mappare i sentimenti altrui sulle nostre menti. Forse è questa la base cellulare dell'empatia, la percezione sentita del dolore o della gioia di un altro. I ricercatori estesero l'idea ancora oltre: all'imitazione, il motore dell'apprendimento culturale; al linguaggio, in base alla teoria che la parola sia nata da gesti che il cervello poteva rispecchiare; e al legame sociale più in generale. Alcuni resoconti divulgativi arrivarono a suggerire che i neuroni specchio avessero fatto per la psicologia ciò che il DNA aveva fatto per la biologia, un unico meccanismo capace di svelare la mente sociale.

La portata di queste affermazioni è parte di ciò che rende la storia istruttiva. Una scoperta sulle noccioline e sulla corteccia motoria dei macachi divenne, nello spazio di pochi anni, una candidata spiegazione per le parti più tipicamente umane della nostra natura.

Cosa mostrano davvero le prove negli esseri umani

Qui il terreno si fa più cedevole, e l'onestà intellettuale richiede di rallentare. Le registrazioni originali furono fatte sulle scimmie, usando elettrodi inseriti direttamente nelle singole cellule. Quel tipo di registrazione invasiva di un singolo neurone non viene quasi mai effettuata su esseri umani sani, per ovvie ragioni etiche. Così per anni le affermazioni sui "neuroni specchio umani" si basarono su prove indirette.

Il neuroimaging: Studi che utilizzano la risonanza magnetica funzionale hanno mostrato che alcune delle stesse regioni cerebrali si accendono sia quando una persona compie un'azione sia quando osserva qualcun altro compierla. Questa sovrapposizione è reale e ragionevolmente ben replicata. Ma la fMRI misura il flusso sanguigno attraverso regioni che contengono milioni di neuroni, quindi mostra che un'area è attiva in entrambi i casi, non che le stesse singole cellule si attivino in entrambi. La sovrapposizione a livello di regione è suggestiva, non decisiva.

Un raro sguardo diretto: In uno studio degno di nota, i ricercatori hanno registrato da singoli neuroni in pazienti umani che avevano già elettrodi impiantati nel cervello per ragioni mediche, tipicamente per localizzare l'origine di una grave epilessia prima di un intervento chirurgico. Hanno riferito di aver trovato alcune cellule che rispondevano sia quando i pazienti compivano un'azione sia quando la osservavano. Questa è la cosa più vicina a una prova umana diretta, ed è autenticamente preziosa. Ma proviene da un numero ridotto di pazienti con condizioni neurologiche, in regioni non identiche al classico sito delle scimmie, quindi andrebbe letta come un indizio prudente piuttosto che come una conferma definitiva.

La sintesi prudente è questa: ci sono prove solide del fatto che i cervelli umani contengono un meccanismo che collega la percezione dell'azione alla produzione dell'azione. Se questo meccanismo sia descritto al meglio come una popolazione dedicata di "neuroni specchio" che svolgono il compito speciale immaginato dalle grandi teorie è ancora oggetto di dibattito.

Le obiezioni: dove i critici tracciano il confine

Man mano che le affermazioni crescevano, cresceva anche lo scetticismo, e alcune delle critiche più taglienti vennero da neuroscienziati rispettati piuttosto che da estranei. Le loro obiezioni meritano di essere prese sul serio perché colpiscono il salto dai dati all'interpretazione, non l'esistenza delle cellule.

Il problema della correlazione: Un neurone che si attiva quando osservi un'azione non dimostra, di per sé, che questa attivazione causi la comprensione. L'attività potrebbe essere una conseguenza della comprensione dell'azione attraverso qualche altra via, un'eco a valle piuttosto che il motore. Le risposte specchio potrebbero riflettere la comprensione invece di produrla.

Il problema dell'apprendimento: Le proprietà specchio potrebbero non essere affatto un sistema empatico innato e costruito per uno scopo. Una delle principali alternative sostiene che potrebbero emergere da un ordinario apprendimento associativo. Ogni volta che allunghi la mano verso una tazza, muovi il braccio e vedi il braccio muoversi, accoppiando il fare e il vedere migliaia di volte. Una cellula potrebbe acquisire il suo carattere "specchio" semplicemente da questa correlazione che dura tutta la vita, senza alcun mandato evolutivo speciale per l'empatia.

Il divario dell'empatia: Forse il colpo più pesante è concettuale. Rispecchiare un atto motorio, afferrare, masticare, sollevare, è molto lontano dal condividere un sentimento. La simpatia, la compassione e la preoccupazione morale coinvolgono emozione, memoria, contesto e giudizio che un circuito di risonanza motoria non sembra ovviamente fornire. Le persone autistiche, che spesso sperimentano differenze nell'interazione sociale, furono a un certo punto proposte come portatrici di un sistema specchio "rotto", ma le prove di quella specifica affermazione non hanno retto bene, e i ricercatori se ne sono in gran parte allontanati. Il crollo di quell'ipotesi è un utile promemoria di quanto facilmente una storia elegante possa correre più veloce dei dati.

Perché il clamore è esploso

Vale la pena chiedersi perché i neuroni specchio siano diventati un fenomeno mediatico mentre innumerevoli altre scoperte delle neuroscienze sono rimaste nelle riviste specializzate. Parte della risposta è la narrazione. L'aneddoto della nocciolina è vivido e facile da raccontare. Parte di essa è l'ambizione: un unico meccanismo che spiega l'empatia, il linguaggio e la cultura è un titolo molto migliore di un risultato sfumato sulla corteccia premotoria.

E parte di essa è una tentazione ricorrente nelle scienze del cervello, la ricerca di una sede ordinata per qualche grande capacità umana. L'abbiamo già fatto con altre regioni e altre cellule. Il fascino è comprensibile. Il pericolo è che il pubblico, e talvolta gli scienziati, comincino a trattare un'ipotesi di lavoro come un fatto acquisito, costruendo psicologia popolare, manuali di auto-aiuto e persino idee politiche su una fondazione che è ancora in costruzione. I neuroni specchio non hanno inventato questo schema, ma ne sono diventati uno degli esempi moderni più famosi.

Cosa sono probabilmente i neuroni specchio

Togli l'esagerazione, e ciò che rimane è ancora autenticamente importante. La solida scoperta di fondo è che percepire un'azione e produrre un'azione non risiedono in sistemi completamente separati. Il cervello li collega. C'è una reale sovrapposizione, nelle scimmie chiaramente a livello di singole cellule, e negli esseri umani almeno a livello di regioni e, in casi limitati, di singoli neuroni. Questo accoppiamento azione-percezione gioca quasi certamente un ruolo nel modo in cui leggiamo i movimenti e le intenzioni degli altri, e forse nel modo in cui impariamo guardando.

Ciò che non è stabilito è che una classe speciale di cellule generi da sola l'empatia, o che i neuroni specchio siano la chiave maestra del cervello sociale. L'empatia è un fenomeno ricco e a più livelli, e la maggior parte dei ricercatori ora ritiene che attinga a molti sistemi cerebrali che lavorano insieme, non a un eroico tipo di cellula. La posizione onesta è che i neuroni specchio sono una caratteristica reale e interessante del modo in cui i cervelli connettono il vedere e il fare, la cui funzione esatta gli scienziati stanno ancora cercando di chiarire.

Punti chiave

I neuroni specchio sono una scoperta autentica avvolta in una leggenda smisurata. Trovati per caso nella corteccia premotoria del macaco all'inizio degli anni Novanta, sono singole cellule che si attivano sia quando una scimmia compie un'azione diretta a uno scopo sia quando osserva qualcun altro compierne una simile, rivelando che il cervello collega il percepire un'azione al produrla. Quel risultato di fondo è solido. Le grandi affermazioni costruite sopra di esso, ossia che queste cellule siano la base cellulare dell'empatia, del linguaggio, dell'imitazione e della civiltà, corrono ben oltre le prove, specialmente negli esseri umani, dove i dati diretti sui singoli neuroni sono scarsi e la maggior parte del sostegno proviene dal neuroimaging su scala più ampia. Critici attenti hanno sostenuto che le risposte specchio possano riflettere la comprensione piuttosto che causarla, possano nascere da un ordinario apprendimento piuttosto che da un modulo empatico incorporato, e in ogni caso colmino solo una piccola parte del divario tra copiare un movimento e condividere un sentimento. La lezione duratura è duplice: il cervello fonde davvero il guardare e il fare in modi che vale la pena studiare, e una scoperta vivida, raccontata abbastanza spesso, può crescere oltre i fatti che la giustificavano. Una curiosità misurata, non il clamore, è il modo giusto per affrontare una questione così aperta.