Addestrare il cervello:

"È dentro il cervello che il papavero è rosso e la mela odora e l’allodola canta." Oscar Wilde

“Il cervello è in grado di usare le informazioni trasmesse dalla pelle come se provenissero dagli occhi. Noi non vediamo con gli occhi, né sentiamo con le orecchie: essi sono solo dei recettori; in realtà vedere e sentire dipendono dal cervello”. Con queste parole Paul Bach-y-Rita comunicava nel 1972 il successo dei suoi esperimenti di sostituzione sensoriale: il cervello può apprendere a vedere utilizzando informazioni non visive. La modalità sensoriale più utilizzata è il canale tattile (ma esistono anche sistemi basati sui suoni e sulla ecolocalizzazione). Dispositivi che trasformano le informazioni visive in stimoli tattili sono ormai comunemente disponibili; un esempio è il TTU (Tactile Tongue Unit) progettato da Bach-y-Rita nel 2003: una microtelecamera (generalmente incorporata in occhiali speciali) viene collegata ad un minicomputer che converte i segnali digitali in impulsi elettrici e li invia ad uno stimolatore posto sulla lingua della persona non vedente. Da stimolatore funge una piastrina delle dimensioni di una monetina (circa 2 x 2 cm) formata da una griglia di elettrodi che trasmette sequenze di impulsi direttamente ai recettori della lingua, in modo proporzionale alle caratteristiche dello stimolo. Le immagini vengono ‘disegnate’ sulla lingua. (In un primo momento il trasmettitore di impulsi era stato posto sul dorso ma, stabilita la reale possibilità di sfruttare il principio della sostituzione sensoriale, la lingua è stata considerata la regione corporea più adatta, data la sua straordinaria sensibilità). Il resto lo fa il cervello che, dopo un breve allenamento, riesce ad utilizzare le informazioni tattili per discriminare le caratteristiche visive dello stimolo. Il grado di precisione della capacità discriminatoria è piuttosto elevato. Un esempio dell’efficacia di questi dispositivi nel consentire una rappresentazione accurata dell’ambiente è stato raccontato da Erik Weihenmayer nel libro “In vetta a occhi chiusi. Autobiografia di un alpinista cieco” (2007) in cui descrive le sue avventure di scalatore che lo hanno portato ad essere il primo non vedente a raggiungere la vetta dell’Everest.  

Allo stesso modo, in chi è cieco, le strutture che in condizioni standard sono deputate ad elaborare stimoli visivi possono essere reclutate per elaborare le informazioni tattili, consentendo così la lettura secondo il metodo Braille. Ad ulteriore dimostrazione, se la corteccia visiva viene inibita utilizzando la stimolazione magnetica transcranica (TMS: Transcranic Magnetic Stimulation), la capacità di lettura con metodo Braille viene persa.

La corteccia visiva si prende quindi carico di un compito per il quale apparentemente non era predisposta geneticamente. Il suo ruolo può essere documentato dalle tecniche di neuroimaging funzionale grazie alle quali è possibile verificare come il training produca a livello della corteccia occipitale una rappresentazione spazialmente organizzata della scena visiva e comporti, rispetto ai soggetti normovedenti, un incremento delle connessioni tra la regione tattile (lobo parietale) e quella visiva (lobo occipitale).  

In altre parole, le mappe cerebrali non sono preprogrammate dalla genetica, ma vengono modellate dagli input. Una regione corticale ha la potenzialità per imparare qualunque funzione, a patto che esistano i collegamenti appropriati con le altre regioni. Ad esempio, in alcuni esperimenti, le fibre visive sono state deviate verso la corteccia uditiva: a questo punto gli input che raggiungono la corteccia uditiva vengono interpretati come input visivi; la corteccia uditiva adatta i propri circuiti e di fatto diviene corteccia visiva.

Le caratteristiche funzionali di una determinata regione cerebrale derivano quindi dai suoi collegamenti con un limitato insieme di regioni origine e regioni bersaglio, cioè dal suo cablaggio. Modificare il cablaggio può modificare la funzione. Le operazioni cerebrali sono metamodali, cioè, sono indipendenti dai modi (sensi) specifici tramite i quali le informazioni arrivano al cervello. Il cervello si configura per rappresentare al meglio (e poi usare) tutti i dati in ingresso, di qualunque tipo siano.

Di fatto il cervello non riceve immagini o suoni ma solo segnali elettrici e cerca di trovare una soluzione all’enigma rappresentato dalla quantità disordinata di informazioni che riceve individuando una struttura regolare che fornisca una interpretazione utile a destreggiarsi nell’ambiente; va alla ricerca di modelli da decifrare e se è possibile reperire una struttura nei dati che riceve la scova e scopre come usarla.

Questo fenomeno è stato ben espresso da Daniel Levitin in “Fatti di musica. La scienza di un’ossessione umana” (2019): “Immaginate di tendere una federa sull’imboccatura di un secchio, e che varie persone lancino palline da ping–pong da diverse distanze; ognuna può tirare tutte le palline e tutte le volte che vuole. Il vostro compito è di capire, solo guardando come si muove la federa, quante persone ci sono, chi sono e se si stiano avvicinando, allontanando o se siano ferme. Questo vi dà un’idea di quel con cui deve combattere il sistema uditivo per identificare gli oggetti sonori nel mondo, usando come guida solo il movimento del timpano. Come fa il cervello a capire, da questo disorganizzato miscuglio di molecole che sbattono contro una membrana, cosa c’è là fuori? In particolare, come ci riesce nel caso della musica?”

Il cervello è fatto per cambiare, reagisce all’ambiente in cui si trova e si adatta per massimizzare la propria efficienza. Il meccanismo di connessione funzionale dettato dall’esperienza (vale a dire la plasticità) è la regola di base utilizzata per organizzare l’anatomia e la funzione delle strutture cerebrali.