I bambini molto piccoli possono prepararsi all'incontro di stimoli socialmente rilevanti: una voce è in grado di pre-attivare i circuiti neurali coinvolti nella percezione visiva dei volti circa un secondo prima di vederli comparire. Lo studio Face specific neural anticipatory activity in infants 4 and 9 months old, coordinato dall'università di Padova, è stato appena pubblicato sulla rivista Scientific Reports. Ne abbiamo parlato con Giovanni Mento, primo autore, professore associato del dipartimento di Psicologia generale, e Teresa Farroni, professoressa ordinaria del dipartimento di Psicologia dello Sviluppo e della socializzazione, che ha supervisionato il lavoro. A firmare lo studio anche Gian Marco Duma ed Eloisa Valenza. 

"La possibilità di prevedere le specificità dei prossimi eventi ambientali è fondamentale per la nostra sopravvivenza poiché ci consente di regolare in modo proattivo il nostro comportamento, aumentando le nostre possibilità di sopravvivenza. Ciò è particolarmente cruciale per gli stimoli che forniscono informazioni socialmente rilevanti per la comunicazione e l'interazione, come i volti. Sebbene sia stato dimostrato che il cervello umano mostra un'attività evocata dal viso preferenziale e ontogeneticamente precoce, non è noto se percorsi neurali specializzati siano coinvolti dall'attività predittiva del viso all'inizio della vita", si legge nelle premesse dello studio.

"Ci concentriamo sui prerequisiti che il nostro cervello ha indipendentemente dall'ambiente e dall'esperienza - commenta Teresa Farroni -. Ci siamo posti domande che fino ad oggi mai nessuno si era posto: per esempio, ci chiamo chiesti quanto il nostro cervello sia già predisposto nell'elaborare informazioni con caratteristiche sociali. Noi siamo predisposti ad avere interazioni sociali, a capire l'intenzionalità dell'azione, del linguaggio. Tutto questo è un meccanismo che, soprattutto a livello precoce, è indipendente dall'esperienza. Poi, con l'esperienza, in brevissimo tempo, si specializza, diventando sempre più capace, ma è proprio questo aspetto che definisce questo nostro lavoro e che ci ha permesso di abbassare l'età. Si tratta dunque di un cervello che è già predisposto".

Il modello è quello del neuro-costruttivismo, "che presuppone che esistano predisposizioni e che poi l'ambiente agisca su di esse per costruire una mente, un cervello - spiega Giovanni Mento -. Quello che noi cerchiamo di fare, dunque, è comprendere dove finisca uno e inizi l'altro, quali sono le predisposizioni che noi abbiamo ereditato non solo dai nostri genitori ma soprattutto dalla nostra filogenesi. Una di queste è il principio di funzionamento predittivo, un principio biologico: nel momento in cui uno stimolo dall'ambiente non risulta essere più saliente, è ripetitivo, desta meno attività proprio perché acquisito e ci predispone a usare le nostre energie verso quello che è imprevedibile". E Mento continua: "Tornando allo studio, sappiamo che una parte del cervello predittivo esiste già nei bambini nati prematuri, quindi è qualcosa che si sviluppa durante la gestazione, è molto precoce: questo è stato argomento della mia tesi di dottorato. Che il cervello mostri segnali di sorpresa di fronte a stimoli nuovi si sa da tempo. Ma, ci siamo chiesti, il cervello è solo in grado di stupirsi o di generare modelli anticipatori? Sappiamo che i bambini hanno circuiti neurali che si attivano in risposta ai volti, ma può essere che la sola idea di vedere una faccia riesca a pre-attivare quei circuiti? Questa è stata la nostra scommessa".

Dunque, in questa ricerca è stata ricostruita l’attività cerebrale in tre classi di soggetti: adulti, ovvero il gruppo di controllo, bambini di 9 mesi, "età di transizione preverbale in cui i bambini mostrano già di possedere competenze sociali e motorie importanti", e infine piccoli di 4 mesi, "momento di passaggio - spiega Mento - in cui alcune competenze sono sviluppate ma non altre, tipo la capacità di usare gli oggetti, di agire intenzionalmente con il mondo". Questa ricostruzione si è svolta a partire dalla loro attività elettrica corticale (EEG) durante la presentazione di volti o di oggetti rispettivamente preceduti da una voce umana o da suoni non prodotti da esseri umani. I risultati suggeriscono che l'attivazione neurale può essere innescata in modo affidabile anche nel gruppo più giovane, quello dei bambini di 4 mesi, fornendo ulteriori prove che l'attività anticipatoria correlata alle aspettative è una proprietà intrinseca e precoce della corteccia umana: una voce umana è in grado di pre-attivare i circuiti neurali coinvolti nella percezione visiva dei volti circa un secondo prima di vederli comparire su uno schermo.

Il ciclo di predizione-verifica-aggiornamento è noto in letteratura come predictive brain e "definisce il sottile equilibrio che regola l’interfaccia tra il nostro mondo interiore e tutto ciò che è esterno a noi. Nonostante la significativa importanza del nostro cervello predittivo – precisa Mento – nessuno studio finora aveva investigato il suo sviluppo nei primissimi mesi di vita".

"Analizzando i dati, abbiamo anche cercato una relazione tra quello che accade prima e quello che accade dopo aver visto il volto: la correlazione tra prima e dopo, tra modello predittivo e mondo esterno, non avviene, o meglio, risulta aspecifica, per gli stimoli non sociali, di fronte cioè a un oggetto inanimato. Dunque, il cervello è predittivo ma sono gli stimoli a fare la differenza: ha molto più senso essere predittivi nei confronti di un volto che di un oggetto inanimato". E Farroni conclude: "Perché il volto induce alla comunicazione, è questo il punto. Vi è una condizione di attesa di comunicazione. Questo ci fa capire quanto sia importante: un bambino si aspetta la comunicazione da parte dei genitori molto precocemente, probabilmente anche senza averne avuto esperienza. Il sociale è così importante proprio perché porta alla comunicazione, che a sua volta rappresenta la condizione fondamentale di esistenza per gli individui". 

Studi precedenti, per approfondire

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Spatiotemporal neurodynamics of automatic temporal expectancy in 9-month old infants

Il cervello predittivo. La tensione del conoscere tra incertezza e aspettativa