Il linguaggio è una delle funzioni cognitive più complesse e affascinanti del cervello umano. La capacità di formulare pensieri e di esprimerli verbalmente è un processo che coinvolge diverse aree cerebrali e una miriade di neuroni. Un recente studio, condotto dai ricercatori del Massachusetts General Hospital (MGH), ha utilizzato metodi di registrazione cerebrale avanzati per svelare il funzionamento collaborativo dei neuroni nel cervello umano, che consente agli individui di trasformare i loro pensieri in parole e di articularli verbalmente.
La pianificazione pre-verbale dei suoni del linguaggio
La ricerca ha evidenziato come i neuroni del cervello siano in grado di rappresentare i suoni del linguaggio, come consonanti e vocali, ben prima che questi vengano effettivamente pronunciati. Inoltre, ha mostrato come questi suoni vengano combinati durante la produzione del linguaggio. Queste scoperte forniscono una mappa dettagliata di come il cervello umano produca il linguaggio, offrendo potenziali miglioramenti nella comprensione e nel trattamento dei disturbi del linguaggio.
Le potenzialità delle sonde Neuropixels
L’uso di una tecnologia all’avanguardia chiamata sonde Neuropixels ha permesso di registrare le attività di singoli neuroni nella corteccia prefrontale, una regione frontale del cervello umano. Queste sonde, più sottili di un capello umano, hanno centinaia di canali capaci di registrare simultaneamente l’attività di decine o addirittura centinaia di neuroni individuali. L’impiego di queste sonde offre nuove intuizioni senza precedenti su come i neuroni nell’uomo agiscano collettivamente e come lavorino insieme per produrre comportamenti umani complessi come il linguaggio.
Decodificare gli elementi del discorso
Lo studio ha dimostrato come i neuroni nel cervello rappresentino alcuni degli elementi più basilari coinvolti nella costruzione delle parole parlate, dai semplici suoni del linguaggio chiamati fonemi alla loro assemblaggio in stringhe più complesse come le sillabe. Ad esempio, il fonema della consonante “da”, che si produce toccando con la lingua il palato duro dietro i denti, è necessario per produrre la parola “cane”.
La predizione dei suoni del linguaggio
Registrando singoli neuroni, i ricercatori hanno scoperto che alcuni neuroni diventano attivi prima che questo fonema venga pronunciato ad alta voce. Altri neuroni riflettevano aspetti più complessi della costruzione delle parole, come l’assemblaggio specifico dei fonemi in sillabe. Con la loro tecnologia, gli investigatori hanno dimostrato che è possibile determinare in modo affidabile i suoni del linguaggio che gli individui diranno prima che li articolino.
Implicazioni per la terapia del linguaggio
In altre parole, gli scienziati possono prevedere quale combinazione di consonanti e vocali verrà prodotta prima che le parole vengano effettivamente pronunciate. Questa capacità potrebbe essere sfruttata per costruire protesi artificiali o interfacce cervello-macchina in grado di produrre un linguaggio sintetico, che potrebbe beneficiare una gamma di pazienti.
“Le interruzioni nelle reti del linguaggio e del discorso si osservano in una vasta varietà di disturbi neurologici, tra cui ictus, lesioni cerebrali traumatiche, tumori, disturbi neurodegenerativi, disturbi dello sviluppo neurologico e altro ancora”, afferma Arjun Khanna, coautore dello studio. “La nostra speranza è che una migliore comprensione del circuito neurale di base che consente il linguaggio e il discorso apra la strada allo sviluppo di trattamenti per questi disturbi”.
I ricercatori sperano di ampliare il loro lavoro studiando processi linguistici più complessi che consentiranno loro di indagare questioni relative a come le persone scelgono le parole che intendono dire e come il cervello assembla le parole in frasi che trasmettono i pensieri e i sentimenti di un individuo agli altri.
