All’inizio degli anni ’90 il team di ricercatori, guidato da Giacomo Rizzolatti, scoprì nell’area premotoria frontale (F5) del macaco, una speciale tipologia di neuroni, che si attivava sia durante l’esecuzione sia all’osservazione della stessa azione di afferramento eseguita da altri.
Studi elettrofisiologici ed rilevazioni tramite RMN hanno dimostrato che l’area F5 della corteccia premotoria di questo animale contiene una rappresentazione motoria dei movimenti della bocca e delle azioni manuali. Una parte dei neuroni di quest’area, indistinguibili dai neuroni circostanti in termini di proprietà motorie, scarica sia quando la scimmia esegue un movimento sia quando osserva un’altra scimmia o uno sperimentatore eseguire lo stesso movimento.
Questi neuroni, con proprietà visuo-motoria, vengono definiti “neuroni specchio” perché l’azione osservata sembra essere riflessa, come in uno specchio, nella struttura neuronale deputata alla rappresentazione motoria della stessa azione da parte dell’osservatore. Neuroni con proprietà specchio sono stati successivamente identificati anche in una regione della corteccia parietale posteriore della scimmia, connessa con l’area F5, denominata area 7b e corrispondente alla parte rostrale del lobo parietale inferiore. La presenza di neuroni specchio in diverse regioni del cervello fra loro collegate consente di affermare l’esistenza di un “sistema dei neuroni specchio”. Numerosi studi, tra cui quello svolto da Rizzolatti e Craighero, mostrano come l’osservazione di azioni compiute da soggetti attivi una complessa rete di interazioni tra aree corticali. Queste aree comprendono la zona occipitale, la zona temporale e la zona visiva parietale, oltre a due regioni corticali la cui funzione è prevalentemente motoria. Queste ultime due regioni sono la parte rostrale del lobo parietale inferiore, (comprendente la parte inferiore del giro precentrale), oltre alla parte posteriore del giro frontale inferiore. Queste regioni sono la parte centrale del sistema dei neuroni specchio nell’uomo. Questo sistema gioca un ruolo fondamentale sia nella comprensione delle azioni che dei processi imitativi. Analoghe proprietà sono state descritte in alcune regioni del solco temporale superiore (STS).
Queste aree rispondono all’osservazione di movimenti finalizzati della mano, del capo, del tronco e di movimenti della camminata. Diversamente dai neuroni dell’area F5, tuttavia, i neuroni del Solco Temporale Superiore non possiedono una azione diretta sul movimento.
I neuroni specchio mostrano come il riconoscimento delle azioni degli altri e delle loro intenzioni dipenda in prima istanza dal nostro patrimonio motorio. Dagli atti più elementari e naturali come l’afferrare del cibo a quelli più complessi, che richiedono particolari abilità e tecnica, questi neuroni consentono di correlare i movimenti osservati a quelli propri e di riconoscerne così il significato. Ogni volta che si osserva un’azione eseguita da un altro soggetto si attivano nella corteccia prefrontale gli stessi neuroni che si attivano quando quell’azione viene effettivamente eseguita.
Questa attivazione automaticamente e velocemente induce una simulazione interna del pattern motorio corrispondente all’azione osservata. In questo modo il sistema dei neuroni specchio trasforma rapidamente l’informazione visiva nel riconoscimento dell’azione osservata.
Oltre a quanto sopracitato il sistema dei neuroni specchio risulta essere implicato anche nel prevedere in anticipo lo scopo finale di una azione o gesto. L’anticipazione dello scopo avviene anche quando l’intera sequenza non risulta disponibile all’osservazione. Elemento fondamentale è però che il suo scopo sia chiaramente deducibile, cioè che siano forniti sufficienti indizi per poter creare la rappresentazione mentale del gesto compiuto dall’effettore dimostrando che la finalità del compito può essere dedotta. Gli studiosi hanno testato una scimmia in due condizioni.
Nella prima condizione la scimmia poteva vedere per intero lo svolgimento dell’azione manuale (diretta ad un oggetto preciso). Nella seconda condizione la scimmia vedeva solo la parte iniziale dell’azione perché la parte finale della sequenza era nascosta da un pannello. I risultati mostrarono che i neuroni specchio scaricavano non solo durante l’osservazione di un’azione completa ma anche quando la parte finale veniva celata.
Questa risposta dei neuroni indicava come essi evocassero lo stesso atto motorio potenziale sia quando la scimmia osservava l’intera azione, sia quando ne vedeva solo una parte. È proprio tale atto motorio potenziale (definibile come simulazione interna) che consentiva alla scimmia di integrare la parte mancante, riconoscendo nella sequenza parziale dei movimenti che veniva vista il significato complessivo e totalitario di un’azione.
Si può concludere che, mediante il sistema dei neuroni specchio, era possibile per l’animale codificare l’azione compiuta dallo sperimentatore anche in assenza dello stimolo visivo e ciò dimostra l’ipotesi secondo cui questo sistema intervenga nella comprensione dell’azione. Nel compito di controllo si creò il seguente esperimento. Veniva mostrata alla scimmia un’azione nelle stesse condizioni descritte precedentemente, ma questa volta l’azione era mimata (mancanza dell’oggetto verso cui l’azione di afferramento sarebbe stata rivolta).
In questo caso i neuroni specchio non si attivavano né vedendo l’intera azione, né nascondendo l’ultima parte dell’azione con un pannello. Per concludere quindi i neuroni specchio della scimmia scaricano in risposta all’osservazione di un’azione soltanto quando questa è prodotta da un effettore biologico che interagisce con un oggetto, mentre non si attivano se l’azione è soltanto mimata.
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