LA PREDIZIONE DELL'AZIONE: IL RUOLO DEI NEURONI CANONICI E DEI NEURONI MIRROR. PROGETTO PRIN (Responsabile dell'Unità di Ricerca)

Lo scopo del presente progetto è di studiare la capacità di predire l'esito delle azioni eseguite dagli altri. L'ipotesi alla base è che la predizione dell'azione derivi dalla conoscenza dell'azione, la quale, a sua volta, dipende dall'attività del sistema dei neuroni mirror: quando un individuo agisce seleziona un'azione di cui conosce le conseguenze e i neuroni mirror, attivando le medesime rappresentazioni motorie, permettono di estendere tale conoscenza alle azioni eseguite dagli altri. Evidenze sperimentali indicano, però, che non solo le azioni osservate ma anche gli oggetti osservati attivano automaticamente il repertorio motorio dell'osservatore. Cosa succede, quindi, se l'azione osservata è diversa da quella automaticamente evocata dalla visione dell'oggetto? Per rispondere a questa domanda domanderemo ai partecipanti di rispondere all'esatto istante nel quale la mano che deve afferrare un oggetto lo tocca. Due saranno i movimenti di presa presentati: il movimento più adatto ad afferrare l'oggetto presentato ed un movimento meno adatto. In un precedente esperimento abbiamo dimostrato che la risposta dei soggetti era successiva all'istante del tocco, ma che i tempi erano di molto inferiori a quelli considerati normali tempi di reazione, indicando che i soggetti non rispondevano semplicemente, ma predicevano l'esito dell'azione osservata. Inoltre, tale capacità di previsione risultava maggiore durante l'osservazione del movimento "adatto", appoggiando l'ipotesi di un contributo sinergico sia dei neuroni legati all'oggetto (canonici) che di quelli legati all'azione (mirror), durante l'osservazione di azioni dirette verso oggetti afferrabili. Il presente progetto ha tre obiettivi principali. Il primo è quello di confermare la presenza di una facilitazione quando è presente una congruenza tra l'azione osservata e la rappresentazione motoria interna attivata dalla visione dell'oggetto, e di studiare in modo approfondito l'effetto osservato. In particolare, per supportare l'ipotesi che il movimento di presa facilitato sia quello più adatto alle caratteristiche intrinseche di quell'oggetto (es. la forma), le risposte allo stesso movimento verranno confrontate quando tale movimento verrà usato per afferrare lo stesso oggetto ruotato di 90° in modo da richiedere un diverso spazio di opposizione delle dita. Inoltre, per verificare l'influenza delle caratteristiche dell'azione sull'effetto, l'agente afferrerà l'oggetto utilizzando sia la mano ipsilaterale che quella controlaterale a quella utilizzata dal soggetto per rispondere, e la posizione dell'agente verrà variata rispetto a quella del soggetto. Il secondo obiettivo è di verificare l'influenza che una difficoltà ad eseguire l'azione osservata, sia di origine patologica che indotta, ha sull'effetto. A questo proposito, da un lato pazienti con deficit motori all'arto superiore destro o sinistro in seguito a lesioni cerebrali o periferiche verranno sottoposti all'esperimento, dall'altro, soggetti normali eseguiranno il compito avendo le mani chiuse a pugno e strette da bende elastiche. Il terzo obiettivo è di verificare direttamente se le strutture motorie cerebrali forniscono un contributo funzionale specifico alla percezione/predizione dell'azione osservata. A tal fine, durante il compito, in sessioni diverse, la TMS (stimolazione magnetica transcranica) ripetitiva verrà somministrata ai soggetti in corrispondenza della corteccia premotoria ventrale e della corteccia parietale inferiore, che formano il circuito frontoparietale per la presa. La predizione è che, durante la TMS, l'effetto di facilitazione risulti ridotto, indicando una modificazione della capacità dei soggetti di predire l'esito delle azioni. La possibilità di stimolare regioni cerebrali diverse ad intervalli di tempo diversi permetterà di chiarire il contributo dinamico e specifico delle due regioni motorie durante il compito.