La capacità del cervelletto di creare modelli interni per il controllo non consapevole del comportamento potrebbe essere estesa anche al piano della cognizione come già sostenuto in precedenza.
Secondo diversi studiosi questi stessi meccanismi sono stati selezionati in quanto capaci di regolare e automatizzare il comportamento attraverso un feedback sensoriale anticipato (Koziol et al, 2012, Wolpert e Miall, 1996).
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Il modello interno viene costantemente modificato, ad esempio durante l’acquisizione di una specifica abilità motoria, al fine di correggere eventuali sequenze e attraverso un processo di rilevazione degli errori. Quando quello specifico pattern motorio sarà acquisito, il modello interno codificato nel cervelletto verrà inviato alle aree corticali responsabili del movimento e ciò permetterà l’esecuzione di azioni più veloci e precise.
Vandervert (2016) propone un’interessante teoria che vede il progresso della cultura come il risultato dell’apprendimento di modelli interni cerebellari. Il cervelletto apprenderebbe questi modelli attraverso ripetuti miglioramenti nel controllo dei modelli interni cerebellari e ciò spiegherebbe i progressi legati all’avanzamento della cultura.
La prospettiva elaborata da Vandervert potrebbe inserirsi in continuità con quella di Ito (2011) che vede il cervelletto come implicitamente legato al senso di sé anche in virtù del fatto che svolge il suo ruolo al di fuori della consapevolezza cosciente. Se all’inizio l’apprendimento per svolgere compiti motori o cognitivi si realizza sotto controllo cosciente, quando questi processi saranno raffinati attraverso la pratica ripetuta la consapevolezza sarà assunta dai modelli interni cerebellari (Ito, 2008). L’esistenza di meccanismi in grado di velocizzare il comportamento in termini di efficienza e risparmio di risorse cognitive costituisce certamente un vantaggio e questa ipotesi negli ultimi anni è andata ad affiancarsi alla possibilità che un tale modello di funzionamento sia replicabile sul piano dei processi di pensiero.
Schmahmann (1991) è uno dei più noti sostenitori delle funzioni cognitive del cervelletto e ritiene che questa particolare area cerebrale utilizzi gli stessi meccanismi implicati nella nel controllo dell’attività motoria anche per funzioni definite di ordine superiore (Schmahmann, 1999, 1997. 2000); inoltre, un deficit circoscritto al cervelletto può portare a quella che viene definita sindrome cerebellare cognitivo-affettiva.
Anche altri studiosi hanno indagato il ruolo del cervelletto in ambito cognitivo ipotizzando un suo coinvolgimento nella modulazione del comportamento in funzione del contesto (Bloedel e Bracha, 1997).
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I pazienti con lesioni cerebellari spesso presentano un quadro clinico caratterizzato da deficit quali dismetria, disartria e atassia, tuttavia, i danni cerebellari provocano in alcuni casi anche deficit delle funzioni superiori come la memoria, il linguaggio, il ragionamento, la capacità pianificatoria.
Schmahmann e Sherman (1998) coniarono il termine sindrome cerebellare cognitiva- affettiva per indicare un quadro clinico in cui pazienti con lesioni cerebellari manifestavano anomalie nelle funzioni esecutive, nella fluenza verbale, nella memoria di lavoro e in quella visuo-spaziale, associati a cambiamenti nella personalità del soggetto come appiattimento emotivo e comportamento inappropriato. In particolar modo le aree di connessione con le regioni associative e prefrontali permetterebbero al cervelletto di intervenire modulando l’attività di specifiche aree a più livelli funzionali.
E’ stato anche dimostrato attraverso varie indagini sperimentali che in diversi casi l’apprendimento procedurale risulta preservato in caso di lesioni compromettono quello esplicito o dichiarativo (Molinari et al., 1997).
Per tale ragione negli ultimi anni la letteratura sul cervelletto è cresciuta in modo esponenziale e le teorie che suggeriscono che il cervelletto sia anche coinvolto nelle funzioni cognitive evidenziano il fatto che questa struttura sottocorticale contiene più della metà di tutti i neuroni del resto del cervello.
Queste considerazioni ci dicono che il cervelletto ha un ruolo ben definito nell’ambito del controllo motorio ma è anche coinvolto nella modulazione degli aspetti cognitivi ed emotivi del nostro comportamento.
Lesioni del cervelletto possono causare diversi disturbi, come la sindrome cerebellare cognitivo-affettiva, con risvolti importanti sul piano delle funzioni esecutive, dell’affettività e delle competenze cognitive.
Sono, ad oggi, sempre più numerosi gli studi che indicano un coinvolgimento cerebellare nel disturbo schizofrenico con riduzioni a carico del verme cerebellare ed un ridotto afflusso di sangue al cervelletto (Katsetos et al., 1997).
Tra questi, uno studio recente (2017) svolto da un gruppo di ricercatori dell'Università di Oslo, ha indagato attraverso metodiche di imaging cerebrale il volume del cervelletto in soggetti affetti da schizofrenia.
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Dallo studio è emerso che in un’altissima percentuale di casi il cervelletto era l’area maggiormente interessata dal disturbo (Moberget et al., 2017).
Un’interessante ipotesi sul contributo cerebellare alla cognizione, che potrebbe spiegare anche alcuni sintomi del disturbo schizofrenico, è quella della copia efferente.
Come abbiamo già avuto modo di affermare nel paragrafo precedente, saper distinguere tra movimento auto-prodotto e movimento causato dall’esterno rappresenta un aspetto fondamentale della nostra esistenza e si esprime nella capacità di saper predire le conseguenze sensoriali di un’azione.
La previsione di movimento viene utilizzata per attenuare gli effetti conseguenti ad un movimento auto-generato e differenziarlo da altri tipi di input o sensazioni che possono giungere dall’esterno: se accarezzo l’indice della mia mano sinistra le sensazioni tattili associate risultano attenuate rispetto a quelle che potrebbero scaturire dal contatto con un’altra mano in quanto il feedback effettivo non è associato ad alcun modello di previsione.
Sembra che lo stesso meccanismo si verifichi sia quando eseguiamo un movimento sia quando intratteniamo certi pensieri o contenuti perché verrebbe a realizzarsi un calcolo neurale che ci informa circa la fonte di quello specifico processo. Una eventuale alterazione a carico di questo meccanismo potrebbe spiegare i sintomi della schizofrenia come la sensazione di essere inseriti dall’esterno (cfr. Jerillyn, 2017).
Soggetti psicotici possono fallire nei processi di auto-riconoscimento del proprio corpo e nell’attribuzione di azioni auto-prodotte come dimostrato da uno studio che applica il paradigma classico dell’illusione della mano di gomma in movimento. Lozuolo e colleghi (2015) non hanno riscontrato differenze nei punteggi relativi al senso di azione nel confronto tra condizioni attive e passive in soggetti con disturbi psicotici.
Una possibile spiegazione a questo risultato risiederebbe in una maggiore propensione e reattività ai segnali sensoriali esterni anche in assenza di intenzioni motorie, nonché a previsioni motorie deboli che impedirebbero una corretta rappresentazione del proprio corpo basata su segnali interni ed esterni.
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I meccanismi di codifica predittiva cerebellari svolgono quindi un importante ruolo nell’ambito del controllo motorio ma sembra che il cervelletto sia anche implicato nell’elaborazione degli stimoli visivi, tattili e propriocettivi alla base del senso di proprietà del corpo (Baumann et al., 2015).
Le basi neurali del senso di azione (SoA) e del senso di proprietà (SoO) coinvolgono differenti aree cerebrali ma l’interazione tra queste due funzioni è ancora oggetto di indagine. Difatti non esistono studi esaustivi sul ruolo del cervelletto nel SoA e nel SoO nonostante venga ipotizzato un suo coinvolgimento in entrambe queste funzioni. Nel prossimo capitolo verrà riportato un esperimento condotto presso il Dipartimento di Neuroscienze, Biomedicina e Movimento dell’Università di Verona.
Obiettivo dello studio è stato quello di indagare il ruolo del cervelletto nel senso di azione (SoA) e nel senso di proprietà del corpo (SoO) attraverso il paradigma della
Moving Rubber Hand Illusion associato alla stimolazione transcranica a corrente
diretta (tDCS) offline (anodica o sham) allo scopo di analizzare il ruolo del cervelletto nelle funzioni oggetto di studio.
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