Il sistema di riferimento egocentrico e allocentrico

Zigmond (2001) sostiene che la natura distribuita dell’informazione spaziale e gli scopi molteplici per i quali essa viene utilizzata indicano che noi costruiamo una rappresentazione dello spazio non una sola volta, ma ripetutamente. Il cervello costruirebbe una estensione spaziale del corpo tramite l’integrazione di informazioni diverse (Holmes, 2004). Poincaré, ad esempio, scriveva che immaginare un punto dello spazio è immaginare i movimenti che bisogna fare per raggiungerlo. In effetti noi possiamo simulare mentalmente i tragitti che facciamo attraverso una strategia cognitiva di tipo “egocentrico”, rintracciando la strada e recuperando le impressioni cinestesiche (Berthoz, 2001). Viceversa, invece, utilizziamo una modalità “allocentrica” quando il riferimento di orientamento è esterno al

74

corpo del soggetto. La distinzione tra questi due sistemi di riferimento è estremamente importante. La maggior parte degli animali è, infatti, capace di realizzare una codificazione egocentrica, ma solo i primati e l’uomo sono veramente in grado di utilizzare la codificazione allocentrica. Quest’ultima a ha il vantaggio di permettere la manipolazione mentale delle relazioni fra gli oggetti senza doverli riferire in permanenza al proprio corpo. Una capacità di riflettere sulle distanze, direzioni, dimensioni che caratterizza il cervello umano aprendo alle inedite speculazioni della geometria. La codifica allocentrica è infatti invariante rispetto al proprio movimento e quindi si presta bene alla simulazione interna mentale degli spostamenti

Nella letteratura sulla Spatial Cognition (Paillard, 1991; Pani & Dupree, 1994) i sistemi di riferimento egocentrici definiscono l’informazione spaziale rispetto all’osservatore e le rappresentazioni spaziali che ne derivano mantengono la prospettiva secondo la quale l’informazione è stata acquisita. Il sistema di riferimento allocentrico, invece, specifica l’informazione spaziale indipendentemente dalla posizione del corpo. Pertanto, le rappresentazioni che ne derivano sono centrate sugli oggetti o sulle caratteristiche ambientali. I due tipi di strategia cognitiva sono stati entrambi studiati nelle loro basi neurali (Committeri, Galati, et al., 2004). Ogni modalità corrisponde quindi ad una diversa strategia di esplorazione dello spazio e dell’ambiente circostante, e l’utilizzo dell’una o dell’altra dipende da molti fattori diversi, che vanno dalle caratteristiche individuali, al tipo di spazio (ad esempio grandi spazi o spazi ristretti), al tipo di compito da svolgere. Secondo Wang e Spelke (2000), ad esempio, la navigazione umana in ambienti piccoli e nuovi dipende da una rappresentazione egocentrica aggiornata continuamente dal movimento del soggetto, mentre per orientarsi gli uomini fanno riferimento a rappresentazioni mentali geometriche dello spazio (allocentriche). La rappresentazione delle forme dell’ambiente circostante permane quindi stabile e permette di conoscere il mondo.

Sono state così individuate molte aree cerebrali che si attivano quando noi utilizziamo, in vario modo, informazioni spaziali. Per quanto concerne lo spazio personale, per merito delle nuove metodiche di indagine, si è

75

passati dalla idea di un’unica, grande rappresentazione del corpo, che era stata individuata da Penfield nel 1956, alla individuazione di più mappe, che si integrano fra loro già a livello della corteccia somatosensitiva primaria44. Dalla corteccia somatosensitiva primaria e dalle aree uditive, vestibolari e visive partono proiezioni alle aree associative di ordine superiore della corteccia parietale anteriore e alle aree associative multimodali della corteccia parietale posteriore (Committeri, Galati et al., 2001). Le aree associative della corteccia parietale posteriore ricevono afferenze anche dall’ippocampo. Quindi in queste zone si integrano le informazioni relative allo spazio personale che provengono dai diversi canali sensoriali. Sono stati anche individuati gli stretti legami fra la rappresentazione del corpo, le emozioni e la memoria implicita (Damasio, 1995, 1999; LeDoux, 2002). Sono, quindi, implicate nella rappresentazione dinamica del corpo anche zone sottocorticali: tronco encefalico, sistema limbico, cervelletto, nuclei della base. Insieme con la corteccia retrospleniale la corteccia parietale posteriore ed il precuneo partecipano al processo percettivo e alla scena visiva necessarie per stabilire e mantenere la propria postura (Maguire et al., 2003). Per quanto concerne lo spazio extrapersonale, durante compiti spaziali egocentrici si attivano la rete posteriore parietale (precuneo dorsale e lobulo parietale superiore) e frontale. La rete parieto frontale è bilaterale, ma più estesa nell’emisfero di destra. Ė stato rilevato che la corteccia parietale posteriore e i lobi frontali si attivano maggiormente in compiti egocentrici rispetto a compiti allocentrici centrati sull’oggetto.

In sintesi possiamo riassumere dicendo che essendo l’organizzazione spaziale una situazione complessa (che richiede l’attività congiunta di diverse regioni secondo la referenza spaziale usata) esistono aree che si attivano diversamente. I dati rilevano che la codifica egocentrica è

44 _{Wilder Penfield, noto neurochirurgo canadese, è passato alla storia della scienza, non}

tanto per le sue operazioni di resezione di corpi callosi (tramite le quali pensava di poter curare l’epilessia) quanto piuttosto per gli esperimenti di “stimolazione” della corteccia cerebrale, che ha poi utilizzato in vari modi e con fortuna. Uno dei contributi che ci ha lasciato è la rappresentazione del nostro corpo sulla corteccia cerebrale dalla quale poi ha avuto seguito la ricostruzione dell’homuncolus somatosensitivo.

76

rappresentata corticalmente soprattutto nelle zone dorsali, connesse alle regioni frontali, mentre una codifica centrata su referenze esterne richiede le regioni dorsali e ventrali, diverse a seconda che il riferimento sia un oggetto mobile o una struttura fissa. Il sistema egocentrico sarebbe fondamentale per la formazione dello “schema corporeo”, fondato sulla propriocezione ed attivato in maniera inconsapevole. Le coordinate allocentriche, invece, consentirebbero la rappresentazione di un corpo diverso dal proprio, soprattutto sulla base di informazioni visive che non attivano lo schema corporeo. Tuttavia, è ancora discusso se le componenti egocentriche ed allocentriche siano funzionalmente distinte (Farrer, Frith et al., 2002, 2003; Tsakiris, Hesse et al., 2006), o se coincidano in un’unica rappresentazione utilizzata per sé e gli altri (Reed e Farah, 1995; Tessari e Rumiati, 2002). In una serie di esperimenti si è inteso verificare se le due componenti egocentrica ed allocentrica interagiscano o siano distinte tra loro. Il compito fondamentale, un compito immaginativo di navigazione sul corpo, richiedeva di decidere se la disposizione verticale di triplette di parole indicanti parti del corpo corrispondesse all’allineamento dall’alto verso il basso delle stesse parti nel soggetto sperimentale (riferimento egocentrico) o in un manichino (riferimento allocentrico); in tutti gli esperimenti è stata manipolata la postura del soggetto e dunque le informazioni propriocettive. Nel primo esperimento preliminare si è verificato se la postura adottata fosse in grado di influenzare la prestazione al compito immaginativo corporeo egocentrico o ad altri compiti immaginativi visuospaziali che non implicassero il riferimento a rappresentazioni corporee. Nel secondo esperimento si è inteso verificare se i soggetti in una postura in piedi “canonica” o in una postura seduta “inusuale” avessero diverse prestazioni sul compito di navigazione con riferimento egocentrico o allocentrico. Nel terzo esperimento i compiti allocentrico ed egocentrico sono stati eseguiti in quattro posture, in modo da variare in maniera ortogonale la postura (in piedi o seduta), e la familiarità (postura canonica o inusuale). Infine, nel quarto studio è stato verificato se informazioni corporee somministrate attraverso la modalità visiva potessero influenzare le prestazioni al compito egocentrico. Nell’insieme, i risultati

77

evidenziano che la postura a cui fare riferimento durante il compito, ma non quella adottata, influenza significativamente le prestazioni in termini di tempi di reazione e di numero di risposte corrette; non sono state osservate, invece, interazioni significative tra la postura di riferimento e quella adottata. Tali dati sono a favore dell’ipotesi di un’indipendenza funzionale delle rappresentazioni corporee egocentrica ed allocentrica.I riferimenti utilizzati dal cervello sono, dunque, flessibili e dipendono dal movimento. Gli aspetti del movimento sono governati da regole che codificano non solo le relazioni di fasi nello spazio quanto anche le coordinate tra le parti del corpo e gli arti. La convergenza delle informazioni sensoriali riguarderebbe allora i sensi rilevati per ogni parte specifica del corpo.

Gli studi sulle rappresentazioni egocentriche e allocentriche hanno in parte dimostrato il fatto che il sistema di riferimento del corpo in movimento dipende non solo dal compito da svolgere quanto dalla possibilità di percepire in maniera complessiva e dinamica le relazioni tra le parti del corpo. Questa flessibilità deve essere iscritta nella struttura stessa del sistema nervoso, tanto essa risulta fondamentale. Il corpo, per meglio dire la percezione del proprio corpo, diviene quindi il cardine (e al tempo stesso lo stimolo) mediante il quale costruire anche la propria fisicità, modulare il proprio agire nella consapevolezza di una identità corporea presto assestante. L’evoluzione delle idee sui sistemi di riferimento corporei ci conduce a prendere in esame una delle funzioni più importanti del sistema visuovestibolare: la capacità di consentire l’organizzazione del sistema di riferimento spaziale comune a tutto il sistema motorio. Non è facile venire a conoscenza dei meccanismi che sono alla base di tale codificazione del movimento senza utilizzare metodi indiretti di tipo cognitivo. L’informazione propriocettiva può infatti contribuire alla costruzione dei sistemi interni di riferimento spaziale dell’intero sistema motorio. Secondo questo punto di vista, la capacità di un organismo di entrare in relazione con l’ambiente esterno, di cui l’orientamento spaziale è una manifestazione, si esprime attraverso una serie di atti complementari e inscindibili che vanno affrontati come un tutto unico. Questi modelli dei comportamenti spaziali vengono realizzati attraverso un ripensamento del ruolo dell’organismo, nel

78

quale percezione-rappresentazioneazione, separabili solo per facilitarne lo studio poiché intrinsecamente uniti, determinano, modificano e definiscono il modo in cui si acquisiscono, elaborano, memorizzano e utilizzano le informazioni di tipo spaziale. Facendo riferimento ad alcuni studi di etologia cognitiva, nei prossimi due paragrafi tenteremo di mostrare come alcune strategie cognitive appartenenti all’universo dei comportamenti spaziali facciano riferimento a coordinate egocentriche strutturate su segnali propriocettivi di natura interna. In particolare l’elaborazione delle informazioni geometriche dell’ambiente, l’elaborazione neurale dello spazio e l’emergenza di comportamenti spaziali si costituirebbero proprio a partire dalla natura sensomotoria del comportamento animale, consentendo la formazione di veri e propri meccanismi di orientamento che sono bussole fedeli del proprio corpo in azione.