venerdì 3 luglio 2009

Batbrain


Ludwig Van Beethoven
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L'orecchio umano è perfettamente sintonizzato per distinguere differenti frequenze sonore di varia altezza ed intensità al fine di discernere i suoni ed i rumori che ci circondano.
Altri mammiferi rispetto all'uomo, esibiscono diverse ed anche ben più efficaci prestazioni del sistema auditivo, ma una recente scoperta attribuisce agli umani la presenza di un singolo neurone nel cervello capace di discernere le più sottili informazioni sonore.

Il dottor Itzhak Fried, professore di neurologia e direttore dell'UCLA, centro di ricerca per l'epilessia, e colleghi della Hebrew University e del Weizman Institute of Science riportano nel numero di gennaio della rivista "Nature", la scoperta negli umani, di un singolo neurone capace di una spettacolare selettività ed in grado di decifrare differenze fino ad un decimo di ottava nella gamma delle frequenze audio udibili.
Di fatto la capacità di questo neurone di decifrare le più sottili differenze in termini di frequenze udibili sorpassa di molto, circa trenta volte di più, la capacità del nervo acustico di trasferire informazioni al cervello.
Si tratta di una capacità ben superiore a quella di altri mammiferi pur dotati di maggiore capacità uditiva riguardo l'estensione in frequenza, ad eccezione dei pipistrelli.

E' un paradosso, notano i ricercatori, che i neuroni acustici di un orecchio musicalmente non allenato possano decifrare piccole differenze in frequenza molto meglio del nervo acustico periferico.
Con altri nervi periferici, es. quelli della pelle, la capacità di distinguere differenze tattili è limitata dai recettori nella pelle ed i neuroni associati non rivelano una maggiore sensibilità, in contrasto con l'udito dove la sensibilità del neurone eccede quella del nervo periferico.

I ricercatori israeliani, Israel Nelken e Yael Bitterman, della Hebrew University, hanno rilevato in che modo i neuroni rispondono ai vari suoni, registrando l'attività cerebrale di quattro pazienti consezienti afflitti da epilessia inguaribile tramite l'uso di elettrodi intracraniali allo scopo di individuare il punto focale della loro anomalia.

La registrazione dell'attività cerebrale è stata effetttuata modulando utilizzando la colonna sonora del film di Sergio Leone "Il buono, il brutto ed il cattivo".

Il risultato ha sorpreso i ricercatori: un singolo neurone è stato capace di distinguere sottili differenze di frequenza, fino a un decimo d'ottava.
Come termine di riferimento, un gatto ed un topo sono capaci di distinguere rispettivamente variazioni di un'ottava il gatto e di un terzo d'ottava il topo.
Un ottava è l'intervallo fra una x frequenza ed il doppio di essa, es. 1000 hertz e 2000 hz, un terzo d'ottava 1000 hz e 1333 hz, un decimo d'ottava 1000 e 1100 hz.

E' un mistero il come l'evoluzione abbia mantenuto una capacità probabilmente inutilizzata.
Come si è sviluppata?
Questa selettività non è necessaria per la comprensione del linguaggio ma potrebbe aver avuto un ruolo per la comprensione musicale.
Anche ascoltatori non allenati sono quindi in grado di decifrare differenze di così lieve entità.
E' evidente che questa capacità è correlata con il sistema cognitivo, con il principio della memoria di lavoro e con la capacità di apprendimento, ma solo ulteriori ricerche saranno in grado di chiarire il puzzle.

E' però interessante notare che:

Si tratta di acuità di sensori umani nella corteccia uditiva del cervello e non di capacità di discernere informazioni attraverso il nervo acustico, il che potrebbe spiegare la riconosciuta sensibilità umana a determinati fenomeni psicoacustici.
Soggetti non allenati dotati di normali capacità auditive, in grado di discernere differenze che il nervo acustico non è in grado di trasportare, possono spiegare l'esistenza di fenomeni di percezione acustica non razionalmente dimostrabili.

Il documento della ricerca puntualizza la non necessità di una tale capacità di differenziazione uditiva, ma da un'altra angolazione si fa osservare che il discernimento del linguaggio non è legato soltanto alla decifrazione delle parole, e che il parlato contiene invece una grandissima varietà di informazioni al di la della semplice emissione sonora del messaggio.
Sottilissime variazioni tonali della voce possono essere fortemente indicative dello stato emozionale della persona.

Il fatto che un singolo neurone possa avere tali capacità di discernimento mette in discussione l'analisi del cervello predefinita in grandi blocchi, relazionata alle sue dimensioni fisiche ed il rapporto tra sensibilità all'ascolto e variazioni strutturali della corteccia uditiva.

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