Anche le scimmie possono elaborare le voci, come gli esseri umani
Le voci sono tra i segnali sociali più ricchi in assoluto, in quanto trasportano non solo il parlato, ma anche innumerevoli segnali non verbali fondamentali per le interazioni sociali. «Quando sentiamo una voce, non udiamo semplicemente un suono ma una persona, spesso da un singolo enunciato. Ed è emerso che anche altri primati condividono questa capacità», spiega Pascal Belin, coordinatore del progetto COVOPRIM, finanziato dal Consiglio europeo della ricerca(si apre in una nuova finestra). Secondo Belin, la maggior parte della ricerca sulla voce si è finora concentrata sul parlato(si apre in una nuova finestra), lasciando una lacuna di conoscenze per quando riguarda i segnali non verbali, nonostante la loro storia evolutiva sia più lunga. Per questo motivo, COVOPRIM ha confrontato gli aspetti comportamentali e cerebrali della percezione della voce nell’essere umano e nei primati, «per dedurre quali meccanismi si sono conservati nell’evoluzione e quali invece sono propri di una specie», spiega Belin, dell’Università Aix-Marseille(si apre in una nuova finestra), che ha ospitato il progetto. I risultati dimostrano che quando i nostri antenati hanno iniziato a usare la voce per parlare, il loro cervello era già dotato dei sistemi necessari per l’elaborazione neurale.
Test comportamentali e cerebrali sull’elaborazione della voce
COVOPRIM ha usato procedure sperimentali simili negli esseri umani e nelle scimmie. Sono stati scelti macachi e arctopitechi, che per il loro repertorio vocale ampio vengono spesso usati nei modelli neuroscientifici. Lo studio ha fornito due confronti evolutivi con l’essere umano, e i vocalizzi dei macachi sono risultati più simili ai nostri rispetto a quelli più acuti dei loro cugini arctopitechi. In una serie di esperimenti, alcuni sistemi di test automatici hanno presentato alle scimmie compiti di percezione vocale di difficoltà crescente. In uno, gli animali dovevano premere uno schermo in maniera corrispondente agli stimoli vocali, ignorando le distrazioni uditive inserite intenzionalmente. Le scimmie hanno completato le attività senza addestramento o guida, pertanto hanno dovuto sviluppare strategie proprie e sono state ricompensate con cibi dolci, che le hanno incentivate a ripetere il gioco milioni di volte. L’esperimento è stato poi ripetuto sugli esseri umani nelle stesse condizioni, senza istruzioni verbali. «Abbiamo riscontrato un’ampia variazione nella capacità di percezione della voce sia tra gli individui umani che tra le scimmie, quindi abbiamo potuto quantificare la loro sensibilità ai segnali vocali, come l’intonazione», osserva Belin. In un altro esperimento è stata usta la risonanza magnetica funzionale comparativa per scansionare cervelli umani, di macaco e di arctopitechi. Usando lo stesso scanner e gli stessi stimoli uditivi (voci umane e di scimmie, insieme a suoni non vocali di controllo), l’équipe ha dimostrato che le “aree vocali” umane esistono anche in queste scimmie. «Era noto che la scissione tra le scimmie del Nuovo Mondo e quelle del Vecchio Mondo era avvenuta circa 40 milioni di anni fa, ma non si sapeva se l’antenato comune possedesse strutture cerebrali specializzate per l’analisi dei vocalizzi di individui della stessa specie. I nostri risultati mostrano che è davvero così», aggiunge Belin. Un’altra serie di esperimenti ha studiato le proprietà dei singoli neuroni nelle aree vocali dei macachi. Per l’esperimento sono state impiantate alcune serie di elettrodi ad alta densità nelle aree vocali di tre esemplari. Quindi è stata registrata l’attività di centinaia di neuroni in risposta agli stimoli vocali. «Abbiamo confermato l’esistenza di “cellule vocali” nel cervello dei macachi: neuroni che rispondono selettivamente ai vocalizzi della loro specie. Questo aspetto precedentemente era stato poco studiato. Abbiamo anche scoperto, inaspettatamente, dei neuroni di macaco che sembrano selettivi per la voce umana, perché si attivano almeno il doppio rispetto ai suoni non vocali. Questo dato è interessante, poiché gli esseri umani e i macachi non si sono evoluti insieme. Forse questo fenomeno si spiega con il fatto che i macachi da laboratorio sentono voci umane ogni giorno, fin dalla nascita», osserva Belin.
Implicazioni per i trattamenti delle patologie
Belin suggerisce che i risultati di COVOPRIM potrebbero contribuire a migliorare la diagnosi e il trattamento delle patologie che influenzano l’elaborazione della voce, come l’autismo o la schizofrenia. Potrebbero, ad esempio, aiutare a produrre impianti corticali di nuova generazione per ripristinare o migliorare la percezione della voce. «Ora che sappiamo dove vengono elaborate le voci, abbiamo intenzione di indagare su come ciò avvenga. Come sono organizzate le cellule vocali? Quali sono i loro meccanismi computazionali? Quanto sono plastiche? Questi neuroni sono necessari per la percezione?», aggiunge Belin.