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La predisposizione alla musica è codificata geneticamente? Quanto conta la pratica per lo sviluppo delle abilità musicali? È possibile imparare a suonare o cantare in età avanzata? Qual è il segreto per non «steccare»? Perché si avverte l'impulso di muoversi a ritmo ascoltando un brano musicale? Perché una melodia in tonalità minore sembra triste? La percezione della dissonanza è culturale o innata? Quando un musicista improvvisa, cosa accade nel suo cervello? Neuroscienze cognitive della musica esamina i diversi processi che si attivano, da un lato, durante l'esecuzione e la composizione musicale e, dall'altro, durante l'ascolto, mettendo in luce i principi del godimento estetico della musica. Tra i temi approfonditi: gli effetti della musica su mente e cervello, le basi neurali dell'immaginazione musicale, il ruolo dei processi automatici e controllati nell'apprendimento della musica, l'importanza della memoria procedurale per la prestazione musicale, la lettura «a prima vista» dello spartito, gli effetti terapeutici del canto e della pratica musicale nella riabilitazione motoria e per il trattamento delle malattie neurodegenerative. È un testo per studiosi di neuroscienze, educatori e musicoterapeuti, musicisti e studiosi di musica. L'autrice segue lo sviluppo della mente musicale nell'arco della vita dell'essere umano, dal grembo materno fino all'età senile. Attraverso studi sperimentali provenienti dai laboratori di tutto il mondo vengono sfatati miti e spiegati fenomeni: espressioni quali «avere orecchio», «buttare l'occhio», «la memoria della mano» trovano qui un'adeguata spiegazione scientifica. Due le sezioni particolarmente innovative: una relativa al ruolo dei neuroni specchio audiovisuomotori nell'apprendimento della musica, nell'affinamento dell'abilità esecutiva, nella capacità di coordinarsi con i cointerpreti e cogliere le intenzioni espressive del direttore d'orchestra; l'altra riservata alla neuroestetica, disciplina che descrive i meccanismi neurali dell'esperienza estetica musicale, offrendo una spiegazione scientifica a come la musica sia in grado di modificare lo stato d'animo dell'ascoltatore e indurre emozioni specifiche, tanto da essere utilizzata a fini espressivi e narrativi in altri ambiti artistici quali, ad esempio, il cinema: alla neuroestetica della musica da film è dedicato appunto l'ultimo capitolo del libro.
Autore:
Proverbio, Alice Mado
Titolo:
Neuroscienze cognitive della musica : il cervello musicale tra arte e scienza / Alice Mado Proverbio
Pubblicazione:
Bologna : Zanichelli, 2019
Descrizione fisica:
IX, 212 p. : ill. ; 24 cm.
ISBN:
9788808520326
Titolo uniforme:
Neuroscienze cognitive della musica
Libro. | Lingua: Italiano. | Paese: Italia. | BID: UTO1326230
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Al pubblico 27,00 In caso di variazione Iva o cambiamento prezzo consultare il sito o il catalogo dell’editore
www.zanichelli.it
Alice Mado Proverbio
Neuroscienze cognitive della musicaIl cervello musicale tra arte e scienza
La predisposizione alla musica è codificata ge-neticamente? Quanto conta la pratica per lo svi-luppo delle abilità musicali? È possibile imparare a suonare o cantare in età avanzata? Qual è il segreto per non «steccare»? Perché si avverte l’impulso di muoversi a ritmo ascoltando un bra-no musicale? Perché una melodia in tonalità mi-nore sembra triste? La percezione della disso-nanza è culturale o innata? Quando un musicista improvvisa, cosa accade nel suo cervello?
Neuroscienze cognitive della musica esamina i diversi processi che si attivano, da un lato, du-rante l’esecuzione e la composizione musicale e, dall’altro, durante l’ascolto, mettendo in luce i principi del godimento estetico della musica. Tra i temi approfonditi: gli effetti della musica su mente e cervello, le basi neurali dell’immagina-zione musicale, il ruolo dei processi automatici e controllati nell’apprendimento della musica, l’im-portanza della memoria procedurale per la pre-stazione musicale, la lettura «a prima vista» dello spartito, gli effetti terapeutici del canto e della pratica musicale nella riabilitazione motoria e per il trattamento delle malattie neurodegenerative.
È un testo per studiosi di neuroscienze, edu-
catori e musicoterapeuti, musicisti e studiosi di musica. L’autrice segue lo sviluppo della mente musicale nell’arco della vita dell’essere umano, dal grembo materno fino all’età senile. Attraver-so studi sperimentali provenienti dai laboratori di tutto il mondo vengono sfatati miti e spiegati fenomeni: espressioni quali «avere orecchio», «buttare l’occhio», «la memoria della mano» trovano qui un’adeguata spiegazione scientifica.
Due le sezioni particolarmente innovative: una relativa al ruolo dei neuroni specchio au-diovisuomotori nell’apprendimento della musica, nell’affinamento dell’abilità esecutiva, nella capa-cità di coordinarsi con i cointerpreti e cogliere le intenzioni espressive del direttore d’orchestra; l’altra riservata alla Neuroestetica, disciplina che descrive i meccanismi neurali dell’esperien-za estetica musicale, offrendo una spiegazione scientifica a come la musica sia in grado di modi-ficare lo stato d’animo dell’ascoltatore e indurre emozioni specifiche, tanto da essere utilizzata a fini espressivi e narrativi in altri ambiti artistici quali, ad esempio, il cinema: alla neuroestetica della musica da film è dedicato appunto l’ultimo capitolo del libro.
Alice Mado Proverbio è professore associato di Psicobiologia e Psicologia fisiologica presso l’Università degli Studi di Milano Bicocca, dove insegna Neuroscienze cognitive e altri corsi nelle lauree triennali e in quelle magistrali.
Le risorse digitalionline.universita.zanichelli.it/proverbio A questo indirizzo sono disponibili le risorse digitali di complemento al libro.
Alice Mado Proverbio
Neuroscienze cognitive
della musica
NEUROSCIENZE
Alice Mado Proverbio
Neuroscienze cognitive della musicaIl cervello musicale tra arte e scienza
NEUROSCIENZE
PROVERBIO*NEUROSC COGNITIVE MUSICA
9 788808 5203260 1 2 3 4 5 6 7 8 (60A)
ISBN 978-88-08-52032-6
Alice Mado Proverbio
Neuroscienzecognitivedella musicaIl cervello musicaletra arte e scienza
NEUROSCIENZE
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IndicePrefazione VII
capitolo 1Il cervello del musicista1.1 Effetti della musica su mente e cervello 11.2 Esercizio e plasticità cerebrale 21.3 Cervello del musicista: anatomia e struttura 5 1.3.1 Corpo calloso 5 1.3.2 Cervelletto 6 1.3.3 Regioni corticali frontoparietali 7 1.3.4 Corteccia motoria 9 1.3.5 Regioni temporali uditive 101.4 Abilità musicali specifiche 11 1.4.1 Elaborazione spettrotemporale rapida 12 1.4.2 Immaginazione uditiva 12 1.4.3 Codifica dell’aspetto armonico e ritmico 141.5 Principali aree coinvolte 16
capitolo 2Il cervello del cantante2.1 Canto e cervello: la musica come protolingua 192.2 Cantanti e cervello: neuroanatomia funzionale 212.3 Intonazione e abilità di non “steccare” 262.4 Benefici del ripasso silenzioso 292.5 Effetti dell’età di acquisizione 312.6 Effetti terapeutici del canto in neurologia 33
capitolo 3Esiste un’attitudine alla musica?3.1 Ruolo dei geni nell’attitudine musicale 353.2 Esercizio ed eccellenza nella prestazione 403.3 Orecchio assoluto 45
capitolo 4Abilità musicale e NS audiovisuomotori4.1 Neuroni visuomotori nella codifica dell’azione 494.2 Neuroni audiovisuomotori nel linguaggio 54
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4.3 Neuroni audiovisuomotori e suono degli oggetti 554.4 Codifica di azioni musicali e suoni 594.5 Sviluppo delle connessioni audiovisuomotorie 63 4.5.1 Risultati dello studio sugli allievi del conservatorio 64 4.5.2 Circuiti audiovisuomotori nei musicisti professionisti 65 4.5.3 Expertise e codifica del timbro di uno strumento 67
capitolo 5Neuroni specchio e musica d’insieme5.1 Coordinazione tra cointerpreti 695.2 Direzione dello sguardo dei cointerpreti 715.3 Sincronizzazione dell’ensemble e NS 735.4 Asimmetrie di rango nella leadership 755.5 Gesti del direttore d’orchestra 775.6 Esecuzione meccanica vs espressiva 79
capitolo 6Movimenti oculari e lettura dello spartito6.1 Notazione: segni analogici e simbolici 816.2 Meccanismi neurali di lettura della notazione 826.3 Lettura “a prima vista” dello spartito 846.4 Lettura dello spartito e movimenti oculari 86
capitolo 7Il bambino musicista e la dislessia7.1 Ascolto di musica in età prenatale 91 7.1.1 Ascolto di musica nel neonato 93 7.1.2 Effetti della pratica musicale nell’infanzia 947.2 Musica e dislessia 97 7.2.1 Tipi di dislessia 98 7.2.2 Teoria magnocellulare della dislessia 101 7.2.3 Dislessia superficiale e dislessia fonologica 102 7.2.4 Effetti benefici dello studio musicale sulla dislessia 1047.3 Bambino musicista dislessico 107
capitolo 8Musica, movimento, ritmo e sincronizzazione8.1 Programmare il gesto musicale 111
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8.2 Movimenti automatici e controllati 1168.3 Suonare correttamente e intonati 1198.4 Percepire il ritmo e andare a tempo 1208.5 Sincronizzazione neurale alla pulsazione 121
capitolo 9Apprendimento della musica in età adulta9.1 Studi musicali e sinaptogenesi in età adulta 1279.2 Effetti benefici della musica nella demenza 1309.3 Effetti benefici della musica nel Parkinson 1329.4 Pratica musicale nella riabilitazione motoria 1349.5 Pratica musicale per il benessere dell’anziano 135
capitolo 10Improvvisazione e memoria10.1 Basi neurali dei processi creativi 13710.2 Improvvisazione in musica 138 10.2.1 Circuiti neurali della creatività nei compositori 138 10.2.2 Circuiti neurali della creatività nell’improvvisazione jazz 14010.3 Prestazione musicale e memoria 14110.4 Musicista e memoria: ansia da prestazione 143
capitolo 11Consonanza/dissonanza: basi neurali11.1 Intervalli armonici consonanti e dissonanti 14711.2 Preferenza per la scala cromatica diatonica 15211.3 Basi innate della sensibilità alla consonanza 15611.4 Tonalità e stati d’animo 160
capitolo 12Neuroestetica della musica12.1 Musica ed emozioni 16512.2 Basi neurali dell’esperienza estetica musicale 16712.3 Ruolo della tonalità e dello stile musicale 16912.4 Aspettative e familiarità 17812.5 Prevedibilità delle sensazioni estetiche 181
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capitolo 13Musica da film13.1 Colonna sonora ed emozioni 18513.2 Film indimenticabili: uso della musica 188
Bibliografia 195
Ringraziamenti 207
Indice analitico 209
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PrefazionePremetto che in genere non leggo mai le prefazioni e neppure le scrivo. È una cosa sbagliata perché è proprio la prefazione che dovrebbe guidare il lettore a una lettura più informata, ma onestamente non riesco per impazienza. Quindi capirò bene chi aprendo la prima pagina di questo libro salterà direttamente al primo capitolo e me lo merito per giusto contrappasso. Ho però ritenuto giu-sto accettare di scrivere due parole introduttive a questo libro di Alice Mado Proverbio per diverse ragioni. La prima è che è davvero un bel libro che tratta di un bell’argomento con competenza e completezza. Delle altre dirò breve-mente adesso.
Lo studio dei meccanismi cerebrali che portano alla produzione e alla comprensione musicale è un tema di grande interesse. La musica è una forma di comunicazione molto sofisticata, governata da una sintassi e animata da una semantica. La musica, come intelligentemente mi diceva un paio di anni fa Riccardo Muti, ha una destinazione. Non esiste la musica ferma. La musica racconta una storia, è composta da frasi, è evocativa senza essere invadente. Inoltre, proprio la sua natura evocativa lascia libero ciascuno di noi di sentirne il messaggio attraverso il filtro soggettivo. Un po’ come la poesia. In altre pa-role, la capacità evocativa della musica deriva dall’interazione tra la sequenza delle note e il vissuto individuale, lo stato emozionale, l’esperienza di ciascuno. Ciò è estremamente affascinante per chi studia il cervello.
Al pari del linguaggio (ed esistono forme musicali affascinanti come l’o-pera, dove linguaggio e musica interagiscono in maniera sinergica), la musica attiva rappresentazioni cerebrali. Per meglio dire “riattiva” rappresentazioni, attraverso un processo che ricorda la sinestesia. Una sinestesia di ordine ele-vato, che coinvolge sentimenti profondi, che ci dà il sapore delle sensazioni e dei vissuti, che fa sì che la Primavera di Vivaldi sia molto più “primavera” delle altre tre stagioni della stessa composizione. Non solo perché quella sequenza musicale concorda con i colori, i profumi, i suoni della primavera, ma anche perché ne evoca il movimento, la destinazione. Non esiste la musica ferma, non solo perché le note si sviluppano nel tempo (cosa ovvia), ma soprattutto perché evoca in noi anche un senso di movimento. Perché la musica è armonia ma è anche ritmo. Perché attraverso la musica si guidano i movimenti di una danza, ma anche la marcia di un esercito.
Non è un caso che tra le aree cerebrali che si attivano durante l’ascolto musicale non vi siano solo aree uditive, ma anche motorie. Una regione che si attiva quasi sempre è l’area di Broca, dal nome del neurologo francese che per primo nel 1861 ne descrisse il ruolo fondamentale nella produzione del
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linguaggio. Una lesione dell’area di Broca, regione frontale e premotoria, pro-duce un’afasia cosiddetta non fluente: difficoltà nel generare correttamente un linguaggio parlato o scritto in assenza di deficit motori di basso livello. La cosa interessante è che molti pazienti afflitti da afasia di Broca, non solo parlano a fatica, ma spesso faticano anche a capire frasi complesse dal punto di vista grammaticale (sintattico). La cosa ancor più interessante è che spesso a tale forma di afasia si associa l’amusia: l’incapacità di produrre musica e di distinguere i vari generi musicali. Esempi tipici di questa sindrome sono stati il musicista Ravel, che in tarda età non riusciva più a comporre nonostante affermasse di sapere cosa avrebbe voluto esprimere o il famoso rivoluzionario Che Guevara, incapace di distinguere un tango da un valzer. Il ruolo dell’a-rea di Broca (o per meglio dire della corteccia frontale) durante la percezione musicale è un argomento molto interessante che sta ispirando diversi neuro-scienziati nel mondo. Il mio punto di vista è che il suo coinvolgimento vada ricercato in un possibile ruolo di organizzazione sopramodale della sintassi. Una sorta di grammatica universale, ben diversa da quella proposta da alcuni chomskiani di oggi, ma universale in quanto condivisa da tutti perché tutti condividono il medesimo apparato analitico. Ma qui mi fermo.
Esistono poi altre ragioni che spingono neurofisiologi, psicologi, neuro-logi e così via a interessarsi alla musica. I gruppi di musicisti (ma anche l’in-sieme musicisti-spettatori) formano un set di laboratorio estremamente utile. Innanzitutto è possibile misurare con grande precisione movimenti e risultato (note e suoni), poi è possibile quantificare accuratamente parametri diversi, come efficacia dell’interazione della leadership, modificazioni vegetativo-emo-zionali, coordinazione sensorimotoria, ecc. Infine, è relativamente facile con-trollare le variabili in gioco, cosa molto difficile in altre situazioni interattive naturalistiche. Non si dimentichi che quel gruppo di musicisti è mosso verso uno scopo comune: l’armonia, cosa arduamente replicabile studiando, che so, la conversazione di un gruppo di tifosi in un bar.
C’è poi un’ulteriore ragione che accomuna la musica e la scienza. Mi si potrebbe dire: ma come? La musica è arte ed emozione, la scienza è fredda misura e precisione. Errore. Entrambe queste attività umane sono dominate dalla creatività. Esiste un’estetica della musica ma esiste anche un’estetica del-la scienza. Entrambe ricercano continuamente e guardano al profondo delle cose ed era addirittura lo stesso Einstein a dire che è possibile esprimere il bello con la scienza, fosse anche attraverso una formula fisica o matematica. D’altro canto chi dice che la musica non è precisione? Basta pensare a Bach e alla struttura delle sue composizioni per ritrovare talvolta analogie così vicine alla matematica da lasciarci ancora oggi affascinati. Inoltre, credo che viven-
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do la scienza di intuizioni e sapendo che le intuizioni hanno origine in un cervello, esse possano talvolta ben interpretare fenomeni scientifici che con il cervello stesso hanno a che fare. In altri termini, studiare la musica è un po’ come guardare al cervello con un cervello, cosa che in altre discipline, come la fisica o la biofisica, non è ovviamente possibile. È vero che anche in fisica sono possibili brillanti intuizioni, ma qui il discorso si farebbe difficile e tortuoso. Rimane comunque il fatto che creatività, intuizione ed espressione artistica rappresentano i livelli più alti delle capacità cognitive umane ed è bello poterli riunire assieme in un’attività come la ricerca in ambito musicale.
Infine, esiste a mio avviso una ragione squisitamente politica che rende ai miei occhi così affascinante lo studio dell’espressione musicale. In un mondo sempre più dominato dalla tecnologia, dove si chiede alla scienza di produrre cose utili, trovo giusto che qualcuno possa permettersi di andare in una dire-zione contraria. A dimostrare che ciò che rende umano l’essere umano non sono sostanze, ricchezze o mezzi tecnologici, ma soprattutto pensiero, arte, amore per il bello. Queste cose sono fattibili da chiunque (chiunque ne sia capace), povero o ricco che sia, in un mondo giusto e purtroppo ideale, dove le abilità non si possono acquistare con il denaro e dove i prodotti di queste abi-lità sono fruibili da chiunque, senza discriminazioni e soprattutto in gruppo. Questo è il bello dell’espressione artistica, questo è come io credo dovrebbe anche essere, o rimanere, la ricerca scientifica.
Il libro di Alice Mado Proverbio si muove bene tra questi aspetti e ne di-scute anche molti altri. Non solo ci descrive il cervello del musicista e del can-tante, ma si addentra in aspetti altamente affascinanti come l’apprendimento musicale, l’attitudine alla musica, la percezione estetica, le relazioni tra mu-sica e danza, la musica da film. Inoltre, stabilisce parallelismi interessanti tra percezione musicale e dislessia, con uno sguardo di attenzione particolare sui bambini. Insomma, un bel libro, nuovo e affascinante che non deluderà certa-mente chi vorrà approfondire l’argomento.
Luciano FadigaProfessore ordinario di Fisiologia Umana
Università di FerraraCenter Coordinator, Istituto Italiano di Tecnologia
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capitolo 1
Il cervello del musicistaPer “musica” intendiamo la creazione e l’ascolto intenzionale di effetti sonori, prodotti con la voce o con i più vari strumenti musicali, articolando il suono nello spazio (toni, armonia) e nel tempo (melodia e ritmo), generalmente per comunicare, esprimersi o trarne sensazioni estetiche. Alcune di queste sensazioni dipendono strettamente dalla tipologia di musica: una ninna nanna, per esempio, produrrà effetti differenti rispetto alla disco dance. Altri tipi di sensazione dipendono, invece, dalla cultura, dall’esposizione e familiarità con un certo stile e dalla soggettività individuale. Nella parte finale di questo libro (capp. 11-13) verrà trattato il modo in cui i sistemi acustico e cognitivo elaborano la dissonanza e verranno prese in esame le principali teorie sulle basi neurali delle nostre sensazioni emotive ed estetiche, ampiamente note e utilizzate dai compositori di musica da film.
1.1 Effetti della musica su mente e cervello
La musica e l’utilizzo dei suoni a scopo ludico, comunicativo e funzionale ha da sempre interessato la nostra specie, fin dagli albori dell’umanità. Si ritiene che l’Homo neanderthalensis cantasse prima ancora di essere in grado di parlare e creasse strumenti a fiato con le ossa degli animali, come il celebre flauto ritrovato a Divje Babe, in Slovenia (fig. 1.1).
Suonare, ascoltare musica, cantare hanno effetti straordinari sulla mente e sul cervello fin dalle ultime settimane di vita del feto e nel corso di tutte le età dell’essere umano, inclusa quella tardiva. L’ascolto della musica nella persona molto anziana, o addirittura affetta da demenza, è molto piacevole, poiché stimola i ricordi episodici e autobiografici, suscitando emozioni quali il ricordo dell’amore e la joie de vivre. In generale, l’attività musicale:
• promuove la neuroplasticità e aumenta la connettività (fibre bianche), producendo sinaptogenesi, non solo ippocampale (ci rende, in definitiva, più “intelligenti”);
• facilita la comunicazione e l’espressione emotiva;• induce il movimento e la danza stimolando la corteccia motoria e i gangli
della base;• migliora l’acquisizione del linguaggio (per esempio nei dislessici e nei sordi
congeniti);
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• fornisce una forte stimolazione sensoriale (per esempio negli autistici e nei non vedenti);
• riduce il dolore, dando conforto (per esempio nei pazienti oncologici o depressi e nel lutto);
• crea un senso di appartenenza, induce comportamento prosociale, rafforza la coesione;
• induce sonno nel bambino, è rilassante nell’adulto, può rallentare l’EEG; • è piacevole in quanto stimola il centro del piacere (nucleo accumbens), il si
stema dopaminergico striatale del rinforzo, e produce endorfine e oppioidi.
Al pari del linguaggio o del movimento, la musica è in grado di plasmare il sistema nervoso, anche grazie alla sua forte componente emotiva.
1.2 Esercizio e plasticità cerebrale
Le connessioni neurali, il numero di neuroni e sinapsi e le tipologie di circuiti nel nostro cervello non sono immutabili, ma godono di un certo grado di plasticità, che è necessariamente massimo durante l’età dello sviluppo gestazionale e postnatale, ma ancora presente in età adulta, come adattamento a
Figura 1.1 Flauto preistorico di Divje Babe, attualmente esposto al Museo nazionale di Lubiana: un frammento di femore di giovane orso con alcuni fori distanziati. Secondo molti studiosi sarebbe il frutto dell’opera artigianale di un ominide di epoca paleolitica (Pleistocene superiore: 60 000-43 000 anni fa), per tale motivo ritenuto il più antico strumento musicale dell’umanità. Secondo altre fonti sarebbe solo un frammento osseo rosicchiato da una iena, non forato intenzionalmente dagli omi-nidi, ma la scoperta successiva di un altro flauto di avorio di mammut molto simile (datato 35 000 anni) ha definitivamente avvalorato l’ipotesi del flauto neandertaliano (Turk e Dimakaroski, 2011). Thilo Parg/Wikimedia Commons. Licenza: CC BY-SA 3.0.
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stimoli ambientali e a esigenze di prestazione e modalità di ritenzione delle informazioni (memoria).
È stato calcolato che ciascuno dei 100 miliardi di neuroni che compongono il nostro cervello può connettersi fino a 1000 altri neuroni, per un totale di quaranta quadrilioni (4 × 1016, o 40 000 000 000 000 000) di connessioni sinaptiche. Numerosi studi dimostrano che possono verificarsi modificazioni neuroplastiche dovute alla pratica musicale, specie se l’esordio degli studi musicali è stato precoce (Nakada et al., 1998; Gaser e Schlaug, 2003, Musacchia et al., 2007; Yang, 2015).
Gli studi di PascualLeone (PascualLeone et al., 1995) hanno evidenziato quanto rapidamente il cervello risponda all’educazione musicale. Facendo eseguire ai soggetti alcuni esercizi per pianoforte con le cinque dita, si è dimostrato come la corteccia motoria manifesti cambiamenti già qualche minuto dopo l’inizio dell’esecuzione: il fenomeno è stato associato non solo all’esercizio eseguito fisicamente, ma anche al solo esercizio mentale (fig. 1.2).
Figura 1.2 Probabilità di eccitabilità corticale in seguito a stimolazione TMS della corteccia motoria, in funzione dell’eventuale pratica motoria, o esercizio mentale di flessione ed estensione del dito, nell’arco temporale di 5 giorni. Tratto e modificato da Pascual-Leone et al. (1995), con il permesso degli autori.
Esercizio motorio
Esercizio mentale
Nessun esercizio
Probabilità %
2 cm
Giorno 1 Giorno 2 Giorno 3 Giorno 4 Giorno 5
Fles.
Fles.
Fles.
Est.
Est.
Est.
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Alcuni studi (Karni et al., 1998) hanno dimostrato cambiamenti rapidi e non permanenti delle rappresentazioni corticali in seguito all’esecuzione ripetuta di specifici compiti motori, mentre altri hanno evidenziato cambiamenti persistenti nelle rappresentazioni in risposta all’acquisizione precoce di abilità sensomotorie fini. La pratica musicale a lungo termine aumenta l’area della corteccia motoria responsabile del controllo delle dita dei violinisti (Elbert et al., 1995) e dei pianisti (Meister et al., 2005).
Nello studio di magnetoencefalografia (MEG) di Elbert e altri è stato osservato come la rappresentazione corticale delle dita vari molto a seconda che si suoni uno strumento musicale o meno. Nella fattispecie, sono stati considerati i musicisti di strumento ad arco come il violino o il violoncello, che notoriamente impugnano l’archetto con la mano destra e utilizzano profusamente le quattro dita della mano sinistra, mentre il pollice svolge un ruolo più secondario. In questo studio è stata misurata l’attività elettromagnetica
Età di inizio della pratica musicale
Ris
po
sta
cort
ical
e
Controlli
Musicisti distrumenti a corda
Controlli
Musicistidi strumentia corda
D1D5
0 5 10 15 20 250
5
10
15
20
25
30
a.
b.
Figura 1.3 (a) Localizzazione cerebrale dei dipoli elettromagnetici relativi alla stimolazione tattile delle dita secondo lo studio di Elbert e altri (1995). (b) Rapporto tra entità della risposta corticale ed età di inizio della pratica musicale. Come si può notare, è maggiore per i musicisti che hanno iniziato a suonare prima dei 12 anni. Tratto e modificato da Gazzaniga, Ivry, Mangun (2015).
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cerebrale legata alla stimolazione tattile delle dita, correlandola con l’expertise di musicisti e controlli.
È stato osservato che la porzione di corteccia somatosensoriale che rappresenta le dita è più ampia nei musicisti che nei controlli, come indicato nella figura dalle frecce, rispettivamente arancioni e bianche. In particolare, l’effetto era maggiore per il mignolo, scarsamente usato dalle persone comuni ma molto sollecitato nei musicisti, per esempio nei violinisti, come contrassegnato dal dipolo 5 nella figura 1.3. Il dato più interessante è che l’entità della risposta corticale somatosensoriale varia in modo quasi lineare: è massima quando l’esordio degli studi musicali avviene durante l’infanzia e diminuisce progressivamente con l’aumentare dell’età di esordio, essendo pur sempre maggiore di quella dei non musicisti. Questo studio dimostra che la plasticità è massima nell’età dello sviluppo, ma dipende anche dall’entità della pratica motoria effettuata.
In generale, i cambiamenti neurofisiologici alla base di questi adattamenti funzionali possono riguardare il rafforzamento di sinapsi già esistenti, la formazione di nuove sinapsi o il reclutamento di tessuto corticale, precedentemente non utilizzato, durante l’esecuzione di gesti musicali.
1.3 Cervello del musicista: anatomia e struttura
Schlaug (2001), utilizzando le tecniche di analisi morfometrica delle immagini fornite dalla risonanza magnetica (MRI), ha dimostrato che lo studio precoce e persistente di uno strumento musicale può portare a cambiamenti macrostrutturali nel volume di alcune strutture del cervello umano (in particolare: il corpo calloso, la corteccia motoria e uditiva e il cervelletto). Lo studioso identifica tre principi legati all’adattamento cerebrale alle abilità musicali:
• l’inizio della formazione musicale di solito si verifica nella prima infanzia, quando il cervello è ancora in grado di adattarsi;
• i musicisti investono molto tempo nella loro formazione motoria, necessaria all’uso dello strumento musicale e praticano continuamente esercizi motori bimanuali complessi;
• l’apprendimento motorio e l’acquisizione di competenze specifiche possono portare a un cambiamento delle rappresentazioni delle mappe motorie e a cambiamenti microstrutturali.
1.3.1 Corpo calloso
Il corpo calloso, costituito dall’insieme di fibre che connettono i due emisferi cerebrali, svolge l’importante ruolo di ponte per la comunicazione e l’integrazione interemisferica. Com’è noto, i movimenti degli arti sono controllati
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dalla corteccia motoria e premotoria controlaterale, e se non vi fosse il corpo calloso i due emisferi agirebbero indipendentemente, a livello corticale. Gli studi di Schlaug (2001) dimostrano che la formazione musicale precoce, più precisamente prima dei sette anni, determina cambiamenti nella composizione e nella dimensione delle fibre del corpo calloso, a causa della maggiore esigenza di scambi interemisferici ultrarapidi, e alla necessità del musicista di eseguire correttamente complesse sequenze motorie bimanuali, soprattutto se non sincronizzate: per esempio, per eseguire una terzina con una mano e una quartina con l’altra. Lo studio morfologico ha evidenziato differenze anatomiche significative, riguardanti soprattutto la parte anteriore del corpo calloso – nella quale vengono trasmesse informazioni da e verso le aree motorie – in un gruppo di musicisti rispetto a quello dei non musicisti, e tra coloro che avevano iniziato la loro formazione musicale prima dei sette anni e coloro che l’avevano iniziata dopo (fig. 1.4).
1.3.2 Cervelletto
Il cervelletto, che si trova nella parte posteriore del cervello sottostante i lobi occipitale e temporale, rappresenta circa il 10% del volume cerebrale, ma contiene oltre il 50% del numero totale di neuroni. Svolge un ruolo molto rilevante nelle seguenti funzioni: • mantenimento dell’equilibrio e della postura; • coordinamento dei movimenti volontari; • temporizzazione e fluidità del movimento;• apprendimento motorio e procedurale.
Figura 1.4 Valori morfometrici (in mm2) dell’area mediosagittale del corpo calloso (media ± devia-zione standard). In generale, il corpo calloso era più spesso nei musicisti che nei controlli. Inoltre, la porzione anteriore del corpo calloso era significativamente più sviluppata nei musicisti che avevano iniziato la loro formazione precocemente rispetto a coloro che avevano iniziato a studiare musica più tardi (Schlaug et al., 2001).
Integrazione e coordinazione interemisferica
Area totale del CC
Area CC anteriore
Tutti i musicisti (N = 30) 687 ± 85 371 ± 46
Età di esordio ≤ 7 anni 709 ± 81 384 ± 42
Età di esordio successiva 637 ± 77 340 ± 43
Controlli (N = 30) 649 ± 88 344 ± 48
Corpocalloso
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Gli studi morfometrici di Schlaug e altri (2001) mostrano che i musicisti di sesso maschile possiedono un volume cerebellare relativo medio maggiore del 5% circa rispetto ai non musicisti del medesimo sesso (come illustrato nella fig. 1.5), mentre non ci sarebbero differenze per quanto riguarda il sesso femminile, a causa della migliore coordinazione motoria di base delle stesse. Questi dati mostrano come vi sia una stretta correlazione positiva tra la pratica musicale e il relativo esercizio necessari alla progressione degli studi e il volume cerebellare corticale. In altre parole, la pratica musicale sviluppa il cervelletto, migliorandone le funzioni.
1.3.3 Regioni corticali frontoparietali
Yang (2015) ha condotto una metaanalisi quantitativa su ventisei studi di risonanza magnetica funzionale (fMRI) che hanno indagato gli effetti neuroplastici dell’addestramento motorio a lungo termine in atleti, musicisti e ballerini rispetto a partecipanti di controllo. Il contrasto tra esperti di una certa disciplina motoria e il gruppo di controllo (naïve) ha mostrato come gli esperti attivassero maggiormente il lobulo parietale inferiore sinistro BA40, implicato nella rappresentazione dell’azione (essendo anche una regione di neuroni specchio visuomotori), nell’esecuzione motoria e nei compiti di previsione. Il giro frontale inferiore sinistro e il giro precentrale sinistro BA6 (regioni dei neuroni specchio F4/F5) erano più attivi, invece, nei compiti di osservazione del movimento (per un approfondimento sullo sviluppo dei neuroni specchio audiovisuomotori nei musicisti si veda il cap. 4 e il cap. 10 per un’analisi del ruolo dei neuroni specchio nella musica di insieme). Al contrario, i controlli mostravano una maggiore attivazione nelle aree motorie e nei gangli della base di destra rispetto agli esperti. Questi risultati indicano come
Figura 1.5 Valori morfometrici (in mm2) dell’area mediosagittale del corpo calloso (media ± de-viazione standard). Percentuale del volume cerebellare rispetto a quello cerebrale. In generale, il corpo calloso era più spesso nei musicisti piuttosto che nei controlli, soprattutto se di sesso maschile (Schlaug et al., 2001).
Temporizzazione e fluidità del movimento
Vol. (%) Vol. (in cc)
Musicisti maschi (N = 32) 10,30 (0,64) 145,3 (9,7)
Controlli maschi (N = 24) 9,85 (0,68)* 139,6 (15,4)
Musicisti femmine (N = 24) 10,43 (0,65) 134,7 (12,1)
Controlli femmine (N = 15) 10,43 (0,82) 131,8 (12,9)Cervelletto
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implicate nella simulazione motoria del tapping, nonché del cervelletto anteriore destro. Quest’ultimo svolgerebbe un ruolo chiave nell’identificazione del profilo ritmico di una stimolazione.
Infine, mentre la percezione del ritmo verrebbe elaborata prevalentemente dall’emisfero sinistro, i processi di raggruppamento metrico (cioè, la percezione di un tactus) coinvolgerebbero in misura maggiore l’emisfero destro. A questo proposito, gli studi di Penhune e altri (1999) hanno investigato quale fosse il coinvolgimento della corteccia uditiva (lobo temporale sinistro o destro) nella percezione e ritenzione dei pattern ritmici in pazienti con epilessia intrattabile che avevano subito la rimozione del lobo temporale anteriore destro o sinistro, inclusa la corteccia uditiva primaria.
I risultati hanno mostrato che i pazienti con lesioni destre avevano una compromissione della capacità di ritenere e riprodurre il ritmo udito, in particolare quando era richiesta un’accurata riproduzione delle durate degli stimoli. Al contrario, i pazienti con lesioni sinistre avevano una prestazione relativamente non compromessa. Complessivamente, questi dati rafforzano ulteriormente la nozione che l’elaborazione musicale sia un processo olistico che coinvolge l’intero cervello.
1.5 Principali aree coinvolte
Le aree coinvolte negli effetti neuroplastici della musica sono molteplici: per uno sguardo d’insieme, relativo alla sola corteccia, si veda la figura 1.11. Edwards (2008) ha analizzato un database contenente 473 studi di neuroscienze della musica, intitolato Musical Brain Imaging, “Database di ricerca MusicBIRD”, osservando il numero di articoli scientifici (allora disponibili) che evidenziavano un effetto dell’expertise musicale sull’anatomia o sulle funzioni cerebrali. I risultati forniscono un’immagine grafica del ruolo primario svolto
Figura 1.10 Raffigurazione ritmica. Cambiando tipologia di simboli (per esempio semibrevi, minime, semiminime, semiminime puntate, semicrome, terzine di crome ecc.) si indica una diversa durata temporale dei suoni rispetto all’unità di misura (battuta di 4/4).
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dalle regioni temporali e frontali, ma anche di molte altre. Per quanto riguarda le aree sottocorticali, queste includevano:
• l’insula, coinvolta nella codifica emotiva e nella rappresentazione corporea; • il cingolato (implicato nella connotazione emotiva); • il corpo calloso;• il cervelletto e i gangli della base (nucleo caudato, putamen, globo pallido). I gangli della base sarebbero coinvolti sia nella regolazione del movimento sia nel sistema motivazionale dopaminergico. Sono risultati fortemente coinvolti anche l’amigdala – per l’elaborazione emotiva e della paura – l’ippocampo – centro del consolidamento della memoria a lungo termine – e il talamo e l’ipotalamo per la codifica multisensoriale.
Solco temporale superiore, giro
Corteccia uditiva
Giri di Heschl
Lobo temporale
Lobo occipitale
Giro sovramarginale
Corteccia somatosensoriale
Corteccia motoria primaria e corteccia premotoria
Area motoria supplementare
Corteccia motoria
Lobo parietale
Lobo orbitofrontale
Opercolo rolandico
Lobo frontale
0% 5% 10% 15% 20% 25% 30% 35% 40%
Figura 1.11 Percentuali di articoli scientifici aventi come oggetto una specifica regione cerebrale mo-dulata, nelle sue proprietà anatomiche e funzionali, dall’expertise o dagli studi musicali. I dati illustrati si riferiscono ai risultati dello studio di Edwards (2008).
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Alice Mado Proverbio
Neuroscienze cognitive della musicaIl cervello musicale tra arte e scienza
La predisposizione alla musica è codificata ge-neticamente? Quanto conta la pratica per lo svi-luppo delle abilità musicali? È possibile imparare a suonare o cantare in età avanzata? Qual è il segreto per non «steccare»? Perché si avverte l’impulso di muoversi a ritmo ascoltando un bra-no musicale? Perché una melodia in tonalità mi-nore sembra triste? La percezione della disso-nanza è culturale o innata? Quando un musicista improvvisa, cosa accade nel suo cervello?
Neuroscienze cognitive della musica esamina i diversi processi che si attivano, da un lato, du-rante l’esecuzione e la composizione musicale e, dall’altro, durante l’ascolto, mettendo in luce i principi del godimento estetico della musica. Tra i temi approfonditi: gli effetti della musica su mente e cervello, le basi neurali dell’immagina-zione musicale, il ruolo dei processi automatici e controllati nell’apprendimento della musica, l’im-portanza della memoria procedurale per la pre-stazione musicale, la lettura «a prima vista» dello spartito, gli effetti terapeutici del canto e della pratica musicale nella riabilitazione motoria e per il trattamento delle malattie neurodegenerative.
È un testo per studiosi di neuroscienze, edu-
catori e musicoterapeuti, musicisti e studiosi di musica. L’autrice segue lo sviluppo della mente musicale nell’arco della vita dell’essere umano, dal grembo materno fino all’età senile. Attraver-so studi sperimentali provenienti dai laboratori di tutto il mondo vengono sfatati miti e spiegati fenomeni: espressioni quali «avere orecchio», «buttare l’occhio», «la memoria della mano» trovano qui un’adeguata spiegazione scientifica.
Due le sezioni particolarmente innovative: una relativa al ruolo dei neuroni specchio au-diovisuomotori nell’apprendimento della musica, nell’affinamento dell’abilità esecutiva, nella capa-cità di coordinarsi con i cointerpreti e cogliere le intenzioni espressive del direttore d’orchestra; l’altra riservata alla Neuroestetica, disciplina che descrive i meccanismi neurali dell’esperien-za estetica musicale, offrendo una spiegazione scientifica a come la musica sia in grado di modi-ficare lo stato d’animo dell’ascoltatore e indurre emozioni specifiche, tanto da essere utilizzata a fini espressivi e narrativi in altri ambiti artistici quali, ad esempio, il cinema: alla neuroestetica della musica da film è dedicato appunto l’ultimo capitolo del libro.
Alice Mado Proverbio è professore associato di Psicobiologia e Psicologia fisiologica presso l’Università degli Studi di Milano Bicocca, dove insegna Neuroscienze cognitive e altri corsi nelle lauree triennali e in quelle magistrali.
Le risorse digitalionline.universita.zanichelli.it/proverbio A questo indirizzo sono disponibili le risorse digitali di complemento al libro.
Alice Mado Proverbio
Neuroscienze cognitive
della musica
NEUROSCIENZE
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Neuroscienze cognitive della musicaIl cervello musicale tra arte e scienza
NEUROSCIENZE
PROVERBIO*NEUROSC COGNITIVE MUSICA
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