Come si studiano le emozioni in specie che non possono raccontare ciò che provano? Un articolo da poco pubblicato su Science mostra come i modelli animali possano aiutare a identificare i meccanismi biologici con cui il cervello integra esperienze, contesto e segnali corporei per inferire pericoli e sicurezza
Le emozioni hanno un ruolo centrale nella nostra vita, tale a volte da essere il fulcro di condizioni patologiche: basta pensare a disturbi come quello dello stress post-traumatico, quelli d’ansia, o la depressione. Come possono altre specie, che ovviamente non sono in grado di raccontare a un ricercatore o ricercatrice ciò che provano, aiutarci a capire queste condizioni?
È questa, essenzialmente, la domanda che guida un articolo, più precisamente una perspective, da poco pubblicato su Science. Il titolo, The hidden logic of emotions, è in parte un apparente ossimoro, perché pone vicini i concetti di logica e di reazione emotiva. Ma, in parte, è anche una buona sintesi della risposta che propongono gli autori.
La fisiologia delle emozioni
Dal punto di vista storico, lo studio delle emozioni ha seguito strade diverse tra la nostra e le altre specie: a un essere umano si chiede di raccontarle, concentrandosi quindi sull’esperienza soggettiva. Con un animale di specie differente, con il quale questo non è possibile, l’attenzione va invece a meccanismi più facili da osservare e misurare, come la fuga, l’immobilizzazione di fronte a un pericolo o l’apprendimento dell’associazione tra uno stimolo e una conseguenza negativa.
Ma è possibile fare anche un’altra cosa: separare l’esperienza soggettiva dell’emozione dai meccanismi biologici che contribuiscono a produrla e regolarla. Oltre che studiare il comportamento, quindi, si possono studiare per esempio la frequenza cardiaca e respiratoria, l’attività neuronale, le risposte del sistema nervoso autonomo eccetera. Questo permette di farsi una domanda precisa: esistono meccanismi biologici condivisi tra noi e le altre specie attraverso i quali il cervello costruisce e regola gli stati emotivi?
Sotto questo aspetto, gli animali hanno effettivamente un ruolo importante. Perché se è vero che anche in un essere umano possiamo per esempio valutare come uno stimolo altera la frequenza cardiaca, non possiamo indagare altri aspetti, come indagare il ruolo causale di determinati circuiti cerebrali attivandoli o inibendoli, per poi verificare come cambia il comportamento. O anche seguire nel tempo l’attività neuronale per capire come nasce, persiste e si modifica uno stato emotivo.
Dalla reazione emotiva ai modelli interni
Non sono esempi di scarsa rilevanza, anzi. Prendiamo la possibilità di seguire uno stato emotivo nel tempo: gli autori dell’articolo, due ricercatori del RIKEN Center for Brain Science in Giappone, lo evidenziano con un esempio semplice. Immaginano che una persona venga morsa da un cane: si verificano prima delle reazioni immediate, poi si impara ad associare quello specifico cane a un pericolo. Ma a volte la rete di associazioni diventa più complessa, ed è per questa ragione che per esempio si può iniziare ad aver paura anche solo vedendo il proprietario di quel cane o la casa in cui abita: è il processo dell’inferenza su esperienze passate. Quest’ultima potrebbe avere un ruolo significativo in condizioni come il disturbo da stress post-traumatico, perché il cervello continua a inferire la presenza di un pericolo anche quando la situazione è cambiata o quando gli indizi di minaccia sono molto deboli.
L’emozione, argomentano quindi gli autori, non si esaurisce nella risposta immediata a uno stimolo: può configurarsi come uno stato che persiste anche dopo la scomparsa dell’evento che l’ha provocato, continuando a influenzare fisiologia e comportamento. È un aspetto cruciale, perché li porta a suggerire che tra la semplice reazione automatica e l’esperienza emotiva cosciente esisterebbe un livello intermedio, costituito da modelli interni che consentono di inferire il significato di un’esperienza o uno stimolo (perfino quando non vissuto direttamente). Sono modelli che nascono dall’integrazione tra esperienza passata, contesto, stato emotivo e segnali provenienti dal corpo.
E questo aspetto può essere osservato dal punto di vista biologico nei modelli animali. L’articolo cita come esempi diversi studi condotti nei roditori, che suggeriscono come la corteccia prefrontale mediale svolga un ruolo importante proprio nella costruzione di queste inferenze emotive integrando diverse informazioni (sulle minacce vissute realmente, sui segnali a esse collegate, sullo stato corporeo e sul comportamento in corso). Alcuni neuroni prefrontali trasmetterebbero inoltre all’amigdala informazioni relative alle minacce inferite in modo indiretto.
Meccanismi condivisi tra specie diverse
L’aspetto più interessante, però, è che almeno alcuni di questi meccanismi sono condivisi: le ricerche, infatti, ne hanno identificati di analoghi nei primati.
È in quest’ottica che gli autori propongono una ricerca comparativa per capire quali meccanismi siano conservati tra specie diverse, quali possano essere messi a confronto e quali siano invece specie-specifici. In questo modo si potrebbe superare la logica di ricerca più ristretta, che si focalizza sulle aree cerebrali coinvolte nella paura, per indagare in modo più articolato come si costruisce e usa una rappresentazione di ciò che un animale (potenzialmente incluso l’essere umano) considera pericoloso o sicuro. E farlo secondo un paradigma cross-species che «distingua l’apprendimento diretto dell’associazione tra uno stimolo e un esito e la generalizzazione sensoriale – processi che innescano risposte a stimoli simili alla minaccia originaria – dall’inferenza di una minaccia o di una condizione di sicurezza, misurando al tempo stesso la persistenza degli stati emotivi e la loro regolazione in funzione del contesto», come scrivono.
La prospettiva indicata dagli autori è quindi quella di una ricerca sempre più integrata tra specie e metodi diversi. Non perché i modelli animali vadano considerato una rappresentazione “semplificata” delle emozioni umane, ma perché permettono registrazioni dell’attività neuronale e interventi mirati sui circuiti possono aiutare a identificare i meccanismi con cui gli stati corporei e le esperienze passate influenzano l’inferenza di una minaccia o di una condizione di sicurezza. Questi risultati possono poi essere confrontati con quelli ottenuti nei primati e nell’essere umano attraverso studi comportamentali, misurazioni fisiologiche e tecniche di neuroimaging. L’obiettivo, sottolineano, è comprendere meglio i meccanismi alterati nei disturbi d’ansia e legati al trauma e, in prospettiva, individuare bersagli terapeutici più precisi.