1. Issues on Language
Evolution
MIRKO GRIMALDI
Salento University
Centro di Ricerca
Interdisciplinare sul Linguaggio
(CRIL – www.cril.unile.it)

2. Presupposti…




L’essere umano è l’unica specie che ha
sviluppato un sistema evoluto di comunicazione;
Le altre specie comunicano attraverso canti,
richiami, o gesti ritualizzati e ripetitivi;
L’uomo ha sviluppato un sistema linguistico con
cui esprimere un’infinita varietà di pensieri
separati e distinti in modi sempre nuovi
(creatività);
Questo incredibile “salto” evolutivo è ciò che
contraddistingue l’uomo dagli altri organismi
sulla terra.

3. Come è potuto succedere ciò?
Allo stato attuale ci sono due diverse risposte a
questa domanda:
1.
2.
Evoluzionista (darwinismo – neodarwinismo –
selezione naturale): emergere del linguaggio
attraverso un processo adattivo di qualche tipo,
cioè attraverso un processo di selezione ( Pinker,
Bloom, Plotkin, Bickerton);
Esaptazionista: abilità non derivate da un
adattamento evolutivo, ma emerse come un
prodotto derivato dal altri processi. Abilità, cioè,
nate più modestamente per altri scopi e poi
dirottate, per motivi ancora poco chiari, verso
funzioni cognitive superiori (Chomsky, Gould,
Lewontin, Fodor, Edelman).

4. Esempio di esaptazione
Le penne degli uccelli:


milioni di anni prima che si sviluppasse
l’abilità di volare avevano solo la funzione di
isolanti termici.
Da adattamento utile per conservare la
temperatura corporea vennero riutilizzate per
una nuova funzione, assumendo un nuovo
ruolo adattivo.
• Non possiamo ignorare la possibilità che le nostre
particolari capacità cognitive abbiano avuto la
stessa origine: da sottoprodotto di qualcosa a
funzioni cognitive uniche.

5. 
Cro-magnon: 40.000 anni fa circa arrivano in
Europa con comportamenti già moderni:


scultura, incisione, pittura, ornamento del corpo,
musica, notazione aritmetica, raffinata conoscenza di
diversi materiali, elaborati rituali funebri, minuta
decorazione di oggetti d’uso. Erano Homo sapiens.
Neanderthal: nessuna grossa differenza nella
grandezza del cervello (anche se la
conformazione del cranio era un po’ diversa):

ma non sviluppò quelle capacità che caratterizzarono
i sapiens. Forse fu proprio questo che provocò la loro
estinzione.

6. Quindi…


Fu quasi certamente la comparsa di processi
cognitivi simbolici ciò che diede agli esseri
umani moderni il vantaggio finale.
Esseri umani moderni per anatomia ma non per
comportamento mostrano che l’acquisizione di
capacità cognitive moderne non comportò
semplicemente l’aggiunta di un po’ di materiale
neuronale, ma piuttosto venne usato un cervello
esaptato che era stato dotato di una potenzialità
dimenticata per il pensiero simbolico. Ma cosa
provocò questa esaptazione resta ancora un
mistero……

7. Scoperte in Africa hanno rivelato che elementi del comportamento umano moderno
possono essere fatti risalire a molto prima di 40.000 anni fa, contrariamente alle
precedenti ipotesi basate sulla documentazione europea, anche se da quel
momento in poi iniziano ad avere una enorme diffusione.

8. Simbolismo: invenzione di metodi
per esprimere informazioni –
gioielli, arte, linguaggio, strumenti
– fu l’evento che fece da
spartiacque nell’evoluzione del
comportamento umano. Homo
Sapiens aveva sin dalle origini le
capacità di esprimere il pensiero
simbolico (195.000 anni fa). Solo
quando il simbolismo diviene la
base per l’organizzazione del
comportamento umano – reti di
scambi e alleanze – le sue
potenzialità
si
concretizzano
appieno.
Disastro ecologico: dai dati
genetici si ipotizza che 70.000
anni fa l’Homo Sapiens si
trovò di fronte a un grave crisi
climatica. Eruzione del monte
Toba a Sumatra provocò sei
anni di terribile inverno
vulcanico, seguiti da una
glaciazione durata 1000 anni.
Cooperare e condividere le
risorse al di là del proprio
gruppo
permise
di
sopravvivere meglio e così
trasmettere i propri geni alle
generazioni
successive.
Nacquero così le tribù?

9. Tecnologia armi da lancio:
innovazione delle armi da
lancio (45.000 – 35.000 anni
fa) permise agli esseri
umani di cacciare grandi
animali a una distanza di
sicurezza. Forte incentivo
alla cooperazione e al
successivo sviluppo di reti
sociali,
attraverso
cui
condividere le informazioni;
Aumento
demografico:
comportamento
moderno
che appare e scompare sino
a quando la popolazione
non raggiunge una massa
critica. Conflitti tra gruppi e
competizione per le risorse
fecero
emergere
il
comportamento simbolico e
favorirono
l’innovazione
tecnologica.
Invece
di
esaurirsi queste innovazioni
venivano
trasmesse
di
generazione in generazione.

10. Mutazione cerebrale: una
mutazione
genetica
forse
avvenuta circa 50.000 anni fa
ebbe l’effetto casuale di
riorganizzare i circuiti neurali
del
cervello
umano
rendendolo
capace
di
pensiero simbolico, compreso
il linguaggio. Gli individui
portatori di questa mutazione
godevano di un notevole
vantaggio sugli altri. IN breve li
suoerarono nella competizione
e li soppiantarono.
Grotta Chauvet, nell’Ardèche. I
più antichi graffiti, eseguiti in
ocra circa 35.000 anni fa.

11. Attività cognitiva e simbolismo

Processi simbolici:





Capacità di estrarre elementi della nostra esperienza
e di rappresentarli con simboli mentali distinti;
Per altre specie l’ambiente è come un continuo
anziché, come per noi, un luogo diviso in un numero
di elementi separati ai quali diamo nomi distinti;
Noi abbiamo la possibilità di ricreare il mondo
costantemente nella nostra mente;
Gli animali non reagiscono agli stimoli esterni in
questo modo complesso, solo noi possiamo
combinare e ricombinare mentalmente simboli e porci
domande del tipo …Che cosa succederebbe se…?
Con il solo ragionamento intuitivo si può fare molta
strada, ma solo con la mente simbolica si crea l’arte,
la tecnologia, ecc.

12. Ipotesi…
 Devono
essere
avvenute
delle
modificazioni del cervello che permettono
il controllo del linguaggio parlato:

ci vuole un cervello che ordini all’apparato
vocale di parlare e ci vuole un apparato
vocale che reagisca in modo appropriato alle
istruzioni.

13. Vediamo un po’…
 Bisognava
che all’origine ci fosse
un’abilità a nominare gli oggetti, azioni e
stati. Gli scimpanzè, infatti, possono
acquisire circa 150 parole e possono
modificarle.
 Agli scimpanzè però manca la capacità
neurale di modulare la voce in fonemi. Le
vocalizzazioni di questi animali possono
includere suoni come [m], [b], [p] e la
vocale tonica di but [′bt], ma, al contrario
di
un
qualsiasi
bambino
non
svilupperanno mai un sistema di suoni
produttivo.

14. La complessità del linguaggio…





Coinvolge >100 muscoli (più di ogni altra
attività umana);
È l’attività motoria ‘discreta’ più veloce che
l’essere umano può realizzare;
Frequenza di trasmissione: superiore a 20-30
segmenti fonetici/secondo (o 6-9 sillabe);
Richiede processi percettivi veloci;
Richiede un inusuale e complesso controllo
della respirazione, per produrre espressioni
lunghe in una singola espirazione;

15. ‘Fisiologia’ del linguaggio…
 Cambiamenti morfologici da cui derivarono:



L’andatura bipede;
Prensilità associata a un più raffinato uso del
tatto;
Base cranica di nuova foggia;
 Le
trasformazioni del cranio consentirono
l’abbassamento della laringe e la comparsa
di uno spazio sopralaringeo;
 Possibilità di articolazione diversificata dei
suoni.

16. La laringe di un adulto umano è più abbassata di
quella dei primati non umani.

17. Altre prospettive

18. Cosicché…



L’uomo è l’unico in grado di realizzare la vocale
[i].
Nelle altre specie il corpo della lingua è lungo e
relativamente piatto e riempie la cavità orale.
La laringe animale è collocata più in alto e si può
collegare alle vie nasali formando un unico
percorso con la cavità orale, perciò gli animali
possono simultaneamente bere e respirare (lo
stesso dicasi per i bambini che possono
succhiare il latte e respirare).

19. Per cui…
 Nell’uomo
la lingua si può muovere in
avanti, indietro, in alto e in basso,
producendo
repentini
ed
estremi
cambiamenti all’interno della cavità
sopralaringale rispetto al suo punto medio.
 I suoni che occorrono con più frequenza
nelle lingue del mondo, [i], [u],[a] possono
essere
realizzati
attraverso
una
discontinua articolazione della lingua nel
tratto sopralaringale rispetto al punto
medio.

20. [i]
Questa particolare configurazione anatomica dell’apparato fonatorio e la mobilità
della
lingua
permettono
l’articolazione dei suoni [] []
[]
[u]
[ɑ]

21. Implicazioni…
Queste vocali cardinali producono strutture
formantiche (F1-F2) altamente distintive (da
un punto di vista percettivo ) e sono i suoni
più comuni in tutte le lingue dle mondo.

22. Ma…
 E’
stata la nostra anatomia o il controllo
della nostra anatomia che ha reso le
vocalizzazioni così speciali?
 La laringe discende in modo temporaneo
durante la vocalizzazione in molti
mammiferi (cani, maiali, capre, scimmie;
Fitch 2000 Phonetica);
 Discende in modo permanente nei cervi
rossi, insieme a ulteriori abbassamenti
temporanei durante la vocalizzazione
(Fitch and Reby 2002);

23. Poi… specializzazione dei muscoli…
I muscoli degli organi dell’AP sono composti da fibre
particolari, che collegano la frequenza della velocità delle
contrazioni e la resistenza alla fatica
muscoli della mandibola e
del palato resistenti alla
fatica

24. Muscoli della lingua
e del velo
contengono fibre
che facilitano la
velocità e i
movimenti flessibili
per dare forme
diverse alla lingua in
diversi punti della
bocca

25. Le corde vocali
contengono delle
fibre che consentono
movimenti lenti ma
tonici, che possono
essere unici nel
processo di
specializzazione,
capaci di sostenere
precise contrazioni.
Anche resistenti alla
fatica

26. Tuttavia…
 Prima
che avvenisse l’abbassamento
della laringe doveva essere già presente
una qualche potenzialità neurale per
produrre volontariamente un linguaggio (si
possono sempre usare i gesti = linguaggio
dei sordo muti).
 Sappiamo che oltre all’area di Broca e di
Wernicke quando parliamo sono coinvolti
“sistemi neurali funzionali” che collegano
le attività svolte a differenti strutture
neuroanatomiche.

27. Popolazioni di neuroni anatomicamente nascoste all’interno di una particolare
struttura o regione del cervello possono creare “circuiti” che regolano differenti
aspetti del comportamento. Qui si vede che popolazioni di neuroni in differenti
aree corticali si proiettano nel putamen, e da lì indirettamente ad altre regioni
della corteccia, regolando il controllo motorio e differenti aspetti del processi
cognitivi superiori, includendo, per il linguaggio, i processi sintattici.

28. I gangli della base…

Nella fase di apprendimento del contrasto fonologico sia
di una prima che di una seconda lingua vengono
coinvolti anche i gangli basali (cfr. Ullman et al. 1997,
Pickett et al. 1998, Lieberman 2002).

I gangli basali sono situati ai due lati del sistema limbico
– un gruppo di strutture cellulari al centro del cervello –
che a sua volta si trova subito sopra il tronco encefalico.
Come il cervelletto, essi si occupano del controllo dei
movimenti, e in particolare dell'inizio dei movimenti. Pur
essendo funzionalmente alquanto diversi, i gangli basali
e le strutture principali del sistema limbico sono gli uni
accanto alle altre perché sono tutti interconnessi col
livello più alto del cervello (cfr. Prescott et al. 2003).

29. Continua…

Questi risultati porterebbero ulteriori conferme all'idea
che il cervello si sarebbe sviluppato creando, nel corso
dell'evoluzione, delle connessioni rientrati a più livelli.

Inoltre il fatto che a livello fonetico-fonologico vengano
coinvolte sia la corteccia sia le strutture più primitive
lascerebbe pensare a una evoluzione “graduale” del
linguaggio, grazie alla possibilità di riutilizzare organi ed
attività cerebrali originariamente impiegati per altre
attività.

La presenza attiva del sistema articolatorio-motorio ci
autorizza a pensare che i movimenti dell'apparato
fonatorio, a tutti i livelli e nelle diverse modalità, sono in
qualche modo memorizzati in più aree e organi del
cervello.

30. I gangli della base…

Il ruolo centrale dei gangli basali nei processi
linguistici suggeriscono un processo di
esaptazione.

Circuiti che collegano i gangli con la corteccia
continuano a regolare il controllo dei movimenti.
Gli stessi organi controllano l’attività cognitiva,
integrando in questi processi informazioni
sensoriali.

La capacità del linguaggio:

può essere derivata da un sistema neurale che ha
iniziato a produrre opportune risposte motorie in
seguito a cambiamenti ambientali.

31. Ci sono anche i geni…
 FOXP2
è un particolare tipo di proteina
che pare implicata nello sviluppo del
linguaggio.
 Una
“fissazione” nell’evoluzione dell’uomo
che è avvenuta all’incirca 200.000 anni fa,
quando gli esseri umani e gli scimpanzè si
separarono da un comune progenitore.

32. 
Le caratteristiche umane di FOXP2 e di FOXPO1 sono
simili a quelli degli uccelli canterini.

Gli uccelli canterini, come gli umani, ma non come gli
scimpanzé o i roditori, modificano, plasmano le loro
predisposizioni innate alla vocalizzazione (Teramitsu et
al., Journal of Neuroscience, 2004).

Durante lo sviluppo gli uccelli canterini, manifestano
tracce di FoxP2 ed FoxP1 nelle regioni del cervello che
sono coinvolte nei processi apprendimento / imitazione
vocale.
“FoxP1 e FoxP2 si manifestano nel cervello del feto umano e
sono fortemente simili a quelli degli uccelli canterini, anche come
localizzazione
cerebrale,
includendo
anche
strutture
sottocorticali che regolano la specializzazione delle funzioni
sensomotorie e quelle dei movimenti coordinati (Teramitsu et al,
p. 315).

33. Il gene FOXP2 nella famiglia KE
I membri della famiglia KE per tre generazioni hanno
manifestato un grave deficit del linguaggio (Lieberman
2003):
 Perdita di:






grammatica
speech
Intelligenza non verbale
Movimenti non verbali orali;
Cervello abnorme nelle regioni sottocorticali: proprio nel
nucleo caudato e in uno dei gangli basali.
Mutazione nel singolo gene FOXP2 (all’interno del
cromosoma 7 della regione 7q31).
NB a) KE è il solo caso conosciuto di ereditarietà di deficit del linguaggio
associato con un gene; b) l’anormalità di altri cromosomi (per esempio: 3, 16)
possono produrre deficit similari (per esempio, scarsa performance con la
ripetizione di non parole.

34. Sindrome di Unertan
Clinicamente definita come un caso molto
particolare di atassia cerebellare:

la sindrome di Uner Tan si manifesta con il
quadrupedalismo,
 un linguaggio assai ridotto, un grave ritardo mentale,
 una ridotta coscienza di sé,
 una postura normale ricurva e a testa china, anche
quando sono seduti.

A causa di un deficit congenito, incarnano il famoso
anello mancante. Humphrey, Skoyles e Keynes
nell’International Journal of Neuroscience del 2005
descrivono minuziosamente questa sindrome e
raccontano come, in uno sperduto villaggio turco,
vicino al confine con la Siria, nella provincia di
Iskenderun, città di Alessandro Magno, e sede di
mosaici che rivaleggiano con quelli di Ravenna, il
medico Uner Tan abbia scoperto il caso.


35. Sindrome di Unertan

Una coppia di lontani consanguinei ha avuto ben 19 figli,
cinque dei quali sono affetti da questa sindrome (quattro
femmine e un maschio).

Gli altri dodici erano tutti normali, ma due sono morti
precocemente. L'età varia dai 14 ai 36 anni. L'analisi
genetica dettagliata è in corso, ma si tratta senza dubbio
di un carattere genetico recessivo portato da un
cromosoma non sessuale.

L'analisi
a
risonanza
magnetica
mostra
un
rimpicciolimento della regione del cervelletto chiamata
vermis e una riduzione del corpo calloso.

36.  Punto di vista genetico:
 questa scoperta può grandemente contribuire a risolvere l'enigma
dell'evoluzione umana. Un gruppo turco-tedesco ha localizzato la mutazione sul
cromosoma «17p».
 Questi cinque soggetti si muovono speditamente appoggiando gran parte del
loro peso sui polsi, con le palme rivolte in avanti. Si noti che le scimmie si
appoggiano, invece, sulle nocche.
 Si tratta, quindi, si un tratto del tutto insolito. Inoltre, a differenza dei bimbi
piccoli che vanno a «quattro zampe», essi non camminano sui ginocchi, bensì
mantenendo le gambe distese.
 Con notevole sforzo, riescono a stare fermi in piedi, ma non a camminare sulle
sole gambe.
 Capiscono sufficientemente il curdo da poter comunicare con gli estranei, e tre
di loro capiscono anche un po' di turco, ma è difficile comprendere quello che
dicono, la loro sintassi è assai misera e il vocabolario limitato (circa cento
vocaboli).

37. Unertan
Si capiscono solo tra di loro e con i loro genitori. Non sanno
ripetere gran parte delle parole per loro nuove, non sanno
rispondere nemmeno alle domande più semplici (in che
Paese vivi?), e non sanno piegare in due un foglio di carta.
• La loro «coscienza» di dove sono, di chi sono e di cosa
succede intorno a loro pare essere assai ridotta (secondo
Uner Tan, ma il team inglese dice che interagiscono con
cortesia e reagiscono adeguatamente alle situazioni nuove,
per esempio un viaggio in autobus fino all'ospedale).
• Tan si accinge a cercare attivamente altri casi simili, mentre
gli studiosi inglesi insinuano che le circostanze biologiche e
sociali di questo caso sono talmente uniche che potrebbe per
sempre rimanere isolato e irriproducibile.
•

38. I neuroni specchio…

Rizzolatti et al. (1995) hanno individuato in un’area del cervello delle
scimmie, omologa all’area di Broca, una popolazione di neuroni che
vengono attivati non solo quando le scimmie eseguono una classe
di azioni, ma anche quando vedono compiere azioni simili da altre
scimmie o dall’uomo: tali neuroni sono stati ribattezzati col nome di
neuroni specchio.

Studi più recenti, come quello di Kohler et al. (2002), hanno notato
che i neuroni specchio agiscono anche come sistema audiomotorio:
infatti, sempre all'interno della stessa popolazione, 63 neuroni si
sono attivati sia quando la scimmia ha eseguito una determinata
azione, sia quando essa ha udito dei suoni che erano associati
all’azione eseguita.

Sembra plausibile pensare che i neuroni specchio possiedono due
funzioni: una è quella di reagire alla vista, o al suono di alcune
azioni che hanno un significato, l'altra è rappresentata dalla loro
attivazione durante l’esecuzione delle stesse azioni.
Per la precisione, su una popolazione di 532 neuroni 92 sono stati
visti attivi in entrambe le fasi, di osservazione e di esecuzione
dell’azione.

39. 
altri studi dello stesso gruppo di ricerca hanno individuato i neuroni
specchio anche nell'uomo. I neuroni specchio permetterebbero
quindi di replicare (o reduplicare) azioni che qualcun altro sta
eseguendo: in questo modo l'azione viene decodificata e
interpretata, e soprattutto viene distinta da un'altra, permettendoci di
usare le informazioni acquisite per agire in modo appropriato al
contesto (cfr. Arbib 2003b).

In sostanza, noi possiamo riconoscere e interpretare le azioni (in
senso lato) fatte da altri perché nella nostra corteccia premotoria,
durante l'osservazione, viene attivata una popolazione di neuroni
che reduplica (simula) il gesto avvenuto nella realtà. In altri termini i
neuroni specchio consentono una rappresentazione interna, una
simulazione incarnata di un determinato evento reale, sia di natura
linguistica o di tipo socio-comportamentale, “mappando le azioni
osservate sugli stessi circuiti nervosi che ne controllano
l’esecuzione attiva” (Gallese 2003: 36).

Potremmo dire che i neuroni specchio hanno la funzione di canale
comunicativo, secondo il classico modello della comunicazione di
Jakobson; costituiscono, cioè, il mezzo attraverso cui passa
l'informazione necessaria condivisa da parlante e ascoltatore.

40. Apertura del ventaglio corticale nel
corso delle fasi dell’evoluzione
posturale.
La
volta
cranica
corrisponde
nell’uomo
alla
superficie effettiva dell’encefalo. Il
fenomeno di evoluzione cerebrale
più
completo
è
costituito
dall’aumento di superficie della
corteccia nelle regioni frontoparietali medie.
Il confronto fra la posizione delle
aree
preposte
al
linguaggio
nell’essere umano (a sinistra) e
quella delle aree in cui in altri primati
(a destra) sono stati individuati i
neuroni specchio fa ripensare i
meccanismi che hanno fatto sorgere
le facoltà linguistiche nei nostri
antenati.

41. 
Secondo Rizzolatti e colleghi, infatti, negli esseri umani
l'area di Broca si è evoluta da un meccanismo di base,
che originariamente non aveva nulla a che fare con la
comunicazione.

Tuttavia la capacità del sistema dei neuroni specchio di
generare e riconoscere una serie di azioni potrebbe aver
fornito le basi evolutive per sviluppare un canale in cui
un'espressione significa grosso modo la stessa cosa per
il parlante e per l'ascoltatore.

Se l’ipotesi dei neuroni specchio è valida, allora i concetti
non sorgono, come credono alcuni, nella mente solitaria
di un individuo, ma grazie all’interpretazione e alla
comunicazione con altri. Alcuni elementi fondamentali
della nostra mente si sviluppano soltanto grazie all’uso
comunicativo del linguaggio.

42. Linguaggio e coscienza


Secondo le ricerche di Edelman i cambiamenti
neurali all’origine del linguaggio sono gli stessi
che fanno emergere la coscienza di ordine
superiore (CS): il passaggio critico verso la CS
dipese dalla emergenza evolutiva degli schemi
di connessione rientranti tra le strutture corticali
e sottocorticali deputate alla categorizzazione
fonologica e al ricordo dei suoni linguistici e le
aree del cervello responsabili della formazione
dei concetti.
Prima che il linguaggio sia presente, i concetti
dipendono dalla capacità del cervello di costruire
universali in una rappresentazione di ordine
superiore dell’attività delle mappe motorie e
percettive.

43. In sintesi

Evoluzione aree corticali / Evoluzione genetica

Evoluzione motoria

Modificazioni anatomiche

Evoluzione delle capacità cognitive

Evoluzione della “coscienza”, del sé

Emergere di un sistema di segni