gli esseri Umani Sono Animali, Troppo: Un Tour di Biologia Cognitiva

Per un tempo molto lungo, ci sono stati due principali campi di comportamento animale e animale cognizione: exclusivists, che si concentrano sulle differenze tra animali ed esseri umani, e inclusivists, che si concentrano su somiglianze tra gli esseri umani e il resto del regno animale., Questo lungo dibattito va indietro di millenni, con filosofi come Aristotele e Cartesio, sostenendo che gli esseri umani sono gli unici animali capaci di ordine superiore cognizione di come il pensiero razionale e la lingua, e altrettanto illustri pensatori come Voltaire, Charles Darwin, e David Hume, sostenendo che si è auto-evidente “che bestie sono dotare con il pensiero e la ragione dell’uomo.”

A cavallo del ponte tra biologia evolutiva e scienza cognitiva, Università di Vienna cognitive biologist W., Tecumseh Fitch ha dimostrato che studiare i nostri parenti animali più lontani è vitale per comprendere la cognizione umana.

“Il messaggio principale che voglio trasmettervi oggi è che, in un certo senso, entrambe queste parti sono corrette”, ha sottolineato Fitch durante il suo discorso alla Convention Internazionale di Scienze psicologiche 2017 a Vienna. “E da un punto di vista biologico moderno, abbiamo davvero bisogno di trasformare queste idee sulla loro testa e riconoscere un fatto biologico molto semplice: è una verità, ma anche le persone sono animali.,”

A Biology of Shared Fundamentals

La base della biologia umana contiene un’immensa quantità di fondamenti condivisi: ogni essere vivente, dai batteri ai narcisi, condivide il nostro codice genetico di base, e la nostra struttura del sistema nervoso è condivisa con animali di ordine inferiore come mosche e vermi e parenti più stretti come i bonobo. Ma naturalmente ogni specie è unica.

Nel campo della biologia cognitiva di Fitch, i ricercatori tentano di stabilire connessioni tra la biologia evolutiva di base (ad esempio, Darwin) e le scienze cognitive (ad esempio, Noam Chomsky e B. F. Skinner)., Ma la biologia cognitiva non è lo stesso campo della psicologia evolutiva, chiarisce Fitch. Mentre la psicologia evolutiva si concentra sulla mente umana nel periodo evolutivo relativamente breve degli ultimi 6 milioni di anni, la biologia cognitiva adotta un approccio più espansivo che risale molto prima nell’evoluzione umana.

Insieme a questo approccio altamente comparativo, i biologi cognitivi suddividono tratti complessi, come il linguaggio o la musica, in più componenti di base, alcuni dei quali possono essere condivisi tra esseri umani e altri animali, e alcuni che possono essere unici per una particolare specie., I biologi cognitivi chiamano questo approccio” divide et impera ” o multicomponente, ha spiegato Fitch. Sulla base della presenza o dell’assenza di questi componenti, possiamo mappare un albero filogenetico che consente ai ricercatori di ricostruire il passato evolutivo di particolari capacità cognitive.

Omologhi e analoghi

Gli esseri umani condividono molti tratti con i nostri parenti più stretti, le grandi scimmie. Condividiamo grandi cervelli, grandi dimensioni del corpo, lunghe vite e infanzie prolungate perché anche il nostro antenato comune, che non era uno scimpanzé o un gorilla o un essere umano, aveva queste caratteristiche., Questo processo evolutivo è chiamato omologia: diverse specie condividono un insieme di tratti comuni perché sono stati ereditati da un antenato comune. La bellezza dell’omologia, ha detto Fitch, è che possiamo usarla per ricostruire il passato guardando le specie viventi.

Al contrario è il processo di evoluzione convergente, in cui diverse specie adattano indipendentemente caratteristiche simili. Ad esempio, gli esseri umani e gli uccelli sono entrambi bipedi, ma non perché abbiamo condiviso un antenato comune a due zampe. Gli esseri umani e gli uccelli si sono adattati a camminare su due gambe per motivi diversi in diversi punti nel tempo.,

Fitch ha anche sottolineato che l’evoluzione è spesso tortuosa piuttosto che lineare, con adattamenti che sorgono e scompaiono più volte in una singola specie data. Ad esempio, la maggior parte degli esseri umani e alcuni altri primati sono tricromati — possediamo la visione dei colori grazie a tre diversi tipi di cellule a cono nei nostri occhi. La maggior parte degli altri mammiferi, d’altra parte, sono dicromati privi di visione dei colori. Se esaminassimo solo i mammiferi, sembrerebbe che la tricromia sia un adattamento altamente avanzato che gli esseri umani condividono con poche altre specie altamente evolute., Ma ampliare la rete comparativa al di là dei mammiferi mostra che gli uccelli non solo hanno tricromazia, ma in realtà possiedono quattro diversi coni — tetracromazia, ha spiegato.

Pesci, rettili e anfibi hanno anche tetracromazia, suggerendo che che l’antenato comune di tutti i vertebrati viventi era in realtà tetracromatica, e che nel corso del tempo i mammiferi hanno perso l’adattamento della visione a colori. Da qualche parte lungo la strada, i primati — almeno alcuni di noi — hanno riacquistato una sorta di visione parziale dei colori, ha detto Fitch.,

L’uso degli strumenti è un altro adattamento che si è evoluto più volte in diversi cladi di animali. Gli scimpanzé, i nostri parenti viventi più vicini, usano gli strumenti per pescare le termiti e rompere le noci aperte. Sei milioni di anni fa, anche il nostro antenato comune con gli scimpanzé probabilmente usava strumenti semplici per eseguire compiti simili. Attraverso l’omologia, possiamo immaginare le capacità cognitive dei nostri antenati estinti.

Ma i primati non sono gli unici animali in grado di utilizzare gli strumenti. I corvi della Nuova Caledonia usano oggetti dritti affilati nel loro ambiente per scavare larve difficili da raggiungere dai tronchi degli alberi., I ricercatori dell’Università di Oxford hanno scoperto che in laboratorio, questi corvi faranno i propri strumenti piegando pezzi di filo in forme uncinate per scavare il cibo dai contenitori.

“Questi sono animali molto intelligenti, e hanno la capacità di risolvere compiti e di andare oltre qualunque siano le loro predisposizioni biologiche nello stesso modo in cui possiamo come esseri umani. È così che possiamo guidare auto e fare trapani elettrici”, ha detto Fitch.,

Naturalmente, Fitch ha aggiunto, il nostro antenato comune con i corvi non era probabilmente un utente di strumenti, ma questo adattamento analogo ci consente di iniziare a fare domande importanti: perché l’uso degli strumenti si evolve? E perché si è evoluto in tutti questi tempi diversi, e in tutti questi modi diversi, attraverso organismi così distinti?

Segnali, sintassi e semantica

Insieme all’uso degli strumenti, gli esseri umani condividono molte abilità cognitive con altre specie, inclusa la formazione di ricordi, categorie, emozioni di base come rabbia, pianificazione e definizione degli obiettivi e apprendimento delle regole., Questi tipi di concetti non verbali di base probabilmente predicato linguaggio da molti milioni di anni di evoluzione. A differenza dell’uso degli strumenti, il linguaggio sembra essere un tratto che solo gli umani possiedono. Tuttavia, la maggior parte delle parti componenti del linguaggio sono condivisi con altre specie, Fitch ha detto.

“La differenza principale che abbiamo dalle altre specie non è che abbiamo qualcosa a cui pensare, ma che possiamo comunicare ciò a cui pensiamo”, ha detto.

Anche se alcuni scimpanzé e bonobo hanno imparato a firmare o comunicare con una tastiera, nessuno ha mai imparato a dire “ciao” o a cantare “Buon compleanno.,”Questo non perché gli scimpanzé non siano intelligenti o non siano in grado di imitare, ma perché hanno una capacità molto limitata di controllare le loro vocalizzazioni e imitare i suoni dai loro ambienti.

Un’ipotesi di lunga data per l’incapacità dei primati di parlare è che loro (e altri animali) non hanno la laringe discendente che gli umani possiedono. La maggior parte delle informazioni sulle laringi animali, tuttavia, proviene da dissezioni di animali morti. Come postdoc, Fitch si interessò al modo in cui gli animali viventi comunicano., Finora, tutti i mammiferi che ha esaminato abbassano la laringe in una posizione simile a quella umana mentre fanno forti vocalizzazioni; quando un cane abbaia, la laringe si ritrae solo per il momento della corteccia e poi si rialza.

“Ciò che è insolito in noi non è che abbiamo una laringe discendente, solo che è giù tutto il tempo”, ha spiegato Fitch.

Questa ricerca suggerisce che non è l’anatomia vocale che è cruciale per il linguaggio, ma piuttosto qualcosa nel cervello., Un’ipotesi di lunga data è che la maggior parte dei mammiferi ha solo connessioni indirette dalla loro corteccia motoria ai neuroni che controllano il tratto vocale, la laringe e la lingua. Anche gli esseri umani hanno quelle connessioni neurali, ma hanno anche connessioni dirette dalla corteccia motoria ai motoneuroni che controllano la laringe. Questa è la chiave che dà agli umani il controllo sui nostri tratti vocali che gli scimpanzé mancano.,

Tuttavia, gli umani non sono gli unici animali in grado di apprendere vocalizzazioni complesse; l’apprendimento vocale si è evoluto indipendentemente in pipistrelli, elefanti, foche, cetacei e diversi cladi di uccelli. Studiando i correlati neurali dell’apprendimento vocale in un’ampia varietà di specie, i ricercatori possono testare questa ipotesi di connessioni neurali dirette. Finora, gli studi hanno esaminato due cladi di uccelli – uccelli canori e pappagalli-e in entrambi i casi, l’ipotesi ha retto., Gli uccelli con capacità di apprendimento vocale hanno queste connessioni dirette, mentre gli uccelli che non sono studenti vocali, come colombe o polli, non lo fanno.

“La mia conclusione generale qui è che prendendo una prospettiva comparativa molto ampia su una vasta gamma di specie diverse, questo ci dà davvero un potente strumento per sviluppare ipotesi e anche per testare quelle ipotesi”, ha spiegato Fitch. “Possiamo testare ipotesi evolutive sia meccanicistiche che funzionali.,”

Sintassi: Il cuore del linguaggio

Approfondendo il tema della comunicazione, Fitch ha affermato che la sintassi, l’insieme di regole che determina il significato di una frase, è davvero al centro del linguaggio. Al di là della parola parlata, gli esseri umani sono in grado di utilizzare il linguaggio in molte forme: la lingua dei segni e la scrittura, per esempio, sono possibili a causa della nostra capacità di utilizzare la sintassi avanzata. Le scimmie potrebbero non essere in grado di parlare, ma possono imparare ed esprimere centinaia di parole attraverso segni o tastiere., Nonostante la padronanza di un ampio vocabolario, tuttavia, il livello di sintassi che ottengono è approssimativamente quello di un bambino di 2 anni-fondamentalmente, hanno la capacità di mettere insieme due parole. Anche se è un livello molto limitato di sintassi, è ancora sintassi, quindi c’è qualcosa in comune con il linguaggio umano.

Gli esseri umani non interpretano il linguaggio come solo una stringa di parole in una sequenza; fondamentalmente, siamo in grado di interpretare queste sequenze come aventi una struttura gerarchica di ordine superiore., Fitch e colleghi stanno cercando di determinare quali componenti linguistiche possiedono diversi organismi esaminando la loro capacità di apprendere strutture grammaticali semplici rispetto a quelle più complesse.

Finora, esperimenti comparativi hanno dimostrato che questa capacità di usare la sintassi gerarchica può essere unica per gli esseri umani. In una serie di esperimenti, i ricercatori hanno tentato di insegnare la grammatica gerarchica a due diverse specie di uccelli: piccioni e keas. I Keas sono un tipo di pappagallo originario della Nuova Zelanda e sono noti per essere estremamente intelligenti., Piuttosto che utilizzare registrazioni del discorso, i ricercatori hanno addestrato gli uccelli a riconoscere diversi modelli visivi di forme astratte. Anche i piccioni-non gli uccelli più intelligenti-sono stati in grado di padroneggiare i semplici schemi sequenziali, ma anche se hanno subito settimane di allenamento intensivo, entrambi i gruppi di uccelli non sono riusciti a imparare la grammatica più complessa.,

” Quindi, dove questo ci lascia in questo momento è: molte specie diverse hanno dimostrato di fare grammatiche a stati molto finiti grammatiche sequenziali più semplici, ma in questo momento, l’unica buona prova di andare oltre la grammatica gerarchica è per gli esseri umani”, ha detto Fitch.

Cosa permette esattamente agli esseri umani di fare questo salto linguistico? Fitch sospetta che gli esseri umani abbiano sviluppato una propensione cognitiva per inferire strutture ad albero da sequenze difficili o impossibili per altri animali., Secondo la sua ipotesi di dendrophilia, l’attitudine unica degli umani con la sintassi deriva dall’interpretazione automatica delle sequenze in blocchi gerarchici ramificati. Per arrivare a questo livello successivo di grammatica, gli umani potrebbero aver evoluto un’ulteriore forma di memoria astratta che ci consente di tenere traccia delle frasi anche dopo che sono finite, ha suggerito Fitch. Per consentire questo nuovo adattamento, i cervelli umani potrebbero aver rinforzato le strutture neutre necessarie per elaborare il linguaggio., Fitch ha sottolineato che l’area di Broca è sette volte più grande negli esseri umani rispetto agli scimpanzé, rendendolo l’area più espansa del cervello umano rispetto agli scimpanzé che conosciamo. Inoltre, è molto più interconnesso con altre strutture cerebrali negli esseri umani che in altri primati.

“Per me, la possibilità più eccitante è di nuovo nella sintassi”, ha concluso Fitch. “Condividiamo molto, ma una differenza relativamente piccola in termini di architettura del cervello ha fatto una grande differenza nelle capacità cognitive.”

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