Fondamenti per una nuova scienza dello sviluppo (articolo di Meltzoff)

Lo sviluppo umano è supportato da un evidente paradosso, cioè l’uomo nasce immaturo (ad esempio un asino ci impiega un minuto ad imparare a camminare, un umano invece ci impiega un anno) -> i bambini alla nascita NON sanno parlare, camminare, usare strumenti, mettersi nel punto di vista altrui. Questa immaturità ha un costo altissimo per il neonato e i suoi genitori. Ma in realtà questa immaturità ha un VALORE -> Infatti il ritardo nella maturazione e nella crescita cerebrale:
- È funzionale allo sviluppo di architetture neurali che supportano un successivo sviluppo più complesso
- Consente all’esperienza con l’ambiente fisico e sociale di esercitare un ruolo cruciale, ruolo che sarebbe precluso da un sistema predeterminato e predefinito.
Less is more: ciò che apparentemente è uno svantaggio in realtà è un’opportunità di adattarsi alle circostanze -> il sistema umano è così molto più complesso rispetto a quello delle altre specie.
Che cosa caratterizza l’enorme apprendimento durante l’infanzia? Studi interdisciplinari (in psicologia, neuroscienze, informatica ed educazione) hanno fatto emergere 3 principi, che contribuiscono alla fondazione di una nuova scienza dello sviluppo. Questi 3 principi sono poi particolarmente utili per spiegare l’apprendimento molto rapido dei bambini di due competenze: il linguaggio e la comprensione sociale.

I tre principi della nuova scienza dello sviluppo secondo Meltzoff sono dunque:
1) Lo sviluppo è computazionale: si riferisce al fatto che i bambini fin dalla nascita hanno una capacità elevatissima di cogliere le regolarità presenti nell’ambiente che li circonda, le quali sono una ricca fonte di informazioni. Si tratta di regolarità statistiche, cioè eventi che molto frequentemente co-occorrono (si verificano insieme), quindi non è detto che sempre accadano insieme, ma è altamente probabile (è sufficiente che una data combinazione di input sia più probabile di un’altra nell’ambiente percettivo). I bambini sono in grado quindi di cogliere la struttura e l’ordine presente nell’ambiente circostante, anzi amano l’ordine (ad esempio nell’asilo nido le giornate si susseguono sempre nello stesso modo). È molto importante che gli eventi nella loro quotidianità sino ben organizzati e strutturati, perché così sono tranquilli e possono prevedere gli eventi che accadranno -> è anche per questo motivo che ai bambini piacciono molto le routine (se viene meno la routine dell’ora del sonnellino, il bambino poi fa fatica ad addormentarsi). Come acquisiscono queste regolarità, come le colgono? In maniera implicita, senza training diretto, senza rinforzo e senza supervisione -> è un apprendimento automatico e implicito. Questo meccanismo si applica a molti domini diversi. Prima di tutto è stato studiato nel dominio linguistico. Quando il bambino apprende il linguaggio, il problema più grande è capire come si segmentano le parole nel flusso linguistico (quando si sente una lingua nuova non si riescono a distinguere i limiti tra le parole). Come fa il bambino a capire quando finisce una parole e ne comincia un’altra? Sfrutta il fatto che ciascuna lingua presenta regolarità statistiche, che costituiscono un indizio molto importante per segmentare il flusso linguistico (esempio: in italiano quasi tutte le parole terminano con una vocale -> il bambino esposto alla lingua italiana utilizza questa regolarità come indizio per captare i limiti tra le parole -> esempio: solitamentechiara può essere inteso in 3 modi, e in tutti e 3 le parole finiscono con la vocale —> “solitamente Chiara va a scuola in autobus”, “solitamente chi ara lavora molto”, “la solita mente chiara di Luca gli ha fatto risolvere il problema”). Però la capacità di cogliere regolarità statistiche non si applica solo al dominio del linguaggio, ma è dominio generale. Lo statistical learning è presente sia negli adulti, sia negli animali, sia, come si è detto nei neonati. È stato riscontrato sia in stimoli uditivi (verbali e non verbali) sia in stimoli visivi (spaziali, temporali, spazio-temporali).
Definizione di statistical learning: lo statistical learning è l’apprendimento delle relazioni statistiche tra gli elementi di una sequenza. Esso è un apprendimento implicito di tipo non associativo (cioè non serve un rinforzo, ma basta la ripetizione della regolarità), non è neanche procedurale (cioè non servono abilità motorie).
Le sue caratteristiche sono:
- È automatico
- Non richiede specifiche istruzioni, ma avviene grazie alla sola esposizione di sequenze di stimoli
- Ha basi neurali sotto corticali (cervelletto, ippocampo, nucleo striato)
- Prestazioni simili tra adulti e animali
- Prestazioni simili tra adulti e bambini
-> è una capacità molto precoce sia a livello ontogenetico che filogenetico.

Esempio: si fanno vedere 2 sequenze di figure geometriche a bambini anche molto piccoli (2-5-8 mesi), una delle quali presenta regolarità, mentre l’altra no -> i bambini presentano una preferenza per la sequenza con regolarità (in cui le figure si susseguivano a coppie -> al quadrato seguiva sempre la croce, alla croce sempre il quadrato, all’esagono sempre il triangolo) rispetto a quella casuale. Molti adulti a cui viene presentato lo stesso compito non riescono a capire quale sia la regolarità di fondo, ma capiscono comunque che la prima sequenza è regolare e la seconda casuale. Sono stati fatti esperimenti anche con le parole, in cui le sequenze sono costituite da sillabe.
Quindi in conclusione cosa vuol dire che lo sviluppo è computazionale? L’apprendimento esplicito, in particolare nel corso dello sviluppo, è solo la punta dell’iceberg, mentre gran parte degli apprendimenti avvengono in maniera implicita, semplicemente per il fatto che il bambino è esposto continuamente a una certa struttura di eventi (ciò avviene sia nel linguaggio, sia nell’apprendimento di sequenze di azione, sia nell’apprendimento della letto-scrittura). Oggi di fatto si pensa che difficoltà nell’apprendimento implicito siano predittive di alcune traiettorie di sviluppo atipico (esempio: dislessia).

2) Lo sviluppo è sociale: vuol dire che tutte le info sociali (cioè che passano attraverso le interazioni sociali) sono riconosciute dal nostro sistema cognitivo come prioritarie, hanno cioè un accesso privilegiato. Questo è importantissimo anche per gli adulti, dato che il nostro cervello non può elaborare tutte le info che ci circondano, ma le deve filtrare. Come agiscono questi filtri? In particolare durante lo sviluppo questi filtri danno priorità alle informazioni veicolate dall’interazione sociale (se qualcuno parla gli si presta più attenzione rispetto ad altri suoni / se qualcuno guarda da una parte vuol dire che ciò che sta guardando è importante). Come è stato dimostrato sperimentalmente che lo sviluppo è sociale? In un esperimento di Meltzoff sono stati testati bambini tra 16-22 mesi nella loro capacità di utilizzare uno strumento mai utilizzato prima (rastrello) per avvicinare un oggetto. A un primo gruppo di bambini viene semplicemente consegnato il rastrello senza nessun altro tipo di info. A un secondo gruppo di bambini viene consegnato il rastrello e gli viene data anche la possibilità di vedere un adulto che usa il rastrello per toccare un oggetto (ma non per avvicinarlo). A un terzo gruppo viene consegnato il rastrello e fatto vedere un adulto che usa il rastrello per avvicinare un oggetto -> solo il gruppo 3 è poi in grado di usare il rastrello in questo modo -> il bambino osserva e poi imita il comportamento dell’adulto, immagazzinando questo tipo di conoscenza per utilizzarla a suoi scopi. In un altro esperimento Patricia Kuhl ha studiato la capacità di bambini di apprendere una seconda lingua a 9 mesi. A un gruppo viene permesso di interagire in modo naturale con un parlante cinese. Un secondo gruppo può osservare un filmato in cui il cinese dice la stessa cosa, ma senza interazione diretta. A un terzo gruppo viene presentato solo l’audio in cinese, senza video -> i bambini esposti all’interazione diretta sono poi in grado di distinguere alcuni fonemi cinesi. L’esposizione al filmato o all’audio non ha questo effetto -> ciò mostra ancora una volta come l’apprendimento avviene tramite interazione sociale -> il linguaggio viene appreso all’interno di un ambiente sociale.
Altri studi dimostrano che quando di fronte al bambino viene posizionato un robot che interagisce in modo casuale con il bambino, il bambino non segue per nulla i suoi movimenti; se invece il robot agisce in maniera sintonizzata con il bambino (c’è una relazione tra i loro movimenti), il bambino risponde ai movimenti del robot (se il robot indica qualcosa il bambino guarda in quella direzione) -> se il robot si comporta come un agente sociale, il bambino lo segue, se invece si comporta in modo casuale il bambino non lo segue.
Studi sugli uccelli mostrano che vi sono degli ormoni che permettono che le informazioni sociali siano maggiormente consolidate.
In un altro esperimento i bambini vedevano una scena in cui un personaggio cerca di salire una collina ma non ci riesce. Un personaggio prosociale lo aiuta a salire, mentre uno antisociale lo ostacola. I bambini, quando devono scegliere tra i due personaggi, preferiscono quello prosociale. 

Quindi si può dire che vi sono 3 abilità sociali fondamentali per lo sviluppo umano (molto rare negli animali), che sono: imitazione, attenzione condivisa e comprensione empatica.

IMITAZIONE: l’imitazione è un altro veicolo importantissimo per l’apprendimento e lo sviluppo, e anche questo è implicito, oltre che essere molto rapido, dato che moltiplica le occasioni per apprendere. È presente anche negli adulti. L’imitazione è anche molto più efficace dell’apprendimento per prove ed errori (piuttosto che trovare io la soluzione dopo lunghe prove, devo solo osservare qualcuno e fare mia l’informazione che colgo). I bambini, tramite l’imitazione, possono utilizzare informazioni in terza persona (che derivano dall’osservazione dell’altro) per creare conoscenze in prima persona. Il fine ultimo degli studi sull’imitazione sarebbe quello di costruire robot che possano apprendere come i bambini, tramite osservazione e imitazione. I moderni approcci computazionali si suddividono in approcci diretti e approcci goal-based. Gli approcci diretti consistono nell’imparare un’azione in input che riproduce esattamente il comportamento osservato. Gli approcci goal-based, più recenti e meno esplorati, consistono nell’inferire l’obiettivo del comportamento osservato e successivamente produrre azioni che permettano di raggiungere questi obiettivi.
ATTENZIONE CONDIVISA: l’attenzione a uno stesso oggetto o evento fornisce un terreno comune per la comunicazione e l’apprendimento. Una componente molto precoce dell’attenzione condivisa è il gaze following -> bambini mi primi 6 mesi di vita guardano più spesso nella direzione in cui si volta la testa di un adulto. A 9 mesi sono in grado di seguire i movimenti di un robot, ma solo se questo interagisce in modo non casuale (vedi esperimento robot). Dai 12 mesi in poi se una persona con gli occhi aperti gira lo sguardo ad uno di due oggetti equidistanti, il bambino rivolge anche lui lo sguardo verso quell’oggetto, ma non se l’adulto produce lo stesso movimento del capo con gli occhi chiusi.
EMPATIA ED EMOZIONI SOCIALI: la capacità di provare e regolare emozioni è importantissima per comprendere l’intelligenza umana ed è diventata una fertile area di ricerca. Anche i bambini mostrano primitivi segni di empatia: quando un adulto fa vedere di essersi fatto male a un dito e piange, bambini sotto i 3 anni cercano di confortarlo, a volte offrendogli una benda o un orsacchiotto. Lo stesso accade con robot sociali che “piangono”.

3) Lo sviluppo si basa su meccanismi che connettono azione e percezione: Tradizionalmente si è sempre separato tra percezione e azione –> il sistema motorio agisce e le cortecce sensoriali percepiscono. Oggi invece si sa che questi due sistemi sono strettamente interconnessi (i bambini agiscono perché percepiscono qualcosa). Circa 20 anni fa sono stati anche scoperti i neuroni specchio -> neuroni della corteccia pre-motoria si attivano sia quando un individuo osserva un’azione, sia quando quello stesso individuo effettua l’azione -> le stesse cellule si attivano sia quando osservo sia quando agisco. Su questa base sono stati anche letti in modo diversi gli studi sull’imitazione. In un esperimento di Meltzoff venivano prodotti dei movimenti orofacciali e il bambino appena nato imitava gli stessi movimenti -> il bambino solo guardando quell’azione è in grado di riprodurla (trasforma un’ azione percepita in un’azione prodotta da lui stessa). In un altro esperimento Meltzoff prende un bicchiere, lo rovescia e lo schiaccia davanti a una bambina che non ha mai visto questa azione. Poi porge il bicchiere alla bambina ed effettua esattamente la stessa azione, imitando quella di Meltzoff.
Secondo Meltzoff i processi di imitazione che connettono percezione e azione sono alla base dei processi di sviluppo.