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Introduzione

Dalle profondità dell’antichità, la musica ha occupato un posto privilegiato in tutte le culture; questa forma più universale di linguaggio è un fenomeno complesso e difficile da descrivere. Nel libro di Darwin L’origine dell’uomo e la selezione in relazione al sesso (1871), l’autore affronta l’enigmatica origine della musica nell’evoluzione umana senza giungere ad alcuna conclusione. Esprime il suo stupore e la sua perplessità sulla funzione biologica della musica all’interno della nostra specie come segue: “deve essere classificata tra le più misteriose di cui è dotato”. La musica nasce come una capacità innata che precede il linguaggio parlato. Infatti, i bambini sono sensibili alle melodie e ai ritmi ancor prima di nascere. Crescendo, impariamo che la musica è un elemento fondamentale della nostra cultura che favorisce un particolare stile di comunicazione e di interazione sociale, così come la capacità di esprimere emozioni.1-3 Come per le funzioni linguistiche verbali, l’elaborazione della musica richiede una struttura di reti neuronali specifiche, poiché recenti evidenze indicano che l’elaborazione musicale è diversa da altri processi cognitivi. Infatti, le menomazioni selettive nell’elaborazione musicale mostrano che le reti neuronali coinvolte nella musica sono indipendenti dalle altre reti responsabili dell’elaborazione del parlato e dei suoni ambientali.4-8 Negli ultimi anni, ci sono stati importanti progressi nella nostra comprensione dei processi cerebrali coinvolti nella musica. Questi progressi hanno permesso ai ricercatori di progettare modelli cognitivi basati sui risultati delle neuroscienze.9

Modello di cognizione musicale

Quando ascoltiamo la musica, si attivano una serie di processi fondamentali, come il riconoscimento della melodia, la memoria musicale, il riconoscimento dei testi, lo stato emotivo e molti altri. L’integrazione di tutti questi processi contemporaneamente è dovuta a un complesso meccanismo di elaborazione cerebrale in cui partecipano più circuiti neurali simultaneamente e/o successivamente. Modelli teorici basati su prove scientifiche sono necessari se vogliamo identificare i compiti coinvolti nell’elaborazione musicale e comprendere le potenziali interazioni tra di essi.

Peretz e Coltheart hanno progettato un modello di architettura funzionale per l’elaborazione musicale utilizzando studi su pazienti con danni cerebrali.10 Secondo questo modello, basato sulla percezione di melodie monofoniche (a voce singola), la ricezione della musica è organizzata da 2 sistemi che lavorano indipendentemente allo stesso tempo. Quello chiamato sistema melodico (MS) è responsabile dell’elaborazione della melodia, mentre l’altro, noto come sistema temporale (TS), è responsabile dell’elaborazione del tempo musicale, come suggerisce il nome. Il MS è responsabile dell’elaborazione di tutte le informazioni sulla melodia, e discrimina anche tra 2 componenti cruciali: i toni (ogni nota nella melodia) e gli intervalli o differenza tra i toni (distanza tra di loro e se il cambiamento è ascendente o discendente). L’elaborazione della melodia o elaborazione del contorno melodico richiede l’integrazione di tutte le componenti all’interno di un meccanismo di percezione globale. Ricerche recenti hanno dimostrato che l’elaborazione melodica avviene nel giro temporale superiore destro attraverso le sue connessioni con le aree frontali omolaterali.11 Inoltre, il TS è responsabile della collocazione temporale della melodia definita dal MS attraverso 2 processi: ritmo (durata della nota) e metro musicale (numero di battute primarie e secondarie per unità di tempo, o firma temporale). Il TS è infine integrato in un meccanismo di percezione globale.12 Inoltre, l’elaborazione del ritmo può essere alterata senza che il metro ne risenta e viceversa, come sarà descritto in una sezione successiva.

Entrambi i sistemi lavorano insieme, quindi un cervello danneggiato può perdere selettivamente la comprensione del ‘come’ (MS) o del ‘quando’ (TS) nella sua percezione della musica. Entrambe le reti (MS e TS) inviano informazioni al lessico musicale in modo da creare il repertorio musicale (MR), o collezione di opere musicali conosciute. Il lessico musicale include la MR e contiene la rappresentazione percettiva di tutti i pezzi e le opere musicali a cui siamo stati esposti nella nostra vita. Il lessico musicale include anche la memoria musicale, che memorizza tutti i nuovi brani e opere musicali in modo che sia le melodie familiari che quelle non familiari possano essere riconosciute. Pertanto, quando il lessico musicale è danneggiato, il soggetto non può riconoscere melodie familiari o registrarne di nuove. L’output del lessico musicale avviene spontaneamente o dopo aver ricevuto uno stimolo e viene trasmesso a un certo numero di componenti diverse a seconda di ciò che è richiesto: (a) attivazione del lessico fonologico (input e output) per recuperare i testi; (b) pianificazione fonologica e dell’articolazione per preparare il processo di canto; (c) attivazione delle funzioni motorie per la produzione musicale, e (d) attivazione delle memorie associative multimodali per recuperare informazioni non musicali (titolo di un brano musicale, contesto di un concerto, sentimenti evocati da una melodia). Per quanto riguarda l’ultimo requisito (d), i moduli percettivi sono collegati ai percorsi emozionali insieme ai processi di memoria, ma indipendentemente da essi. Questo permette a un ascoltatore di riconoscere un brano musicale e di provare emozioni. L’elaborazione emotiva è indipendente dall’analisi non emotiva della musica, e può quindi essere danneggiata selettivamente.10 Recenti studi di neuroimaging funzionale con tomografia a emissione di positroni (PET) e risonanza magnetica funzionale (fMRI) stanno fornendo una convalida scientifica al modello teorico proposto da Peretz e Coltheart.13-15

In conclusione, la compromissione di una qualsiasi di queste connessioni spiegherebbe le difficoltà di integrazione dei processi musicali nei pazienti con danni cerebrali. Senza questi pilastri fondamentali, la melodia, l’armonia, la scala e altre caratteristiche musicali non possono essere percepite, proprio come i testi senza parole, sillabe o lettere non possono essere compresi nel contesto del linguaggio.

Definizione e tipi di amusia

Amusia è un termine generico per una sindrome nota anche come agnosia musicale causata da un danno a uno o più processi di base nella percezione musicale. Il termine ‘amusia’ fu coniato da Steinhals nel 1871 come termine generale per l’incapacità di percepire la musica.16-18 Più tardi, seguendo le orme di Kussmaul, Lichtheim e Wernicke, il medico e anatomista tedesco Knoblauch propose un modello diagrammatico della musica (1888/1890), che oggi è considerato il primo modello cognitivo per l’elaborazione della musica.19 L’amusia può essere acquisita o congenita.

L’amusia acquisita si verifica a causa di lesioni cerebrali. A seconda della sua localizzazione, la lesione può modificare più funzioni musicali (per esempio, espressione, percezione, esecuzione, ritmo, lettura e scrittura), motivo per cui i ricercatori hanno descritto i numerosi tipi clinici di amusia elencati di seguito. Non conosciamo l’incidenza dell’amusia acquisita. Una revisione della letteratura tra il 1965 e il 2010 rivela diversi casi pubblicati di amusia acquisita con sintomi e localizzazioni anatomiche molto diverse (Tabelle 1 e 2).18,20-30

L’amusia congenita appare alla nascita ed è anche conosciuta come “sordità tonale” poiché quasi tutti questi pazienti presentano deficit di elaborazione del tono. Secondo alcuni studi, l’amusia congenita sembra essere presente nel 5% della popolazione.31 Studi su gemelli e parenti diretti di pazienti con amusia congenita hanno anche mostrato deficit nell’elaborazione del tono, suggerendo che questo disturbo è ereditario e associato a variazioni strutturali nei lobi frontali e temporali.32-35

Come per le classificazioni delle afasie, i tentativi di classificare le amusie hanno generato controversie e dato origine a una lunga lista di etichette diagnostiche. Un altro fattore che complica il processo di creazione di un sistema affidabile per classificare l’amusia è che le amusie sono considerate disturbi rari e la maggior parte delle descrizioni cliniche e patologiche sono basate su casi isolati. In un tentativo di classificare la sindrome, Arthur L. Benton identificò più di una dozzina di tipi diversi di amusia, tra cui l’amusia ricettiva ed espressiva.36 Secondo le attuali classificazioni cliniche, l’amusia motoria si riferisce alla perdita della capacità di cantare, fischiare o canticchiare; l’amusia sensoriale (sordità tonale), la perdita della capacità di discriminare le altezze; l’amnesia musicale, la perdita della capacità di riconoscere brani musicali conosciuti; l’aprassia musicale o amusia strumentale, la perdita della capacità di suonare uno strumento; l’agrafia musicale, l’incapacità di scrivere musica; e l’alessia musicale, l’incapacità di leggere musica.

Ricordiamo che i pazienti con amusia (congenita o acquisita) hanno difficoltà a capire la musica, anche se il loro sistema uditivo e le altre funzioni cognitive rimangono intatte, non sono presenti disturbi neurologici associati e la loro esposizione ambientale alla musica è sufficiente.11 Tuttavia, l’evidenza dimostra che la perdita delle abilità musicali non è necessariamente legata alla perdita delle funzioni verbali, come si può osservare in pazienti che conservano le loro abilità musicali nonostante abbiano perso la capacità di produrre il linguaggio parlato (afasia). Un esempio di tale fenomeno è il caso affascinante del compositore russo Vissarion Y. Shebalin (1902-1963). Questo caso è stato studiato in modo esaustivo da Alexander R. Luria et al.37 e pubblicato con il titolo “Afasia in un compositore”. Sorprendentemente, dopo aver subito un ictus con associate complicazioni di afasia di Wernicke e afasia gergale, egli fu in grado di comporre la sua quinta sinfonia e quindi di dimostrare che le sue capacità musicali erano completamente intatte. Tuttavia, altri pazienti che hanno subito danni cerebrali conservano la capacità di riconoscere testi di canzoni conosciute, poesie, voci familiari e suoni ambientali, ma sono incapaci di riconoscere la musica che li accompagna.38 Inoltre, altri casi combinano l’amusia con l’afasia, come è accaduto al compositore francese Maurice Ravel (1875-1937). Ravel perse alcune abilità musicali nel contesto dello sviluppo dell’afasia primaria progressiva di Wernicke, dell’aprassia ideomotoria, dell’alessia e dell’agrafia. Anche se il compositore fu reso incapace di cantare, suonare il piano, scrivere e leggere la musica, poteva riconoscere le melodie e rispondere ad esse a livello emotivo. Ravel non era in grado di esprimere e scrivere la musica creata dal suo cervello, ed essa rimaneva imprigionata nella sua mente. Dopo aver assistito a un concerto e aver ascoltato le sue stesse opere musicali, esclamò con frustrazione: “Et puis, j’avais encore tant de musique dans la tête” (E mi era rimasta così tanta musica nella testa!).30

I soggetti con ‘sordità tonale’ non discriminano tra le direzioni tonali (un passo essenziale nella creazione di un contorno melodico). Non possono riconoscere melodie familiari o cantare intonate, e non possono identificare musicisti che sono stonati; tutte le melodie suonano simili a loro. Non sono in grado di vedere il senso della musica. Come affermò lo stesso Sigmund Freud, “non capisco la musica e i suoi effetti estetici”.16 Pertanto, la ‘sordità al tono’ può essere considerata l’opposto dell’intonazione assoluta o perfetta (la capacità di identificare toni diversi senza il beneficio di un riferimento esterno come risultato di una straordinaria memoria uditiva). Sono stati descritti anche casi di sordità ritmica senza sordità tonale (“agnosia ritmica”). Tuttavia, questa condizione è poco comune, poiché il ritmo coinvolge molte aree del cervello.39 In generale, i soggetti con amusia congenita, e la maggior parte dei casi di amusia acquisita, tendono a presentare deficit di elaborazione del tono musicale. Tuttavia, la compromissione del ritmo colpisce solo alcuni di questi casi.30,40,41 I pazienti con sordità tonale o amusia recettiva completa di solito non godono della musica, poiché non possono percepirla come tale. La musica può anche essere sgradevole per questi pazienti, che possono sviluppare strategie per evitare eventi musicali di qualsiasi tipo (non frequentano concerti o ascoltano musica in privato). Dopo aver ascoltato il Concerto per pianoforte e orchestra n. 2 di Rachmaninoff, un paziente con amusia congenita e sordità tonale dichiarò: “È furioso e assordante”.42 I pazienti affetti da amusia riferiscono di percepire la musica come stridente, gracchiante, esplosiva e simile al suono di pentole e padelle sbattute insieme. È stato suggerito che i pazienti con grave amusia possono presentare, oltre alla sordità tonale, un’alterazione dell’elaborazione del timbro, o il “colore” di un suono. Questa proprietà è indipendente dall’altezza del suono e può essere illustrata come la differenza di suono quando la stessa nota è suonata su un pianoforte e su un violino. Per questa ragione, l’amusia grave è anche chiamata ‘distimbria’.29,39,43

Correlati anatomici dell’elaborazione musicale

I risultati di recenti ricerche sul cervello musicale indicano che associare le funzioni musicali all’emisfero destro e quelle linguistiche all’emisfero sinistro è errato e semplicistico.

Casi documentati di amusia mostrano che non tutti i deficit musicali sono localizzati nell’emisfero destro (Fig. 1). Sappiamo anche che l’elaborazione musicale differisce tra i soggetti e che i musicisti professionisti e i non-musicisti elaborano la musica in modi diversi, poiché utilizzano diverse aree del cervello. Mentre entrambi gli emisferi si completano a vicenda nel compito di percepire sia il sistema melodico che quello temporale, l’emisfero destro gioca un ruolo più importante nella percezione generale, specialmente nei non musicisti destrimani. La corteccia uditiva primaria destra (area 41 di Brodmann) e la corteccia uditiva secondaria (BA 42) sono fondamentali per la percezione della musica. Pertanto, un’anomalia congenita o acquisita nella corteccia uditiva destra predice una significativa compromissione musicale.4,44 Un recente studio su pazienti destrimani con infarto dell’arteria cerebrale media destra e sinistra ha dimostrato che quelli con danni all’emisfero destro avevano un’amusia più grave dei pazienti amusici con danni all’emisfero sinistro.45 Tuttavia, la specializzazione musicale tra i musicisti professionisti destrimani coinvolge più aree dell’emisfero sinistro, promuovendo l’interconnessione tra i due emisferi e stabilendo funzioni più specifiche e concrete. Studi di neuroimaging in musicisti professionisti hanno dimostrato l’importanza dell’emisfero sinistro durante i compiti musicali che richiedono un’elaborazione più analitica.46,47

Figura 1.

Localizzazioni anatomiche e deficit significativi in casi di amusia acquisita RM assiale (MRIcron: x 91, y 126, z 83).

(0.27MB).

Le conoscenze recenti sulle strutture coinvolte nell’elaborazione musicale si basano principalmente sullo studio delle correlazioni tra le aree interessate e i deficit musicali identificati in casi pubblicati (Fig. 1). Con l’aiuto delle nuove tecnologie e della ricerca, le nostre conoscenze stanno progredendo significativamente.48

Nel 1865, Bouillaud49 descrisse la prima serie di pazienti con danni cerebrali e perdita delle abilità musicali. Henschen pubblicò la prima monografia sull’amusia nel 1920.50 Nel 1962, Milner studiò le funzioni musicali in un gruppo di pazienti con epilessia intrattabile sottoposti a lobectomia temporale. Peretz51 studiò pazienti sottoposti a corticectomia temporale destra e sinistra. Hanno concluso che l’emisfero destro è responsabile della melodia e del contorno melodico in termini generali, mentre l’emisfero sinistro ha il compito più specifico di codificare ogni nota e intervallo in quel contorno melodico. Tuttavia, non c’è una chiara associazione tra il ritmo e un emisfero specifico; il ritmo viene elaborato in più aree e sono stati riscontrati danni al ritmo in pazienti con danni cerebrali sia sul lato destro che su quello sinistro.52

Per quanto riguarda la memoria musicale, alcuni studi hanno rivelato che il processo di apprendimento e conservazione di melodie non familiari coinvolge l’emisfero destro, mentre il processo di riconoscimento di melodie familiari sembra dipendere maggiormente dall’emisfero sinistro.53,54

Secondo studi volumetrici di MRI, i pazienti con amusia congenita presentano meno materia bianca dei soggetti sani, specialmente nel BA 47/44 del giro frontale inferiore destro (rIFG). La riduzione del volume della materia bianca è stata correlata a risultati anormali nei test per l’individuazione di note fuori tono in una frase musicale e nella memoria dell’altezza melodica nella Batteria di Valutazione dell’Amusia di Montreal (MBEA).55 Recenti studi di fMRI hanno dimostrato la mancanza di attivazione del RIFG nei pazienti con amusia.56 Altri studi PET57-59 hanno anche rivelato l’attivazione del RIFG in soggetti sani durante compiti che coinvolgono la memoria musicale. Queste aree probabilmente partecipano all’elaborazione dell’altezza attraverso connessioni frontotemporali con la corteccia uditiva destra del lobo temporale. Queste connessioni sono sottosviluppate nei soggetti amusici. Al contrario, questi studi hanno trovato che i pazienti amusici avevano più materia grigia nella stessa regione della rIFG (BA 47) rispetto ai soggetti sani. L’aumento della materia grigia nel rIFG può essere dovuto a un’alterazione della migrazione neuronale simile a quelle descritte nell’epilessia e nella dislessia dello sviluppo. Tuttavia, è più ragionevole supporre che la percezione musicale compromessa sia dovuta a un volume ridotto di materia bianca piuttosto che a un aumento dello spessore della materia grigia. Come accennato in precedenza, l’anormale rIFG trovata in pazienti congenitamente amusia è probabilmente legata a condizioni genetiche60 coinvolte nello sviluppo della migrazione neuronale precoce attraverso connessioni frontotemporali,21-24 poiché sia il lobo frontale che quello temporale sono necessari per l’elaborazione della musica. Pertanto, l’amusia può apparire quando uno o entrambi i lobi, o le connessioni frontotemporali, hanno subito danni unilaterali o bilaterali. D’altra parte, anche se i ricercatori non hanno ancora trovato anomalie morfologiche nella materia bianca e grigia della corteccia temporale uditiva destra in soggetti amusici congeniti, non possiamo escludere questa possibilità.55-61

Valutazione cognitiva e riabilitazione per l’amusia

Contrariamente a quanto pensava Knoblauch, l’amusia non colpisce solo i musicisti professionisti.16 Nella nostra esperienza, i soggetti amusici senza conoscenze musicali difficilmente riferiscono la loro condizione poiché non hanno conoscenze musicali sufficienti per percepire i propri deficit. D’altra parte, i musicisti professionisti e gli amanti della musica sono rapidi nell’identificare qualsiasi deficit musicale. Se l’amusia fosse studiata sistematicamente come il linguaggio e le funzioni cognitive, i ricercatori probabilmente confermerebbero che l’amusia è molto più frequente di quanto la letteratura suggerisca. Pertanto, le valutazioni standardizzate devono essere impiegate se vogliamo approfondire la nostra conoscenza delle abilità musicali.

Il MBEA62 è stato progettato nel 1987 come strumento per valutare i pazienti amusici. La percezione musicale e la memoria musicale sono le funzioni musicali più comunemente studiate. Il MBEA comprende 6 test che permettono ai ricercatori di valutare la percezione del contorno melodico, gli intervalli, le scale musicali, il ritmo, il metro musicale e la memoria musicale. Ogni test include 30 frasi musicali non familiari. Strumenti di valutazione meno conosciuti sono quello sviluppato da Wertheim e Botez nel 1959, che prevedeva l’adattamento del test al livello musicale pre-sintomatico del paziente dopo aver prima classificato le abilità musicali dei soggetti;63 il profilo attitudinale musicale di Gordon;64 e le misure di abilità musicali di Bentley.65

Negli ultimi anni, i ricercatori hanno mostrato un crescente interesse nel comprendere i potenziali legami tra amusia e deterioramento cognitivo in aree come la memoria, la capacità visuospaziale, l’attenzione, ecc. Un recente studio sull’amusia acquisita in pazienti con infarto dell’arteria cerebrale media destra ha mostrato che i pazienti amusici ottengono punteggi più bassi nei test di memoria, attenzione e flessibilità cognitiva rispetto ai soggetti non amusici.66

D’altra parte, è ragionevole pensare che la percezione del contorno melodico nei pazienti amusici possa influenzare anche l’intonazione (prosodia) del discorso.67 Tuttavia, alcuni studi mostrano che sono all’opera 2 processi percettivi: uno per l’intonazione del canto e un altro per quella del discorso. Patel sostiene che la “sordità al contorno melodico” non è esclusiva della musica, poiché colpisce anche il linguaggio parlato.68 Altri studi hanno dimostrato che la percezione musicale dipende dagli stessi processi cognitivi necessari per l’elaborazione spaziale. I ricercatori hanno descritto casi di pazienti amusici con disturbi spaziali, che si credeva fossero legati a una scarsa rappresentazione mentale degli intervalli di tonalità.69

Sentiamo spesso soggetti non udenti dire: “Non posso suonare la musica perché il mio orecchio non è buono, ma la amo”. Queste persone non sono in grado di cantare in modo intonato e non possono dire quando gli altri sono fuori tono, ma amano la musica. La nostra opinione è che non dovrebbero essere considerati amusici nel senso stretto del termine. Tali individui sono probabilmente privi di educazione musicale o di esposizione alla musica. Anche se le loro abilità musicali rimangono intatte, sono inattivi. In alternativa, questi individui possono essere considerati affetti da una forma “tollerante” di amusia, che può migliorare con l’aiuto di una formazione musicale diretta. Gli insegnanti di musica spesso migliorano le abilità musicali dei loro studenti, poiché l’orecchio per la musica può diventare più affinato70 attraverso la ripetizione di specifici compiti musicali che discriminano altezze, accordi, intervalli, ritmi, tonalità e melodie. Questi compiti sono attivati quando suoniamo uno strumento o assistiamo a un concerto, per esempio. Inoltre, studi di neuroimaging hanno trovato neuroplasticità nelle vie musicali. Questo fenomeno è legato ad una più ampia esperienza musicale, acquisita suonando o ascoltando musica costantemente (neuroplasticità basata sull’esperienza).71-73 Ecco perché alcuni autori suggeriscono che l’organizzazione neuronale nei soggetti con amusia congenita non è solo endogena, ma anche legata alla limitata esposizione alla musica. I soggetti con amusia sono meno propensi ad ascoltare la musica perché non porta alcun piacere. Pertanto, evitare l’esposizione alla musica a lungo termine può portare a una diminuzione della plasticità delle connessioni frontotemporali (apprendimento del non uso). È fondamentale utilizzare il neuroimaging per studiare la neuroplasticità delle reti musicali durante compiti musicali diretti. Questo può portare alla scoperta di tecniche di riabilitazione per i pazienti amusici. Nel 2008, Weill-Chounlamountry et al.74 hanno sviluppato la prima terapia di riabilitazione per l’amusia. Il loro paziente aveva subito un infarto cerebrale che ha causato una sordità tonale compromettendo la sua discriminazione dell’altezza e quindi della melodia, ma che non ha influenzato il suo senso del ritmo. I ricercatori hanno impiegato un programma al computer che ha somministrato metodi di riabilitazione selettiva concentrandosi esclusivamente sulla discriminazione melodica. Questa tecnica ha migliorato i risultati del paziente nei test MBEA post-terapia. Inoltre, la musica gioca un ruolo importante nella correzione di altri deficit cognitivi (terapia dell’intonazione melodica in pazienti con afasia).75,76

Conclusioni

Anche se diverse aree del cervello sono coinvolte nell’elaborazione della musica, sono necessari più studi per ottenere una migliore comprensione dei correlati anatomici. Anche se possediamo un ampio corpo di conoscenze sul linguaggio e le sue corrispondenti aree del cervello, la specificità emisferica nella musica e le regioni del cervello coinvolte in ciascuna delle componenti della musica (tono, ritmo, timbro, melodia, memoria musicale) rimangono in gran parte enigmatiche. I test di neuroimaging (fMRI, PET, MEG) in pazienti amusici e in soggetti con deficit in processi musicali specifici aggiungeranno alla nostra conoscenza delle reti musicali e perfezioneranno i modelli dei correlati anatomici e funzionali. L’amusia congenita e acquisita può essere più frequente di quanto la letteratura suggerisca. La scarsità di strumenti per la diagnosi neuropsicologica e la mancanza di consapevolezza dei pazienti della loro amusia può presumibilmente spiegare i bassi tassi di rilevamento di questi disturbi.

Finanziamento

Questo studio non ha ricevuto alcun sostegno finanziario pubblico o privato.

Conflitto di interesse

Gli autori non hanno alcun conflitto di interesse da dichiarare.

Si tratta di una serie di studi condotti da un gruppo di esperti.