Uno studio coordinato dall’Istituto Italiano di Tecnologia suggerisce che il cervello dei bambini è in grado di riconoscere la musica già a partire dai tre mesi di età, mentre i movimenti spontanei in risposta alla musica emergono intorno al primo anno di vita e la capacità di sincronizzare i movimenti con il ritmo si sviluppa solo successivamente
I ricercatori dell’Istituto Italiano di Tecnologia (IIT) a Roma hanno scoperto che la musica inizia a influenzare il modo in cui ci muoviamo già nel corso del primo anno di vita. Lo studio, pubblicato in precedenza come Reviewed Preprint su eLife e disponibile da oggi nella sua versione definitiva (Version of Record), offre nuove conoscenze su come il cervello in via di sviluppo trasformi progressivamente la musica in movimenti spontanei. I risultati suggeriscono che, sebbene il cervello sia in grado di riconoscere la musica già nei primi mesi di vita, i movimenti spontanei in risposta alla musica aumentano solo verso la fine del primo anno, mentre la capacità di coordinare tali movimenti con il ritmo musicale si sviluppa ancora più tardi.
Il lavoro è stato coordinato da Giacomo Novembre, Principal Investigator del Neuroscience of Perception and Action Lab, presso il Center for Life Nano- & Neuro-Science dell’IIT a Roma, e ha visto la partecipazione come prima autrice di Trinh Nguyen, ricercatrice affiliata presso il Neuroscience of Perception and Action Lab dell’Istituto Italiano di Tecnologia (IIT) di Roma e Senior Research Fellow dell’Università di Vienna, in Austria.
La musicalità – ossia la nostra predisposizione a percepire, apprezzare e produrre musica – è sempre più riconosciuta come una caratteristica fondamentale della natura umana. Alla base della musicalità vi è il nostro coinvolgimento con la musica, che può essere suddiviso in due componenti dello sviluppo neurocognitivo: una componente sensoriale, ovvero la capacità di percepire e riconoscere la musica, e una componente motoria, cioè la capacità di muoversi a tempo con la musica. Tuttavia, quando e come queste capacità si sviluppino durante la prima infanzia è ancora in gran parte sconosciuto.
«Questa lacuna è dovuta in parte al fatto che pochissimi studi hanno analizzato contemporaneamente l’attività cerebrale e i movimenti spontanei in risposta alla musica», spiega la prima autrice Trinh Nguyen, che per tre anni ha lavorato presso il Neuroscience of Perception and Action Lab dell’Istituto Italiano di Tecnologia (IIT) di Roma e oggi è Senior Research Fellow dell’Università di Vienna, in Austria. «Studiare insieme le componenti sensoriali e motorie della musicalità nei bambini ci permette di comprendere meglio come impariamo a trasformare la percezione della musica in movimento.»
Per colmare questa lacuna, Nguyen e colleghi hanno fatto ascoltare brani musicali a 79 bambini di tre, sei e dodici mesi di età, registrando contemporaneamente l’attività cerebrale tramite elettroencefalografia (EEG) e misurando i loro movimenti per analizzare rispettivamente le risposte neurali uditive e motorie. Gli stimoli musicali comprendevano ritornelli strumentali di canzoni per bambini (indicati semplicemente come “musica”), versioni degli stessi brani con la sequenza delle note rimescolata (“musica rimescolata”) e versioni con tonalità più alta o più bassa, poiché l’altezza del suono potrebbe influenzare il coinvolgimento uditivo-motorio nella prima infanzia.
Confrontando le risposte EEG evocate dalla “musica” con quelle evocati dalla “musica rimescolata”, i ricercatori hanno osservato che tutti i gruppi di età mostravano una risposta uditiva più intensa verso i ritornelli (“musica”), anziché la musica rimescolata, indicando che l’elaborazione musicale inizia molto precocemente nello sviluppo. Secondo i ricercatori, ciò dipende dal fatto che la struttura musicale – alterata nella versione rimescolata – è fondamentale per attirare l’attenzione dei bambini verso eventi prevedibili.
Successivamente, il gruppo di ricerca ha stimato e confrontato i movimenti spontanei dei bambini in risposta ai diversi tipi di musica utilizzando un sistema automatizzato di tracciamento video basato sul software open source DeepLabCut. Applicando una tecnica di riduzione della dimensionalità del movimento nello spazio, chiamata analisi delle componenti principali (Principal Component Analysis, PCA), i ricercatori hanno classificato i movimenti in dieci categorie principali: oscillazione avanti-indietro del tronco, oscillazione laterale, proto-battito delle mani, estensione delle gambe, movimento verticale del tronco, movimento circolare delle braccia, estensione dei piedi, movimento ondulatorio dell’intero corpo, scivolamento dei piedi e movimento circolare dei piedi.
L’analisi statistica ha evidenziato un’interazione significativa tra il tipo di musica e l’età dei bambini, mostrando che soltanto i bambini di dodici mesi esibivano una maggiore quantità di movimenti in risposta alla “musica” rispetto alla “musica rimescolata” in tutte le categorie di movimento. Analizzando più nel dettaglio questi comportamenti, il team ha osservato che la risposta riguardava prevalentemente la parte superiore del corpo e gli arti superiori, in particolare oscillazioni avanti-indietro, oscillazioni laterali, proto-battito delle mani, movimenti verticali del tronco e movimenti circolari delle braccia.
Al contrario, i bambini di tre e sei mesi non mostravano differenze significative nella quantità di movimenti in risposta alla “musica” rispetto alla “musica rimescolata” in nessuna delle categorie analizzate. Analogamente, non sono emerse differenze tra le risposte ai brani con tonalità alta e bassa in nessuna fascia di età.
«Durante il primo anno di vita, i bambini sembrano muovere costantemente la parte inferiore del corpo, aumentando gradualmente la capacità di eseguire movimenti più complessi della parte superiore e dell’intero corpo quando sono seduti, come abbiamo osservato nei bambini di dodici mesi», spiega Nguyen. «Riteniamo che questa crescente complessità sia collegata alla progressiva maturazione della via uditiva dorsale del cervello, un circuito neurale che studi precedenti hanno indicato come fondamentale per la sincronizzazione ritmica e la percezione del battito musicale.»
Un altro risultato importante è che i ricercatori non hanno trovato alcuna evidenza che i bambini delle età in esame (dai 3 ai 12 mesi) coordinino i propri movimenti con il ritmo della musica. Questo suggerisce che il controllo motorio umano si affina gradualmente: dapprima il sistema nervoso acquisisce la capacità di controllare singoli gruppi muscolari, mentre la capacità di coordinare movimenti complessi dell’intero corpo si sviluppa solo dopo il primo anno di età.
«Abbiamo dimostrato che, analogamente all’elaborazione uditiva della musica, anche il movimento in risposta alla musica emerge precocemente nello sviluppo», conclude Giacomo Novembre, Principal Investigator del Neuroscience of Perception and Action Lab dell’Istituto Italiano di Tecnologia. «Questo potrebbe riflettere una predisposizione biologica, o comunque molto precoce, che in seguito darà origine a comportamenti simili alla danza, sebbene queste risposte motorie siano ancora immature prima dei dodici mesi di età. Il nostro studio offre le prime indicazioni su come il cervello in via di sviluppo trasformi progressivamente la musica in movimenti spontanei. Saranno ora necessarie ulteriori ricerche per estendere la caratterizzazione dei movimenti indotti dalla musica oltre il primo anno di vita e comprendere meglio quale sia il loro ruolo funzionale, ancora in larga parte misterioso.»
La ricerca è stata supportata da finanziamenti dell’European Research Council (ERC), di cui Giacomo Novembre è titolare, e nasce nell’ambito del programma Flagship Brain and Machines dell’Istituto Italiano di Tecnologia. Trinh Nguyen e Roberta Bianco hanno inoltre ricevuto il sostegno delle Marie Skłodowska-Curie Actions di Horizon Europe.
Link alla pubblicazione online (reviewed preprint): https://elifesciences.org/reviewed-preprints/107088
