Il cervello coglie inconsciamente gli schemi degli eventi in tempo reale

Roma – I neuroni di regioni cerebrali chiave combinano le informazioni su cosa e sul quando qualcosa accade, consentono al cervello di cogliere gli schemi degli eventi nel loro svolgersi nel tempo, ciò aiuterebbe il cervello a prevedere gli eventi futuri. Lo rivela uno studio guidato da Edvard Moser, neuroscienziato presso l’Università norvegese di scienza e tecnologia di Trondheim, pubblicato oggi su Nature. Secondo lo studio, il cervello umano è in grado di rilevare schemi nelle esperienze quotidiane in modo costante, e può farlo senza pensare coscientemente. I ricercatori hanno analizzato l’attività neuronale di persone a cui sono stati impiantati elettrodi nel tessuto cerebrale per motivi medici. “Il cervello fa molte cose di cui non siamo consapevoli e questo non fa eccezione” ha detto Moser. Per dare un senso al mondo che ci circonda, il cervello deve elaborare una valanga di informazioni su ciò che accade, dove accade e quando accade. Gli autori dello studio hanno voluto esplorare il modo in cui il cervello organizza queste informazioni nel tempo, una fase cruciale dell’apprendimento e della memoria. Il gruppo di ricerca ha studiato 17 persone affette da epilessia a cui erano stati impiantati degli elettrodi nel cervello in vista di un trattamento chirurgico. Questi elettrodi hanno permesso agli autori di catturare direttamente l’attività dei singoli neuroni in diverse regioni cerebrali. Tra queste regioni c’erano l’ippocampo e la corteccia entorinale, coinvolte nella memoria e nella navigazione. Queste aree contengono cellule del tempo e del luogo che agiscono come orologio interno del corpo e sistema GPS, codificando tempo e luoghi. “Tutto il mondo esterno che arriva al nostro cervello deve essere filtrato attraverso questo sistema”, ha affermato Itzhak Fried, neurochirurgo e neuroscienziato dell’Università della California, Los Angeles e coautore dello studio. In una fase precedente all’esperimento principale, i ricercatori hanno mostrato a ogni partecipante una serie di immagini di volti. Per ogni individuo, gli scienziati hanno identificato sei dei volti che hanno indotto un singolo neurone nel cervello del partecipante ad accendersi fortemente. Un partecipante potrebbe avere un neurone “uomo con occhiali da sole”, per esempio, insieme a un neurone “donna con cappello” e ad altri quattro che prediligono ciascuno un particolare volto. La squadra di scienziati ha disposto le sei immagini di ciascun partecipante in un triangolo con una figura ad ogni angolo e una ad ogni lato. Ogni immagine era collegata ai suoi vicini più prossimi da linee che correvano lungo i lati del triangolo e al suo interno. In una prova sperimentale, i partecipanti hanno visualizzato una serie di immagini di volti. La sequenza delle immagini era dettata da una semplice regola: ogni volto era seguito da un altro collegato al triangolo. Per esempio, se il primo volto era quello nell’angolo in basso a sinistra del triangolo, il secondo volto sarebbe stato uno dei suoi due vicini diretti: il volto al centro della base del triangolo o il volto al centro del lato sinistro del triangolo. Gli sperimentatori non hanno rivelato questa regola ai partecipanti. Durante l’esperimento, i neuroni dell’ippocampo e della corteccia entorinale di ciascun partecipante hanno iniziato a rispondere gradualmente non solo al volto che avevano presentato, ma anche ai volti direttamente collegati ad esso sul triangolo. Alla domanda se avessero notato uno schema nell’ordine delle immagini, i partecipanti hanno risposto di no. Ma, le loro cellule cerebrali hanno comunque imparato il modello, dimostrando che il cervello può riconoscere i modelli senza consapevolezza. Nelle pause tra una prova e l’altra, i neuroni “facciali” dei partecipanti hanno riprodotto ciò che avevano appreso, scorrendo gli schemi da soli senza essere stimolati a farlo. “Si tratta di qualcosa che non è esplicito, ma implicito e il cervello lo capisce, essenzialmente, molto rapidamente, e possiamo vedere questi cambiamenti nelle singole cellule”, ha dichiarato Fried. Gli autori hanno scoperto che i neuroni erano anche in grado di anticipare le immagini che sarebbero apparse successivamente, suggerendo che il cervello può imparare a prevedere gli eventi futuri sulla base di modelli appresi. “Il fatto che ciò avvenga senza alcuna motivazione esterna è davvero interessante”, ha sottolineato Matt Jones, neuroscienziato dell’Università di Bristol, Regno Unito. “Molti dei risultati sono straordinariamente coerenti con le previsioni del lavoro sui roditori, evidenziando come i circuiti dell’ippocampo si siano evoluti per strutturare le nostre mappe cognitive”, ha aggiunto Jones. “Capire come il cervello organizza le informazioni sulle sequenze di eventi potrebbe avere importanti applicazioni cliniche”, ha notato Fried. “Per esempio – ha proseguito Fried – le terapie per migliorare la memoria potrebbero concentrarsi sul potenziamento di specifici schemi neuronali che rappresentano ricordi importanti”. “Alla fine, si tratta di mettere insieme le cose nel tempo; questo è davvero il nocciolo della memoria”, ha concluso Fried. (30Science.com)