I ricercatori della Carnegie Mellon University hanno sfruttato l’apprendimento automatico per interpretare le scansioni del cervello umano, consentendo al team di scoprire le regioni del cervello dietro la forma di concetti astratti, come giustizia, etica e coscienza. I risultati di questo studio sono disponibili online nel numero del 29 ottobre di Cerebral Cortex. Gli esseri umani hanno la capacità unica di costruire concetti astratti che non hanno ancoraggio nel mondo fisico, ma spesso diamo per scontata questa capacità. In questo studio, hanno dimostrato che componenti dal significato recentemente identificati utilizzati dal cervello umano agiscono come un sistema di indicizzazione, simile al catalogo di libri di una biblioteca, per comporre il significato di concetti astratti. La capacità degli umani di pensare in modo astratto gioca un ruolo centrale nel progresso scientifico e intellettuale. A differenza dei concetti concreti, come il martello, i concetti astratti, come l’etica, non hanno una casa ovvia nelle parti del cervello che si occupano della percezione o del controllo dei nostri corpi. La maggior parte della nostra comprensione di come il cervello elabora oggetti e concetti si basa sul modo in cui i nostri cinque sensi prendono le informazioni. Diventa difficile descrivere l’ambiente neurale dei pensieri astratti perché molti degli strumenti mentali del cervello per elaborarli sono essi stessi astratti. In questo studio, i ricercatori hanno scansionato il cervello di nove partecipanti usando una risonanza magnetica funzionale. Il team ha setacciato i dati utilizzando strumenti di apprendimento automatico per identificare i modelli per ciascuno dei 28 concetti astratti. Hanno applicato l’algoritmo di apprendimento automatico per identificare correttamente ogni concetto (con un’accuratezza media del rango di 0,82, dove il livello di probabilità è 0,50). Questi concetti astratti sono costruiti da tre dimensioni di significato nel cervello. La prima dimensione corrisponde alle regioni associate alla lingua. Ad esempio, il concetto di etica potrebbe essere collegato ad altre parole come regole e morale. Una persona deve prima capire le parole per costruire il significato aggiuntivo di etica. La seconda dimensione definisce concetti astratti in termini di riferimento, sia a sé che a una fonte esterna. Ad esempio, la spiritualità si riferisce al sé, mentre la causalità è esterna al sé. La dimensione finale è radicata nei costrutti sociali. C’è una componente sociale intrinseca ai concetti di orgoglio e pettegolezzo. Il risultato più eccitante di questo studio è stato che adesso si possono prevedere i modelli di attivazione neurale per i singoli concetti astratti tra le persone. Durante la scansione, ogni concetto è stato presentato visivamente e al partecipante è stato permesso di pensare a questa idea per tre secondi. I partecipanti hanno visto l’insieme di parole sei volte. I 28 concetti trattati nello studio comprendono sette categorie: matematica (sottrazione, uguaglianza, probabilità e moltiplicazione); scientifico (gravità, forza, calore e accelerazione); sociale (gossip, intimidazione, perdono e complimenti); emozione (felicità, tristezza, rabbia e orgoglio); legge (contratto, etica, criminalità ed esonero); metafisico (causalità, coscienza, verità e necessità) e religiosità (divinità, spiritualità, sacrilegio e fede). Il lavoro si basa su nove scansioni cerebrali su adulti provenienti da una comunità culturalmente omogenea nel campus della CMU. È ingannevole chiamare questo lavoro lettura della mente, ma è la prova che hanno identificato alcuni degli elementi del sistema di indicizzazione del cervello – rappresentazione verbale, esternalità/internalità e dimensione sociale – che i nostri cervelli usano per codificare concetti che non hanno manifestazione fisica nel mondo.

Daniele Corbo

Bibliografia: “Neural Representations of Abstract Concepts: Identifying Underlying Neurosemantic Dimensions”. Robert Vargas, Marcel Adam Just. Cerebral Cortex

Immagine: Leap of Faith (sam ingo)