Durante l’apprendimento, il cervello è un motore che fa continuamente teorie sul nostro ambiente e registra accuratamente se un’ipotesi è vera o no. Un team di neuroscienziati della Ruhr-Universität Bochum ha dimostrato che le aspettative durante queste previsioni influiscono sull’attività di varie reti cerebrali. I ricercatori riportano i risultati in due articoli pubblicati a marzo e aprile 2020 sulle riviste Cerebral Cortex e Journal of Neuroscience. I neuroscienziati hanno identificato due regioni chiave nel cervello: il talamo svolge un ruolo centrale nel processo decisionale. La corteccia insulare, d’altra parte, è particolarmente attiva quando è chiaro se è stata presa la decisione giusta o sbagliata. L’aspettativa durante l’apprendimento regola quindi connessioni specifiche nel cervello e quindi la previsione della percezione sensoriale rilevante per l’apprendimento. Per l’indagine, il team ha utilizzato un compito di apprendimento che si concentra sul processo decisionale durante la percezione del contatto con la pelle nel cervello. È come imparare un gioco di strategia informatica usando un game pad, che fornisce feedback sensoriali a determinate dita su determinati stimoli. Il punto è che un certo stimolo tattile porta al successo e che questo deve essere appreso dalla stimolazione alla stimolazione. 28 partecipanti hanno ricevuto uno stimolo tattile A o B sull’indice in ogni prova. Con la semplice pressione di un pulsante, dovevano quindi prevedere se il successivo stimolo tattile sarebbe stato lo stesso o meno. La probabilità di A e B era in continua evoluzione, che il partecipante doveva imparare dalla previsione alla previsione. Durante il test, l’attività cerebrale dei partecipanti è stata esaminata usando la risonanza magnetica funzionale. I ricercatori erano particolarmente interessati alle sessioni di prova in cui i partecipanti hanno cambiato la loro strategia decisionale. Hanno posto la domanda fino a che punto il cambiamento nelle aspettative ha influenzato l’attività cerebrale. Ai ricercatori si sono distinte due regioni del cervello: il talamo e la corteccia insulare. Il talamo elabora le informazioni che provengono dagli organi sensoriali o da altre aree del cervello e le trasmette al cervello. È anche chiamato la porta della coscienza. Utilizzando immagini di risonanza magnetica funzionale, i ricercatori sono stati in grado di dimostrare che le diverse connessioni cerebrali tra la corteccia prefrontale e il talamo erano responsabili del mantenimento di una strategia di apprendimento o del cambiamento della strategia. Più alte sono le aspettative prima della decisione, prima verrà mantenuta la strategia e minore sarà la forza di queste connessioni. Con basse aspettative, c’è stato un cambio di strategia e le regioni sembravano interagire molto più fortemente tra loro. Il cervello sembra essere particolarmente attivo quando una strategia di apprendimento deve essere cambiata mentre ci vuole molta meno energia per mantenere una strategia. Finora, il talamo è stato visto come un interruttore. Questi risultati sottolineano il suo ruolo nelle funzioni cognitive superiori che aiutano il processo decisionale durante l’apprendimento. Quindi il talamo non è solo una porta di accesso alla coscienza sensoriale, ma sembra piuttosto collegarlo a processi cognitivi che servono, ad esempio, a prendere decisioni. La corteccia insulare, d’altra parte, è coinvolta nella percezione, controllo motorio, fiducia in se stessi, funzioni cognitive ed esperienze interpersonali. Questa parte era particolarmente attiva quando un partecipante aveva già preso la sua decisione e poi scoperto se aveva ragione o torto. Diverse reti che sono ancorate nella corteccia insulare sono regolate dalle aspettative e quindi sembrano avere un’influenza diretta sulla percezione sensoriale futura.

Daniele Corbo

Bibliografia: “Modulations of insular projections by prior belief mediate the precision of prediction error during tactile learning”. by Bin A. Wang (王斌), Lara Schlaffke and Burkhard Pleger. Journal of Neuroscience

Immagine: Learning (Ingrid Knaus)