Ogni volta che facciamo qualcosa, contemporaneamente riceviamo tantissimi altri stimoli che ci distraggono e ci rallentano, allora iniziamo a guardare il cellulare oppure sorseggiamo un caffè o sentiamo una voce lontana. Come fa il cervello a concentrarsi sul compito ignorando le distrazioni? Gli psicologi dell’Università della California, a Riverside, hanno fatto una scoperta che potrebbe portare a una risposta. Sperimentando sui topi, hanno localizzato il punto preciso nel cervello in cui gli stimoli di distrazione sono bloccati. Il blocco disabilita il cervello dall’elaborazione di questi stimoli, che consente la concentrazione su un determinato compito per procedere. Il team ha addestrato i topi in un compito di rilevamento sensoriale con stimoli target e distrattore. I topi hanno imparato a rispondere a stimoli rapidi nel campo target e ignorare gli stimoli identici nel campo opposto del distrattore. Il team ha utilizzato una nuova tecnica di imaging, che consente un’elevata risoluzione spazio-temporale con un campo visivo ampio a livello della corteccia, per trovare dove nel cervello sono bloccati gli stimoli del distrattore, con conseguente non ulteriore trasmissione del segnale all’interno della corteccia e, quindi, nessun innesco di una risposta motoria. Hanno osservato le risposte agli stimoli target in più regioni corticali sensoriali e motorie, nello studio appena pubblicato sul Journal of Neuroscience. Al contrario, le risposte agli stimoli del distrattore sono state improvvisamente soppresse oltre la corteccia sensoriale. La corteccia è lo strato esterno del cervello. Composto da materia grigia ripiegata, svolge un ruolo importante nella coscienza. La maggior parte del cervello, ha regioni sensoriali e motorie. Serve come centro di controllo e di elaborazione delle informazioni ed è responsabile di funzioni quali sensazione, percezione, memoria, attenzione, linguaggio e funzioni motorie avanzate. La scoperta potrebbe avere importanti implicazioni per la comprensione e il trattamento delle malattie neuropsichiatriche come il disturbo da deficit di attenzione e iperattività e la schizofrenia. Studiando i meccanismi alla base del blocco degli stimoli di distrazione, potremmo essere in grado di svelare i circuiti neurali alla base dell’attenzione e del controllo degli impulsi. Mentre gli scienziati oggi sanno molto sul comportamento e sui neuroni, hanno solo una nascente comprensione di come i gruppi di neuroni si organizzano per mediare comportamenti significativi. Una delle maggiori sfide è la registrazione dell’attività neuronale ad alta risoluzione spazio-temporale negli animali mentre svolgono compiti diretti agli obiettivi. Una seconda grande sfida consiste nell’utilizzare i metodi computazionali corretti per analizzare quell’attività neuronale. Ancora i ricercatori non capiscono cosa sta succedendo nel cervello e ciò finalmente consente di concentrarci su un compito da svolgere e su come esattamente vengono bloccate le distrazioni. Ma ora si sa esattamente dove cercare nel cervello e in futuro perseguiremo queste domande. Sappiamo che quando una persona è altamente distraibile, la sua corteccia non sta implementando sufficientemente i segnali intenzionali necessari per impedire agli stimoli del distrattore di propagarsi nella memoria di lavoro o innescare una risposta comportamentale. Questi processi – “gatekeeper” dei segnali sensoriali – consentono solo attraverso quei segnali che sono rilevanti per l’attività. Si crede che questo processo sia orchestrato dalla corteccia prefrontale; questa è solo una delle tante possibilità che testeranno. Il team ​​ha presentato identici stimoli tattili ai lati opposti dei baffi dei topi in ordine casuale. I ricercatori si sono concentrati sui baffi perché funzionano come le punte delle dita umane in termini di sensibilità ed esplorazione; la loro deflessione attiva le vie cerebrali. I ricercatori hanno quindi addestrato i topi a rispondere, tramite leccata, a stimoli tattili su un solo lato e ignorare gli stimoli identici sul lato opposto. I ricercatori hanno utilizzato topi transgenici di nuova generazione che esprimono sensori di calcio fluorescente nei neuroni corticali, consentendo ai ricercatori di visualizzare l’attività cerebrale con una fotocamera che ha aiutato a localizzare il processo con una precisione spaziale molto più elevata rispetto agli studi precedenti. Quando i topi vengono intenzionalmente ignorati dagli stimoli, ora è possibile vedere dove viene bloccata la risposta agli stimoli che distraggono. In futuro, vorrebbero sapere come è bloccato. Il team ​​crede fermamente che i circuiti neurali sottostanti la selezione sensoriale e il controllo degli impulsi siano gli stessi circuiti compromessi nel disturbo da deficit di attenzione e iperattività e nella schizofrenia, che portano alle disfunzioni del controllo degli impulsi. Meglio vengono compresi questi circuiti, meglio è possibile progettare trattamenti razionali e mirati per migliorare l’impulsività in questi disturbi. Il team è stato sorpreso da quanto bruscamente le informazioni sul distrattore sono bloccate nella corteccia. I ricercatori hanno osservato che le risposte dello stimolo del distrattore arrivano al primo relè nella neocorteccia, la parte della corteccia cerebrale interessata dall’elaborazione sensoriale precoce, ma viene impedito che si diffonda ulteriormente in tutta la corteccia. Nel lavoro futuro, i ricercatori hanno in programma di studiare quali specifici meccanismi neurali impediscono la propagazione fuori da questa prima regione corticale. La precisione spaziale della scoperta dà la fiducia che si sappia dove guardare negli studi futuri per rivelare come gli stimoli del distrattore sono bloccati, permettendoci così di concentrarsi sul compito da svolgere. Il team si concentrerà anche sulla comprensione dei ruoli dei tipi specifici di neuroni e dei percorsi neurali coinvolti, su come questi circuiti vengono interrotti nella malattia neuropsichiatrica e su come il sistema neurale può essere modulato per migliorare la distraibilità nelle malattie umane.

Daniele Corbo

Bibliografia: “Functional localization of an attenuating filter within cortex for a selective detection task in mice” by Krithiga Aruljothi, Krista Marrero, Zhaoran Zhang, Behzad Zareian and Edward Zagha. Journal of Neuroscience

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