Le esigenze energetiche limitano la capacità di elaborazione delle informazioni del nostro cervello

This shows a woman and a brain in a lightbulb

I nostri cervelli hanno un limite superiore su quante informazioni possono elaborare contemporaneamente a causa di una fornitura di energia costante ma limitata, secondo un nuovo studio UCL che utilizza un metodo di imaging del cervello che misura il metabolismo cellulare. Lo studio, pubblicato sul Journal of Neuroscience , ha scoperto che prestare attenzione può cambiare il modo in cui il cervello assegna la sua energia limitata; poiché il cervello utilizza più energia per elaborare ciò a cui ci occupiamo, meno energia viene fornita per l’elaborazione al di fuori della nostra attenzione. Ci vuole molta energia per far funzionare il cervello umano. Sappiamo che il cervello utilizza costantemente circa il 20% della nostra energia metabolica, anche mentre riposiamo la mente, e tuttavia è ampiamente noto che questa fornitura costante ma limitata di energia non aumenta quando c’è altro da elaborare per la nostra mente. Se esiste un limite rigido alla fornitura di energia al cervello, si sospettava che il cervello potesse gestire compiti impegnativi allontanando l’energia da altre funzioni e dando priorità al centro della nostra attenzione. Queste scoperte suggeriscono che il cervello stanzia effettivamente meno energia per i neuroni che rispondono alle informazioni al di fuori del focus della nostra attenzione quando il nostro compito diventa più difficile. Questo spiega perché sperimentiamo la cecità o sordità da disattenzione anche alle informazioni critiche di cui vogliamo davvero essere consapevoli. Il team di ricerca di neuroscienziati cognitivi e ingegneri biomedici ha misurato il metabolismo cerebrale con un metodo di imaging ottico non invasivo. In questo modo potevano vedere quanta energia usano le regioni del cervello mentre le persone focalizzano l’attenzione su un compito e come ciò cambia quando l’attività diventa più impegnativa mentalmente. Hanno usato la spettroscopia nel vicino infrarosso a banda larga per misurare i livelli di ossidazione di un enzima coinvolto nel metabolismo energetico nei mitocondri delle cellule cerebrali, i generatori di energia che alimentano le reazioni biochimiche di ogni cellula. I ricercatori hanno utilizzato la loro tecnica per misurare il metabolismo cerebrale in diverse regioni della corteccia visiva nel cervello di 18 persone mentre svolgevano attività di ricerca visiva che erano complesse o semplici, mentre a volte presentavano anche una distrazione visiva che era irrilevante per l’attività. Hanno identificato un elevato metabolismo cellulare nelle aree del cervello in risposta agli stimoli del compito assistito poiché l’attività era più complessa e questi aumenti sono stati rispecchiati direttamente con livelli di metabolismo cellulare ridotti nelle aree che rispondono a stimoli casuali. Questo modello push-pull è stato strettamente sincronizzato, mostrando un compromesso della fornitura di energia limitata tra elaborazione assistita e non presidiata. Usando la spettroscopia a infrarossi vicino a banda larga sviluppata internamente, una tecnologia di monitoraggio del cervello ottico che hanno sviluppato in UCL, sono stati in grado di misurare meglio un enzima nel mitocondri (la fabbrica di energia delle cellule) che svolge un ruolo fondamentale nel metabolismo. Usando questi metodi, le loro conclusioni sull’uso dell’energia cerebrale sono più dirette rispetto agli studi precedenti usando metodi di imaging fMRI che misurano i livelli di ossigenazione del sangue cerebrale invece che marcatori intracellulari del metabolismo. In questo modo, sono riusciti a collegare l’esperienza delle persone di sovraccarico cerebrale a ciò che sta accadendo all’interno dei loro neuroni, poiché le elevate esigenze energetiche per uno scopo sono compensate da un ridotto consumo di energia correlato a qualsiasi altro scopo. Se proviamo a elaborare troppe informazioni, potremmo sentire la tensione del sovraccarico a causa del duro limite della nostra capacità cerebrale. Negli ultimi mesi, abbiamo sentito molte persone affermare di sentirsi sopraffatte, con aggiornamenti costanti delle notizie e nuove sfide da superare. Quando il tuo cervello è al massimo delle capacità, è probabile che tu non riesca a elaborare alcune informazioni. Potresti anche non notare che arriva un’e-mail importante perché tuo figlio ti sta parlando o potresti perdere il timer del forno che si spegne perché hai ricevuto una chiamata di lavoro imprevista. Questi risultati possono spiegare queste esperienze spesso frustranti di cecità o sordità da disattenzione .

Daniele Corbo

Bibliografia: “Attention and capacity limits in perception: A cellular metabolism account” by Merit Bruckmaier, Ilias Tachtsidis, Phong Phan and Nilli Lavie. Journal of Neuroscience.

Immagine: The image is in the public domain

2 commenti Aggiungi il tuo

  1. Luca Baroni ha detto:

    Molto interessante! Il “Sovraccarico da tecnologia”, che comporta una difficoltà nell’elaborazione delle informaizoni, è il primo dei cinque fattori che, secondo il FoW (Future of Work Consortium) caratterizzeranno il futuro, molto prossimo, del lavoro (mi sa che, in parte, questo futuro sia già cominciato…)

    "Mi piace"

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