Cosa succede nel nostro cervello quando facciamo ipotesi plausibili

This is a drawing of a man and mouse

I ricercatori hanno identificato come le cellule del nostro cervello lavorano insieme per unire ricordi di esperienze separate, permettendoci di fare ipotesi plausibili nella vita di tutti i giorni. Studiando l’attività cerebrale sia umana che del topo, riferiscono che questo processo avviene in una regione del cervello chiamata ippocampo. Lo studio, pubblicato sulla rivista scientifica Cell, rivela anche che le cellule cerebrali possono collegare diversi ricordi mentre stiamo riposando o dormendo, un processo che può essere importante per la creatività. Nella vita di tutti i giorni spesso deduciamo connessioni o relazioni tra cose diverse che vediamo o sentiamo. Quindi, anche quando non conosciamo l’intera storia, possiamo fare un’ipotesi plausibile unendo i puntini. Ad esempio, sto cercando il mio amico Federico. So che Vittorio sta giocando a calcio. So che Federico e Vittorio giocano nella stessa squadra, quindi immagino che anche Federico stia giocando a calcio. Sebbene questo processo sia fondamentale per la vita di tutti i giorni, fino ad ora non sapevamo come le cellule del nostro cervello fossero in grado di formare collegamenti tra esperienze separate. I ricercatori hanno iniziato individuando questa capacità in un’area del cervello chiamata ippocampo che è già nota per svolgere un ruolo nell’apprendimento e nella memoria. Lo hanno fatto utilizzando scansioni MRI sulle persone e spegnendo temporaneamente l’ippocampo nei topi. Per scoprire esattamente come le cellule cerebrali ci consentono di fare ipotesi plausibili, i ricercatori hanno condotto una serie di esperimenti molto simili su persone e topi. Ai volontari umani è stato chiesto di giocare a un gioco di realtà virtuale in cui sentire un suono, come l’acqua corrente, segnalava che i volontari avrebbero visto anche un’immagine colorata apparire sul muro. Avrebbero quindi giocato a un altro gioco in cui trovare le immagini colorate li avrebbe aiutati a vincere denaro. Il suono non è mai stato collegato direttamente alla vincita di denaro, tuttavia i volontari hanno iniziato a intuire che il suono era collegato al premio e quando lo hanno sentito, avrebbero cercato la ricompensa. L’esperimento è stato ricreato nei topi riproducendo un suono prima di mostrare un’immagine realizzata con luci LED. Quindi, in una fase separata del compito, i topi potevano trovare una ricompensa di acqua zuccherata se le luci fossero state accese. Come le persone, i topi hanno iniziato a collegare il suono con la ricompensa. Effettuando esperimenti simili con topi e persone, questo lavoro mostra che il processo per stabilire un legame tra eventi separati è comune a entrambe le specie. E lavorando con i topi, è quindi possibile esaminare cosa sta succedendo nel cervello di un mammifero a livello delle singole cellule. Nel cervello dei topi, i ricercatori hanno potuto registrare l’attività delle cellule cerebrali che rappresentavano individualmente suoni, luci o ricompense. Quando i topi iniziarono a dedurre che un suono fosse logicamente collegato alla ricompensa tramite una luce, si è scoperto che le cellule cominciavano ad attivarsi in quell’ordine. Tuttavia, hanno continuato a monitorare i topi quando si sono riposati dopo aver completato l’attività e hanno visto che il cervello dei topi ha iniziato a saltare oltre il passaggio intermedio “leggero”. Le cellule cerebrali “sonore” sono diventate attive con le cellule cerebrali “ricompensa”; unire i punti tra esperienze diverse. Questo suggerisce che mentre i topi riposano, il loro cervello sta creando nuovi collegamenti tra cose che non hanno sperimentato direttamente insieme, e pensiamo che sia questo processo che li aiuterà a prendere decisioni utili in futuro. I risultati suggeriscono che il processo è molto simile nelle persone e questo ha importanti implicazioni. Suggerisce che i periodi di riposo e sonno svolgono un ruolo importante nella creatività, in cui traiamo spunti da esperienze precedenti per trovare idee originali. La nostra capacità di mettere insieme memorie individuali per formare nuovi collegamenti ci aiuta a prendere decisioni quotidiane. Questo studio fornisce informazioni su come e dove avviene questo processo chiave nel cervello. Suggerisce anche che mentre dormiamo o riposiamo, il nostro cervello sta attivamente creando questi collegamenti, un processo che può costituire la base del pensiero creativo. Questo forte approccio, di lavorare con i topi parallelamente a esperimenti comparabili con le persone, consente ai risultati di una specie di informare gli studi sull’altra e migliora la traduzione della conoscenza biologica dai modelli animali all’uomo.

Daniele Corbo

Bibliografia: “Neuronal Computation Underlying Inferential Reasoning in Humans and Mice” by Helen Barron et al. Cell.

Immagine: The image is credited to UK Research and Innovation.

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