Alice: “Per quanto tempo è per sempre?”

Bianconiglio: “A volte, solo un secondo”.
(Lewis Carrol)

Monitorare il passare del tempo ogni secondo è fondamentale per il controllo motorio, l’apprendimento e la cognizione, inclusa la capacità di anticipare eventi futuri. Mentre il cervello dipende dal suo orologio circadiano per misurare ore e giorni, l’orologio circadiano non ha una lancetta dei secondi. Invece, il cervello misura i secondi cambiando i modelli di attività cellulare. Proprio come una linea di tessere del domino che cadono, ogni neurone attiva il successivo e il tempo è segnato dal neurone attualmente attivo. Per analogia, se una sequenza di domino che cadono richiede 10 secondi dall’inizio alla fine, si può dedurre che sono trascorsi 5 secondi quando cade la tessera centrale. I neuroscienziati dell’UCLA hanno introdotto nei topi due diversi profumi. I topi hanno appreso che un odore prediceva l’arrivo di una dolce ricompensa liquida dopo tre secondi, mentre l’altro odore prediceva una ricompensa dopo sei secondi. I topi hanno iniziato a leccare il beccuccio prima in previsione della ricompensa dopo aver annusato il primo profumo rispetto a quando hanno annusato il secondo. Le registrazioni nella corteccia striata e premotoria del cervello hanno rivelato che i modelli mutevoli di attività neurale in entrambe le regioni codificano il tempo, coerentemente con l’idea che il cervello abbia più orologi. Ma il modello nello striato era più vicino alla sequenza di tessere del domino che cadono – un modello indicato come sequenza neurale – rispetto ai modelli in un’area motoria che fornisce input allo striato. Il tempismo è una parte fondamentale del comportamento umano, dell’apprendimento e del pensiero. Rivelando come e dove il cervello conta e rappresenta i secondi, la scoperta dell’UCLA approfondirà la comprensione degli scienziati della funzione cerebrale normale e anormale.

Daniele Corbo

Bibliografia: “Neural Sequences as an Optimal Dynamical Regime for the Readout of Time” by Shanglin Zhou, Sotiris C. Masmanidis, Dean V. Buonomano. Neuron.

Immagine: Time? (Oleksii Gnievyshev)