La tecnologia futura potrebbe essere in grado di monitorare e modificare il cervello per produrre migliori prestazioni, aumentando al contempo l’efficienza e l’accuratezza delle decisioni. L’esercito degli Stati Uniti potrebbe essere in grado di utilizzare queste informazioni per migliorare le operazioni future. Stanno lavorando a sistemi di tecnologia umana fusi che lavorano in sinergia non solo per influenzare le percezioni, le decisioni e le azioni del soldato, ma anche per migliorare le capacità del sistema umano ibrido per un processo decisionale rapido e adattivo. Il Laboratorio di ricerca dell’esercito del Comando per lo sviluppo delle capacità di combattimento dell’esercito americano, l’Istituto italiano di tecnologia, Italia, la Harvard Medical School e l’Università della California, Irvine hanno collaborato per studiare e far progredire la ricerca sulle complessità del cervello umano. Scientific Reports ha recentemente pubblicato le scoperte del loro studio. Basandosi su studi precedenti, i ricercatori hanno utilizzato la stimolazione magnetica transcranica, o TMS, e entro pochi minuti dalla stimolazione continua, i soggetti sono stati posti in uno scanner di risonanza magnetica funzionale, o fMRI, ed è stato chiesto loro di eseguire un’attività di tracciamento dell’attenzione molto impegnativa. La TMS è il tipo di neurostimolazione che è semplicemente un elettromagnete che va in testa e mentre vengono inviati rapidamente impulsi attraverso l’elettromagnetico, induce corrente in qualsiasi corpo conduttivo si trovi accanto a esso, modificando l’attività neurale e talvolta il comportamento. Stanno stimolando il cervello, usando impulsi molto rapidi e consecutivi per inibire una parte del cervello. I ricercatori hanno utilizzato un modello di ictus per vedere i cambiamenti neurali dopo che una parte specifica del cervello è stata inibita e quindi hanno monitorato il recupero del cervello. Volevano sapere per quanto tempo sarebbero durati i cambiamenti, la rete cerebrale cambia a causa della stimolazione e le conseguenze comportamentali. La stimolazione cerebrale non invasiva è uno strumento che consente ai neuroscienziati di ottenere informazioni sulla diffusione della malattia e sulla riorganizzazione compensatoria dopo l’ictus. Si sa dal lavoro di imaging del paziente che la lesione cerebrale di un sito cerebrale focale, o localizzato, ha un effetto di diffusione che destabilizza i circuiti collegati lontani dal sito effettivo dell’impatto. In molti casi gli effetti a valle sono significativi, ma anche difficili da prevedere a causa della natura complicata dell’organizzazione del cervello, meglio descritta come un insieme di reti su larga scala che hanno vari punti di connessione. In questo studio, miravano alla rete di attenzione del cervello, che consiste in un insieme specializzato di regioni cerebrali coinvolte nel controllo di dove e quando codifichiamo al meglio le informazioni sul mondo che ci circonda. L’attenzione visiva è essenziale per tutto ciò che facciamo nella vita quotidiana, comprese attività come monitorare flussi di informazioni visive durante la guida, impegnarsi in una conversazione e seguire i nostri figli su un campo di calcio affollato. Quando le persone subiscono una lesione alla rete di attenzione, le capacità di tracciamento diventano compromesse ed è più difficile mantenere la concentrazione sui singoli elementi incorporati in un ambiente disordinato. Questo studio suggerisce che il recupero può dipendere, in parte, dalla riorganizzazione compensativa delle reti cerebrali a valle e collegate al sito di impatto. Queste reti a valle hanno subito un breve intervallo di riorganizzazione dinamica dopo la stimolazione e sono note per essere importanti per la manipolazione delle informazioni di cui ci stiamo occupando e che stiamo utilizzando per prendere decisioni sugli eventi nell’ambiente visivo. I ricercatori del laboratorio stanno investendo in una varietà di tecniche e metodi per estendere lo stato dell’arte nel neuroimaging del mondo reale. Questa collaborazione unica riunisce ricercatori cognitivi, clinici e dell’esercito di tutto il mondo per sondare i cambiamenti dinamici della rete come conseguenza della neurostimolazione.Insieme hanno in programma di esplorare più protocolli di neurostimolazione e portare questa tecnologia a una prospettiva di teaming a circuito chiuso, autonomia umana, basandosi sul lavoro che dimostra che il cervello può essere spinto a specifiche configurazioni rilevanti dal punto di vista comportamentale.

Daniele Corbo

Bibliografia: “Understanding diaschisis models of attention dysfunction with rTMS” by Javier O. Garcia, Lorella Battelli, Ela Plow, Zaira Cattaneo, Jean Vettel & Emily D. Grossman . Scientific Reports.

Immagine: Resilience (Irene Raspollini)