La stimolazione cerebrale ha dimostrato di contribuire ad aumentare la motivazione
La motivazione è influenzata sia dalle ricompense previste derivanti dall’azione, sia dallo sforzo richiesto. I ricercatori sanno già molto di come il cervello elabora le ricompense, un processo che coinvolge una sostanza chimica chiamata dopamina, ma dell’elaborazione dello sforzo si sa meno. Studi recenti suggeriscono che possa avere un ruolo la noradrenalina, un’altra sostanza chimica che interessa tutto il cervello, rilasciata dal sistema di eccitazione del tronco cerebrale. In definitiva, sia il sistema della dopamina che quello della noradrenalina possono interagire e influenzare la corteccia prefrontale, una parte del cervello coinvolta nella pianificazione e nel monitoraggio delle nostre azioni. Il progetto BOOMSTIM, sostenuto dalle azioni Marie Skłodowska-Curie, ha scoperto che la stimolazione cerebrale rivolta a una regione chiamata corteccia frontopolare, che si trova all’interno della corteccia prefrontale, può aumentare lo sforzo per la ricompensa. Durante il processo decisionale, il gruppo di ricerca ha anche rilevato che i segnali nella pupilla e nella parte centrale della corteccia prefrontale aumentano all’aumentare dei livelli di sforzo. Per i ricercatori è stato interessante scoprire che, con l’aumento dello sforzo, questi segnali sono diventati più forti solo quando i partecipanti si sono impegnati nello sforzo e non quando avevano deciso di non farlo. «Il sistema di eccitazione del cervello sembra tenere conto dello sforzo solo quando è stato preso un impegno in questo senso», afferma Irma Kurniawan, borsista Marie Skłodowska-Curie dell’Università di Zurigo, che ha ospitato il progetto.
Stimolazione cerebrale
Per studiare in che modo il processo di eccitazione del cervello ci prepara a impegnarci in un compito difficile, il gruppo ha misurato i segnali della pupilla e del cervello dei partecipanti mentre decidevano se esercitare o meno uno sforzo in vista di una ricompensa. All’inizio, si sono concentrati sulla misurazione della larghezza assoluta della pupilla, una misura comunemente usata in altri articoli sulla pupillometria umana. «È stato sorprendente scoprire che il tasso di variazione della larghezza della pupilla era molto più chiaramente legato a scelte che richiedevano uno sforzo», spiega Kurniawan. Il gruppo ha anche fatto ricorso alla stimolazione transcranica a corrente diretta, in cui elettrodi di piccole dimensioni hanno erogato deboli correnti elettriche alle cellule nervose di 141 partecipanti. Questa tecnica rende le cellule nervose più sensibili agli impulsi provenienti da altre cellule nervose e le stimola a inviare a loro volta impulsi. La corrente era mirata a stimolare la corteccia frontopolare, una zona del cervello ritenuta importante per la motivazione. I partecipanti dovevano decidere se volevano esercitare un determinato sforzo per ottenere una ricompensa monetaria. Gli sforzi potevano essere fisici, come premere due maniglie insieme molto forte per un lungo periodo di tempo, o mentali, con l’esecuzione di un compito cognitivo impegnativo. La quantità di ricompensa era varia, così come la durata dello sforzo. I ricercatori hanno scoperto che la stimolazione finalizzata a rendere la corteccia frontopolare più sensibile rendeva effettivamente i partecipanti più disposti ad aumentare i loro sforzi. «È stato così sia per lo sforzo fisico che per quello mentale, quindi sembra che la corteccia frontopolare stimolata sia generalmente responsabile di motivarci in qualsiasi contesto», aggiunge Christian Ruff, supervisore del progetto.
Usi clinici e non clinici
Corroborare l’utilità della stimolazione cerebrale per aumentare la motivazione potrebbe contribuire al trattamento delle persone che soffrono di avolizione, comune nelle malattie mentali come la depressione e la schizofrenia. I risultati del gruppo sul segnale di energizzazione nella pupilla offrono potenzialmente anche biomarcatori digitali. «Oltre ai trattamenti per patologie cliniche, la stimolazione cerebrale potrebbe essere utile anche per interventi comportamentali, ad esempio nell’istruzione o nello sport agonistico», afferma Ruff. Il gruppo intende ora esplorare la possibilità di aumentare la motivazione inducendo un cambiamento nel sistema di eccitazione utilizzando il biofeedback del segnale della pupilla. Ciò renderebbe possibile l’allenamento della motivazione in un ambiente non clinico, ad esempio utilizzando uno smartphone con tecnologia di eye tracking.
Parole chiave
BOOMSTIM, dopamina, noradrenalina, corteccia prefrontale, cervello, eccitazione, corteccia frontopolare, stimolazione transcranica a corrente diretta, pupilla, motivazione
