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Alcuni ratti assetati chiariscono il nostro processo di correzione automatica mentale

Tutti commettono errori, tuttavia, si sa ancora poco sul modo in cui il cervello riconosce questi errori e procede a correggerli.

Ricerca di base

Quindici anni fa, alcuni neuroscienziati hanno scoperto un particolare segnale da 6 Hz nei cervelli di persone che erano in procinto di commettere un errore. Sebbene fossero riusciti a ricondurre il segnale alla corteccia prefrontale, un’area del cervello appena dietro alla fronte, non risultava chiaro quali percorsi neurali fossero responsabili del segnale. Il progetto MidFrontalTheta2.0 finanziato dall’UE, si è prefissato di fare luce su questo schema dell’attività cerebrale pressoché sconosciuto. «Quando si sta per commettere un errore, ad esempio, mentre si sta digitando e si preme il tasto sbagliato, entra in gioco uno schema molto specifico di attività elettrica che siamo in grado di misurare», spiega Mike X Cohen, coordinatore del progetto. «Era un aspetto che mi preoccupava sempre di più, ovvero, ci trovavamo dinanzi a una scoperta straordinaria, ma non sapevamo cosa significasse».

Scansioni cerebrali

Il segnale era stato misurato utilizzando un’elettroencefalografia (EEG): una serie di elettrodi applicati sul cranio che rileva l’attività elettrica del cervello. Questo strumento è ampiamente impiegato nell’ambito delle neuroscienze cognitive, tuttavia, riesce unicamente a fornire un’idea generica dell’attività cerebrale. «Riusciamo a stimarne la posizione, ma ciò non si dimostra molto soddisfacente: è come chiedere in che modo funziona un’auto e puntare il dito verso la parte frontale dell’auto dicendo che “tutto si verifica in quel punto”», afferma Cohen. Per acquisire una comprensione più approfondita del segnale, Cohen e il suo gruppo hanno deciso di lavorare su modelli animali, che offrono modalità di registrazione e di manipolazione dell’attività cerebrale, non possibili da adottare sugli esseri umani. Presso l’Università di Radboud, con sede a Nijmegen nei Paesi Bassi, i ratti sono stati addestrati affinché svolgessero un compito per raggiungere l’acqua, spostandosi verso sinistra quando percepivano un suono acuto e verso destra quando sentivano un suono basso. Gli elettrodi impiantati hanno registrato contemporaneamente la corteccia prefrontale e altre regioni dei cervelli dei ratti.

Rumore di folla

Avvalendosi di tale apparecchiatura, il gruppo è stato capace di osservare dettagli precisi nelle popolazioni cellulari e nei circuiti, che non sono accessibili negli esseri umani. «Quando rileviamo il segnale aggregato nell’EEG, quest’ultimo non ci indica quanti eventi si stanno verificando allo stesso tempo nel cervello», aggiunge Cohen. «È come seguire una partita ascoltando il rumore prodotto dalla folla. Risulta alquanto significativo, ma sono presenti persone in quella folla che stanno facendo il tifo per svariati motivi». Utilizzando le sonde impiantate e tecniche avanzate di analisi dei dati, Cohen e il suo gruppo sono riusciti a capire che il segnale era generato da vari circuiti cerebrali, tutti caratterizzati dalla stessa firma spettrale. Ciò che possedeva le sembianze di un segnale nell’EEG, era in effetti costituito da più circuiti sincroni.

Rischio elevato

Il progetto è stato sostenuto dal Consiglio europeo della ricerca. «Questo lavoro non sarebbe stato possibile senza il contributo del Consiglio europeo della ricerca», osserva Cohen. «Si tratta probabilmente dell’unico grosso rischio che abbia mai corso nel corso della mia carriera». Cohen attribuisce il successo del progetto al suo gruppo costituito da ricercatori post-dottorato e dottorandi. Come passo successivo, il gruppo intende lavorare sui dati raccolti negli ultimi 5 anni. «Non era davvero possibile riuscire a comprendere tutto questo nell’arco di tempo del finanziamento», afferma Cohen. «Dedicheremo i prossimi 2 anni all’analisi di tutti i dati, pubblicandone tutti i risultati». Cohen aggiunge che i dati generati dagli esperimenti sugli animali saranno resi pubblici.

Parole chiave

MidFrontalTheta2.0, cervello, EEG, errore, frontale, mediale, corteccia, elettrodi, ratti

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