Uno studio pubblicato su “Neuron” ha mostrato che l’esatto momento di esecuzione di un’azione dipende da due fattori, uno prevedibile e uno imprevedibile, elaborati da regioni differenti del cervello.

L’interesse degli autori è stato suscitato dal fatto, documentato in alcuni studi sugli animali, che il tempo che trascorre prima che si compia un’azione è estremamente variabile, addirittura casuale, anche quando le condizioni di base sono mantenute costanti.

Nel loro esperimento gli scienziati hanno addestrato topi a dissetarsi a un erogatore dopo aver udito un suono.

Gli animali però avevano anche imparato che se fossero stati abbastanza pazienti da aspettare un secondo suono, che arrivava dopo un intervallo di tempo casuale dal primo, avrebbero avuto una dose d’acqua decisamente maggiore rispetto alla prima.

Come gli autori si aspettavano, il tempo atteso dagli animali per il secondo suono era prevedibile, ma solo in parte, perché dipendeva anche da un fattore casuale.

Gli autori hanno poi ripetuto l’esperimento registrando con alcuni strumenti l’attività cerebrale dei topi. Hanno così scoperto che i neuroni attivati simultaneamente durante l’intervallo di tempo che separava il primo suono dal movimento degli animali verso l’erogatore erano in una porzione, chiamata corteccia prefrontale mediale, della corteccia prefrontale, che sovraintende all’apprendimento, alla pianificazione e alla decisione, oppure nella porzione M2 della corteccia motoria, che è coinvolta nel controllo del movimento.

Un ulteriore approfondimento ha permesso di chiarire che mentre l’attività neurale della prima regione rifletteva solo la componente prevedibile del tempo dell’azione, l’attività della seconda era legata sia alla componente prevedibile sia a quella casuale.

“Abbiamo scoperto due differenti regioni cerebrali che sembrano svolgere due ruoli diversi nella determinazione temporale delle azioni”, ha aggiunto Zach Mainen, che ha diretto la ricerca. “Un’area, la corteccia prefrontale, sembra tenere traccia del tempo di attesa ideale, sulla base dell’esperienza; la seconda, l’area motoria secondaria, tiene anch’essa traccia di questo tempo, ma mostra una variabilità che rende le decisioni degli individui imprevedibili: ciò indica l’esistenza di una sorta di ‘divisione dei poteri’ all’interno del cervello”.

Il problema ora è chiarire in che modo le due regioni individuate possano interagire. Mainen e colleghi hanno già formulato un’ipotesi: la componente deterministica agisce prima, mentre quella casuale sopraggiunge dopo. “Se non fosse così la casualità si manifesterebbe anche nell’attività della corteccia prefrontale”, spiega il ricercatore. “Un simile scambio tra una fase di ottimizzazione e una di variabilità è presente anche nella teoria dell’evoluzione: nel nostro studio abbiamo iniziato a vedere come si manifesta nel cervello”.

A cura della Dott.sa Alessandra Fais

Tratto da “Le Scienze” del 18 maggio 2017

Di seguito il link all’articolo originale:

http://www.cell.com/neuron/abstract/S0896-6273(17)30397-5

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