Come fa il cervello a calcolare lo scorrere del tempo?

 

Come fa il cervello a comprendere a a tenere traccia del tempo. Con un meccanismo analogico a quello che sfrutta per capire dove siamo. Secondo uno studio pubblicato su Nature, tipologie scientifiche di cellule celebrali si attivano in un modo che rispecchia l' ordine e la struttura delle esperienze individuali. Il cervello memorizza queste frequenze di attivazione ed è in grado di riprodurle quando è a riposo, così anche da poterle utilizzare per prepararsi a fronteggiare stimoli futuri. La ricerca è la prima dimostrazione empirica di come specifiche cellule celebrali lavorino per integrare informazioni sul "cosa" e sul "quando" per formare una rappresentazione del fluire delle esperienze nel corso del tempo. E' frutto di un lavoro di un gruppo coordinato da Itzhark Fried, professore di neurochirurgia, psichiatria e scienze biocomportamentali della David Geffen School presso L' Università della California Los Angeles. 

Lo spazio e il tempo  

Riconoscere il modo in cui si dipanano le esperienze nel corso del tempo è fondamentale affinché il cervello umano possa formare ricordi, prevedere potenziali risultati futuri e guidare comportamenti. Precedenti lavori di un gruppo che ha fatto parte anche Fried avevano usato strumenti di neuroimaging per dare un senso di come il cervello elabori la navigazione spaziale, un processo in cui due regioni celebrali cruciali per la memoria, l' ippocampo e la corteccia entorinale, giocando ruoli fondamentali. Un tipo di cellule dell' ippocampo le "place cells" o cellule di posizione, si attivano quando ci troviamo in una specifica posizione nello spazio, come a segnare una X sulla mappa. Ma per formare una mappa cognitiva dell' ambiente servono anche le "grid cell", specifiche cellule della corteccia entorinale che formano un sistema coordinato e forniscono una misura della distanza spaziale percorsa. 

Meccanismo analogico 

La scoperta dell' esistenza del GPS era stata premiata con il Nobel per la Medicina nel 2014. Il gruppo di Fried ha confermato la sua esistenza anche nel cervello umano. 

Successive ricerche hanno chiarito che lo stesso sistema serve a rappresentare esperienze che non hanno a che fare con il senso dello spazio, come il passare del tempo, la frequenza sonora e le caratteristiche degli oggetti. 

Nel corretto ordine 

Per il nuovo studio sono stati reclutati diciassette soggetti che avevano elettrodi impiantati nelle strutture celebrali profonde per trattare una forma grave di epilessia. La loro attività neurale è stata registrata durante una complessa procedura in cui dovevano compiere varie azioni, riconoscere vari pattern e sequenze di immagini. 

I neuroni dell' ippocampo e della corteccia entorinale hanno gradualmente modificato la loro attività per codificare, cioè fissare come ricordo, la struttura temporale di una complessa sequenza di immagini all' interno della presentazione mostrata dai volontari. Questa rappresentazione delle immagini nel tempo si è formata in modo spontaneo, senza forzature specifiche, ed è rimasta persistente anche al termine dell' esperimento. Inoltre la sequenza di attivazione neurale rifletteva la probabilità di comparsa o meno di un determinato stimolo. 

Questo studio come per la prima volta il cervello utilizzi meccanismi analoghi per rappresentare tipi di informazioni apparentemente molto diversi spazio e tempo.