Ecco come si "accende" un cervello che decide: la mappa più completa finora

 

Che cosa succede ai singoli neuroni del nostro cervello quando siamo impegnati a prendere una decisione? Lo rileva la prima mappatura completa dell' attività celebrale alla base dei processi decisionali, realizzata non in una singola area decisionale ma nell' intero cervello dei topi. 

Lo sforzo mastodontico, frutto di una collaborazione internazionale guidata dall' International Brain Laboratory di Ginevra, in Svizzera permette di osservare l' intero processo alla base di una scelta a livello delle singole cellule celebrali: i risultati pubblicati su Nature, mostrano che a condividere la "fatica" di decidere son sin dall' inizio, molte aeree celebrali che lavorano in modo coordinato, e non funzionano come a lungo ipotizzato, in modo gerarchico e sequenziale.

Oltre mezzo milione di neuroni 

La mappa descrive l' attività di oltre 650.000 singoli neuroni con risoluzioni a singolo picco. Questa attività è alla base dell' attività sensoriale e motoria del cervello che costituisce una decisione. 

La mappa è una risorsa fantastica, già esplorata da una miriade di scienziati, che sta producendo scoperte inaspettate, spiega Matteo Carandini, Professore di Neuroscienze visive all' University College London che preso parte alla collaborazione. 

La risoluzione spaziale e temporale della mappa è senza precedenti, e nasce dalla volontà di studiare l' attività celebrale unendo le competenze e le tecnologie dei migliori laboratori di neuroscienze di Europa, e Stati Uniti, in maniera analoga abbiamo già visto nella fisica delle particelle con il CERN e nella biologia con lo Human Genome Project. 

Anziché studiare come si dispiega il processo in una o in due aree celebrali per volta, come è sempre stato fatto in passato, gli scienziati hanno registrato simultaneamente l' attività neurale dei topi in dodici laboratori sparsi nei due continenti, usando strumenti e modi di processare i dati standardizzati, cioè uguali per tutti e facilmente riproducibili, mentre i roditori erano impegnati nello stesso compito decisionale. 

Questo sforzo coordinato ha permesso di raggiungere una precisione e un' estensione senza precedenti nella  mappatura: 

Abbiamo registrato oltre mezzo milione di neuroni su topi in dodici laboratori, comprendo 279 aeree celebrali, che insieme rappresentano il 95 percento del volume celebrale del topo. 

L' attività decisionale e in particolare quella legata alla ricompensa, hanno illuminato il cervello come un albero di natale, racconta Alexandre Pouget, professore di neuroscienze computazionali all' Università di Ginevra e co-fondatore dell' IBL.

Dilemma condiviso 

I topi sono stati sistemati di fronte a uno schermo sul quale veniva proiettata una luce, a volte a destra a volte a sinistra. 

I roditori dovevano muovere una piccola rotella nella direzione indicata dalla luce per ricevere una ricompensa. 

A volte la luce era molto debole per essere notata con precisione, e i topi dovevano decidere da soli da che parte girare la ruota. Come previsto gli animali si sono basati sulla frequenza di comparsa della luce in uno o nell' altro quadrante per decidere. 

Così, oltre a studiare in diretta come si attiva il loro cervello, gli scienziati hanno anche potuto studiare in che modo le aspettative influenzano il processo decisionale.

Lavoro corale   

L' esperimento ha mostrato che i segnali generati quando si prende una decisione sono sorprendentemente ben distribuiti, nel cervello, e non localizzati in regioni specifiche: l' attività celebrale alla base delle nostre scelte non sarebbe organizzata in modo piramidale, ma ci sarebbe invece una costante comunicazione tra un'aera e l' altra durante la decisione, il movimento conseguente e la ricompensa per la scelta fatta. 

Quanto scoperto sarà importante nei futuri studi sui comportamenti complessi, che dovranno avere un' approccio più distico, che riguardi a un quadro più ampio a quanto fatto finora. La stessa metodologia sarà in seguito applicata allo studio di altri temi importanti per le neuroscienze.