I neuroni Gps che conoscono il futuro

© encierro/www.shutterstock.com

I neuroni Gps che conoscono il futuro Nell’ippocampo il meccanismo che ci aiuta a orientarci nello spazio

Quale direzione prendere e soprattutto doverlo fare nel più veloce tempo possibile. Per un animale in fuga dal suo cacciatore, fare questo tipo di ragionamento è fondamentale per la propria sopravvivenza. La salvezza è legata anche alla capacità di poter immaginare scenari futuri, tra loro alternativi, e valutare quale di essi sia in grado di garantire le migliori chance di sopravvivenza.

Alla base di questo complesso processo mentale ci sono i cosiddetti neuroni GPS, il sistema di navigazione del nostro cervello che permettono sia a noi, che ad altri animali, di orientarci nello spazio. Essi non solo tengono traccia della posizione passata e presente del soggetto, ma immaginano anche la sua posizione futura. Questa scoperta è stata fatta dal professor Loren Frank, insieme ai suoi colleghi dell’Università della California a San Francisco, autori di un articolo apparso sulla famosissima rivista “Cell”. Tutto è partito registrando l’attivazione neuronale e studiando il comportamento di alcuni topi collocati all’interno di un labirinto. In una versione un po’ più moderna di questo classico test da laboratorio, gli autori hanno registrato nei roditori l’attivazione delle cellule di posizione dell’ippocampo, così chiamate perché tengono traccia della posizione del soggetto durante il movimento nello spazio, funzionando come una sorta di navigatore neuronale sempre attivo. I dati di maggior interesse emersi da questo tipo di esperimento, si sono registrati quando i topi dovevano affrontare una biforcazione all’interno del labirinto, un bivio sostanzialmente. Si è potuto constatare infatti che in quella particolare situazione si attivavano in sequenza, oscillando di circa otto volte al secondo, le cellule GPS che rappresentavano la posizione del topo davanti al bivio, e le due possibili alternative dell’eventuale percorso futuro. Secondo lo studio dei ricercatori, questa è la traccia neurale del fatto che l’animale si stava rappresentando mentalmente le diverse possibilità o vie di fuga. Un particolare importante da evidenziare è che i segnali oscillatori delle cellule di posizione diventavano sempre più intensi man mano che l’animale si avvicinava in prossimità del punto decisivo.

L’ipotesi più probabile è che l’ippocampo abbia la funzione di poter generare una sorta di menù degli eventuali scenari possibili, in base al quale altre parti del cervello possono poi decidere quale opzione poter scegliere, tenendo però sempre conto di numerosi altri fattori che possono condizionare la scelta, come ad esempio la situazione di pericolo imminente, gli eventuali bisogni dell’organismo, come gli stati di fame e di sete, o lo stato emotivo del soggetto, come può essere lo stato di paura dettata dalla particolare situazione. Un’altra importante scoperta rilevata da questo studio è che i neuroni GPS tengono anche traccia della direzione in cui il soggetto si sposta. Quando infatti il topo si muoveva lungo un tratto del labirinto, si attivavano, alternativamente, sia le cellule di posizione per la direzione intrapresa sia quelle per la direzione opposta, con un’oscillazione ad alta frequenza anche in questo caso.

In sostanza è come se il topo durante il tragitto facesse questo tipo di ragionamento: «Sto andando da questa parte, ma potrei anche girarmi e andare nella direzione opposta. Riteniamo che tutto questo dimostri che l’ippocampo non è solo responsabile della registrazione degli eventi del passato e dell’elaborazione del presente, ma anche dell’immaginazione del futuro», ha commentato il professor Loren Frank. «La nostra ricerca è solo un primo passo, ma ci apre nuove strade per studiare in che modo gli scenari immaginati vengono generati e valutati nel cervello mentre gli animali prendono le decisioni». (M. M.). La scoperta è stata fatta da Loren Frank e dai colleghi dell’Università della California a San Francisco