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Per la prima volta, scienziati di dodici laboratori in Europa e negli Stati Uniti hanno mappato l’attività cerebrale durante un compito decisionale. La ricerca rivela che il cervello si attiva come un albero di Natale quando un mammifero deve effettuare una scelta. Questo studio innovativo, pubblicato sulla rivista Nature, ha registrato l’attività di oltre 650.000 neuroni distribuiti in 279 aree del cervello del topo, coprendo circa il 95% dell’organo.
Alexandre Pouget, dell’Università di Ginevra, ha sottolineato: “Questa è la prima volta che viene prodotta una mappa completa dell’attività neuronale durante il processo decisionale”.
Il metodo innovativo di registrazione neuronale
I neuroni, le cellule che trasmettono segnali elettrici, comunicano tra loro attraverso complesse reti. Quando un animale vede, decide e agisce, milioni di neuroni attivano impulsi in sequenze rapidissime. Fino ad ora, registrare questa interazione su scala cerebrale era impossibile poiché le tecniche tradizionali limitavano l’analisi a poche aree. Grazie all’utilizzo delle sonde Neuropixels, sottili elettrodi al silicio con centinaia di contatti, i ricercatori sono riusciti a monitorare simultaneamente l’attività di migliaia di neuroni, raggiungendo una risoluzione senza precedenti.
Queste sonde hanno permesso di focalizzarsi su regioni chiave del cervello, come il talamo e la corteccia visiva, che elaborano informazioni nei primi millisecondi dopo uno stimolo. Un aspetto cruciale della ricerca è il concetto di “aspettativa” o “prior”, che si basa sulla capacità del cervello di prevedere eventi futuri in base all’esperienza passata. Questo principio è legato alla teoria bayesiana di combinazione di percezioni e aspettative.
Scoperte sui segnali decisionali
Le analisi hanno dimostrato che i segnali decisionali non sono localizzati in una singola area, ma si estendono a quasi tutto il cervello. Il primo studio ha esaminato 139 topi che dovevano muovere una rotella per centrare un segnale visivo, ricevendo ricompense o segnali di errore. Le risposte visive sono emerse nelle aree classiche della corteccia visiva e si sono diffuse rapidamente al midollo spinale e al cervelletto, mentre l’informazione sulla scelta e sulla ricompensa si è rivelata distribuita in molte altre regioni.
Il secondo studio ha rivelato che l’aspettativa, formata da tentativi precedenti, è codificata non solo in aree cognitive, ma anche in regioni sensoriali e motorie come il talamo e la corteccia motoria. Ila Fiete del Massachusetts Institute of Technology ha affermato: “L’ampiezza senza precedenti delle nostre registrazioni rivela come l’intero cervello esegua l’arco completo di elaborazione sensoriale, decisione cognitiva e movimento”.
Una risorsa per la comunità scientifica
Tutti i dati raccolti, insieme a numerosi strumenti e protocolli, sono stati resi disponibili per la comunità scientifica. Matteo Carandini, coautore dello studio, ha dichiarato che questa risorsa è già stata utilizzata da molti ricercatori, portando a scoperte inattese. Questa iniziativa segna l’inizio di una neuroscienza collaborativa, aperta e globale, che mira a chiarire come milioni di neuroni lavorano insieme per trasformare stimoli in decisioni.
Con questa ricerca, il campo della neuroscienza si sta avvicinando a una comprensione più profonda delle dinamiche cerebrali e del comportamento umano, aprendo la strada a futuri sviluppi che potrebbero rivoluzionare il nostro approccio alla comprensione della mente.