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Così il cervello decide di imparare

Individuato il meccanismo attraverso cui il cervello apprende nuove informazioni, dando priorità agli elementi che risultano più rilevanti in quel preciso momento. Lo rivela uno studio pubblicato sulla rivista Science dai ricercatori dell’Università di Stanford (Usa), secondo cui un’area dell’encefalo chiamata nucleo paraventricolare del talamo (Pvt) svolgerebbe un ruolo fondamentale in questo processo, assicurandosi che il cervello identifichi e rintracci i dettagli più salienti di una situazione.

 

Nel corso della sperimentazione, gli autori hanno insegnato ad alcuni topi ad associare determinati odori a stimoli positivi o negativi. Per esempio, in un test un aroma segnalava che stava arrivando un sorso d'acqua (risultato positivo), mentre un altro indicava che l’animale avrebbe ricevuto un soffio d'aria in faccia (risultato negativo). Successivamente, lo stimolo negativo è stato sostituito con uno più fastidioso, ossia una leggera scossa elettrica, che presumibilmente avrebbe suscitato un maggiore attenzione da parte dei roditori.

 

L’analisi dell’attività cerebrale dei topi ha dimostrato che i neuroni del nucleo paraventricolare del talamo monitoravano i cambiamenti che si verificavano nell’ambiente, prestando più attenzione ai fattori più importanti durante ogni specifica situazione. Per esempio, durante la prima prova due terzi dei neuroni del Pvt hanno risposto a entrambi gli odori, ma un ulteriore 30% è stato attivato soltanto dall’aroma che indicava il sopraggiungere dell’esito positivo (l'acqua).  Ma quando è stata somministrata la scossa elettrica, questo equilibrio si è spostato: in questo caso quasi tutti i neuroni del Pvt hanno risposto all’odore che segnalava l’arrivo dello stimolo doloroso. Inoltre, un fenomeno simile è stato osservato anche quando gli animali avevano bevuto acqua a sufficienza: nel momento in cui bere contava di meno, i neuroni del Pvt era meno reattivi all'odore associato all’acqua e più reattivi a quello collegato al soffio d'aria. Secondi gli scienziati, questi risultati suggeriscono che il nucleo paraventricolare del talamo tiene traccia di ciò che risulta importante in ciascun momento.

 

Un ulteriore esperimento condotto su topi geneticamente modificati affinché il team potesse controllare l'attività del Pvt con la luce, ha dimostrato che era possibile inibire o migliorare l'apprendimento degli animali. Per esempio, i ricercatori sono riusciti a insegnare più velocemente ai topi che un odore non segnalava più in modo affidabile l’arrivo dell'acqua, oppure un odore era passato dal segnalare l'acqua all’indicare l’arrivo della scossa. La scoperta, secondo gli scienziati, potrebbe quindi indicare nuovi modi per modulare l'apprendimento - per il momento nei topi, ma in futuro anche negli esseri umani. Inoltre, suggerisce che l’appropriata stimolazione o soppressione dell'attività del Pvt potrebbe aiutare a curare la tossicodipendenza: potrebbe, infatti, consentire di disimparare l'associazione esistente tra l'assunzione della droga e l’esito piacevole.

 

Foto: © freshidea - Fotolia.com

di Nadia Comerci
Pubblicato il 06/11/2018