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Cervello, i due orologi con cui anticipa il tempo

Pronti, via. Ma con un attimo di anticipo. Il cervello è in grado di anticipare il tempo di un'azione – ad esempio attraversare la strada una frazione di secondo prima che scatti il verde al semaforo – grazie a due distinti “cronometri” collocati in diverse aree cerebrali. I due orologi sono accordati a una diversa regolarità temporale, una basata sul ritmo l'altra sull'alternanza di determinati intervalli. È quanto hanno scoperto dei ricercatori della University of California di Berkeley (Stati Uniti) in una ricerca pubblicata su PNAS.

“Nello sport, nella musica, nel linguaggio o anche quando si tratta di prestare attenzione, secondo il nostro studio la tempistica non dipende da un processo unificato ma ci sono due modi distinti con cui facciamo predizioni temporali e questo dipende da diverse parti del cervello”, spiega Assaf Breska, neuroscienziato fra gli autori dello studio.

Un test con segnali luminosi

I ricercatori hanno analizzato questi meccanismi coinvolgendo dei pazienti colpiti da degenerazione cerebellare, una condizione caratterizzata dal deterioramento dei neuroni del cervelletto, o da disfunzione dei gangli basali (nuclei che svolgono un ruolo centrale nella risposta motoria volontaria) risultante dalla malattia di Parkinson. Ai gangli basali è stato collegato l'orologio del ritmo, al cervelletto l'orologio degli intervalli, una sorta di timer basato sulla memoria di esperienze precedenti.

Ai pazienti sono state mostrate delle sequenze di segnali luminosi sullo schermo di un computer. Erano dei quadrati di colore rosso, verde e bianco che lampeggiavano a velocità diverse; ai partecipanti era stato chiesto di premere un pulsante quando compariva il quadrato verde. Quello bianco fungeva invece da spia anticipando la comparsa del verde. In una sequenza il rosso, bianco e verde si alternavano a un ritmo regolare, nell'altra i quadrati colorati seguivano uno schema più articolato, con diversi intervalli tra il rosso e il verde.

Due diverse abilità anticipatrici

Si è visto che i pazienti con degenerazione cerebellare rispondevano meglio alla prima sequenza di segnali luminosi, quella con il ritmo ben definito, mentre i soggetti con il Parkinson alla seconda: “Abbiamo dimostrato che i pazienti con degenerazione cerebellare erano penalizzati nell'utilizzo dei segnali temporali non ritmici mentre quelli con degenerazione dei gangli basali lo erano nell'uso dei segnali ritmici”, spiega Richard Ivry, anche lui autore dello studio.

Questa differenza – spiegano gli scienziati – prova l'esistenza di meccanismi neuronali distinti con cui è possibile fare delle predizioni temporali basate sul ritmo e sugli intervalli: “Un sistema basato sul ritmo è sensibile agli eventi periodici dal momento che è caratteristico del linguaggio e della musica. Il sistema basato sugli intervalli fornisce un'abilità anticipatrice più generale, sensibile alle regolarità temporali persino in assenza di segnali ritmici”, sottolinea ancora Ivry. Inoltre i risultati suggeriscono che se uno dei due cronometri si inceppa l'altro potrebbe prendere il suo posto.

Lo studio apre una nuova prospettiva sul modo in cui gli uomini calcolano il tempo giusto per fare una mossa, per anticipare eventi futuri, concentrare la propria attenzione e agire di conseguenza: “Lo studio identifica non solo i contesti anticipatori in cui questi pazienti neurologici sono deficitari ma anche quelli in cui non hanno difficoltà, suggerendo l'idea di modificare i loro ambienti per rendere più facile l'interazione con il mondo che li circonda”, conclude Breska.

 

Foto: Pixabay

di Vito Miraglia
Pubblicato il 28/11/2018