Uno studio dell’Università di Sydney rivela come il cervello gestisce gli eventi attesi e quelli inattesi, aumentando la raccolta di informazioni sensoriali di fronte alle sorprese, favorendo così ricordi più precisi e duraturi.
Ricercatori australiani dell’Università di Sydney hanno scoperto cosa avviene “dietro le quinte” nel cervello umano quando ci troviamo di fronte a situazioni prevedibili rispetto a eventi sorprendenti, fornendo indizi fondamentali per risolvere un mistero di lunga data nelle neuroscienze.
Lo studio mostra che, in presenza di eventi inaspettati, il cervello tende a indirizzare le proprie risorse energetiche verso una maggiore acquisizione di informazioni sensoriali dall’ambiente circostante.
Questo spiegherebbe perché ricordiamo con maggiore vividezza e precisione gli episodi imprevisti: in questi casi, infatti, il cervello aggiorna la propria rappresentazione interna della realtà. Al contrario, quando una situazione è familiare o prevedibile, il cervello sembra attivarsi in anticipo rispetto all’evento, risparmiando preziosi millisecondi. In questi casi, la risposta è più rapida, ma meno focalizzata sulla codifica dettagliata dell’esperienza.
“Il nostro studio offre una visione affascinante di come il cervello utilizzi le previsioni per aiutarci a percepire e interagire meglio con il mondo”, afferma l’autore senior, il dottor Reuben Rideaux della Facoltà di Psicologia dell’Università di Sydney.
Il cervello umano, costantemente impegnato a prendere decisioni, riceve infatti un’enorme quantità di informazioni sensoriali dall’ambiente e deve quindi ottimizzare l’uso delle proprie risorse energetiche. Di fronte a uno stimolo prevedibile, il cervello “semplifica” il processo: “So già di cosa si tratta, non ho bisogno di sprecare energie per elaborarla attentamente”.
“Ma durante gli eventi inaspettati è come un aggiornamento o una patch di un software. Il nostro cervello vuole aggiornare la memoria interna del mondo per assicurarsi che siamo preparati per il futuro, quindi l’energia viene impiegata per raccogliere quante più informazioni possibili dal nostro ambiente“, afferma il dottor Rideaux.
I risultati, pubblicati sul Journal of Neuroscience, risolvono un dibattito di lunga data nelle neuroscienze sull'”efficienza adattativa“, ovvero su come il nostro cervello alloca l’energia neurale per far fronte alle pressioni delle esigenze ambientali.
“Il dibattito si era concentrato sulla questione se il cervello desse priorità alle informazioni attese o a quelle inattese”, ha affermato Ziyue Hu, autrice principale e dottoranda presso la Facoltà di Psicologia. “È incredibile perché tutto questo processo avviene in millisecondi. Ciò ci permette di comprendere meglio come il cervello bilancia velocità e precisione e come la previsione e l’attenzione modellano la nostra percezione del mondo.”
Gestire le sorprese – Il miglior esempio concreto che lo dimostra è lo sport professionistico. Per gli atleti di alto livello, l’esperienza consente loro di prevedere e reagire più rapidamente.
«Immaginate una tennista professionista che sa dove atterrerà la prossima battuta dell’avversaria. La sua esperienza la porta a muoversi verso quel punto ancor prima che la palla venga colpita, posizionando la racchetta in modo da poterla respingere con precisione. Il cervello ha già preparato una risposta motoria per la probabile traiettoria della palla e non si è preoccupato di memorizzare la posizione esatta che avrebbe confermato la sua previsione», afferma la dottoressa Rideaux, “Quella previsione le fa guadagnare millisecondi preziosi, ma se le chiedi di ricordare fotogramma per fotogramma esattamente dove è rimbalzata la palla all’interno del campo di servizio, la sua memoria sarà confusa. Ma è quel raro servizio a sorpresa al centro del campo che ricorderà con vivida precisione spaziale.“
La ricerca – Per studiare questo fenomeno, 40 partecipanti hanno osservato semplici lampi visivi che apparivano attorno a un cerchio, mentre i ricercatori misuravano la loro attività cerebrale tramite EEG (registrazione delle onde cerebrali) e monitoravano le reazioni delle loro pupille.
Il team di ricerca ha registrato i tempi di reazione e la precisione dei partecipanti. Ma, aspetto fondamentale, a volte i ricercatori manipolavano e modificavano deliberatamente la sequenza dei lampi. I partecipanti hanno reagito più rapidamente e con maggiore precisione agli eventi attesi, ma quando è stato chiesto loro di ricordare la posizione esatta, la loro memoria si è rivelata peggiore rispetto a quella successiva ai lampi di luce inaspettati.
Una scoperta sorprendente è stata che il nostro cervello reagisce agli eventi familiari in due fasi. La prima fase si verifica quando il cervello prevede ciò che sta per accadere e quindi prepara il nostro corpo a reagire rapidamente. Il secondo caso si verifica quando il cervello riconosce che l’evento è quello che si aspettava e, risparmiando energia, non elabora in modo approfondito le informazioni provenienti dall’ambiente.
Sia gli eventi attesi che quelli inattesi sono stati rappresentati nella corteccia cerebrale entro 100 millisecondi dalla visione del lampo da parte dei partecipanti, ma gli eventi inattesi sono stati rappresentati più chiaramente nelle onde cerebrali rispetto a quelli attesi. Per la fase successiva della ricerca, il team del dottor Rideaux è interessato a comprendere come questi meccanismi si sviluppano nel tempo e quali fattori ecologici influenzano tali percorsi. Il team è inoltre interessato a esplorare come questi meccanismi possano essere applicati nei cervelli artificiali (reti neurali e intelligenza artificiale) per migliorarne l’efficienza o le prestazioni.
fonte: Università di Sydney
