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Mente leggibile: i neurologi decodificano le onde cerebrali e riconoscono in anticipo le azioni future

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I primi passi per leggere le menti sono fatti

Prevedere le azioni di altre persone è stato finora un atto di intuizione. Questo potrebbe cambiare presto, perché un gruppo di ricerca austriaco ha usato i risultati del premio Nobel per decodificare i modelli di pensiero dei ratti. Ciò ha permesso loro di prevedere esattamente cosa avrebbero fatto i roditori dopo.

Un gruppo di ricerca presso l'Istituto di Scienza e Tecnologia Austria (IST Austria) è stato in grado di utilizzare l'attività neuronale nel cervello del ratto per prevedere dove sarebbe andato l'animale. I ricercatori hanno persino saputo in anticipo quando l'animale avrebbe commesso un errore. I risultati dello studio sono recentemente apparsi sulla rivista "Neuron".

Il sistema GPS nella nostra testa

La base di questo studio era la conoscenza delle cosiddette cellule posto nel cervello, una sorta di sistema GPS integrato. A questi risultati della ricerca è stato assegnato il premio Nobel per la medicina nel 2014. Allora, un team guidato dal neuroscienziato John O'Keefe ha scoperto alcune cellule del cervello che creano una sorta di mappa dello spazio circostante e quindi danno un forte contributo all'orientamento. Gran parte di questi parcheggi è stata trovata anche in persone che si orientano molto, come i tassisti.

Leggi la mappa nel cervello

Il gruppo di ricerca austriaco ha usato queste conoscenze per decifrare come esattamente i ratti usano queste cellule spaziali per orientarsi. Usando l'attività cerebrale misurata del roditore, i ricercatori sono stati quindi in grado di prevedere dove si trova il topo e dove sta andando dopo. In particolare, i ricercatori sono stati in grado di determinare dove pensa che sia il ratto perché a volte i segnali delle cellule del luogo non corrispondevano alla posizione reale. "Questo ci dà un'idea di ciò che l'animale pensa dello spazio", riferisce il direttore della ricerca Jozsef Csicsvari in un comunicato stampa sui risultati dello studio. Il team è stato in grado di decodificare il modo in cui i topi pensano di risolvere compiti che occupano la loro memoria spaziale.

Con GPS attraverso il labirinto

Negli esperimenti, gli scienziati hanno permesso ai ratti di attraversare un labirinto. Tre delle otto possibili rotte contenevano cibo. Nel primo passo, i roditori potevano muoversi liberamente nel labirinto per orientarsi. Da allora la sua attività cerebrale è stata misurata. Durante la seconda visita al labirinto, i topi conoscevano già l'ambiente circostante. Qui il team è stato in grado di mostrare come gli animali usano i loro ricordi per procurarsi il cibo. "In effetti, possiamo prevedere quale braccio il topo farà un passo avanti", ha detto Csicsvari.

Memoria di riferimento e di lavoro

I ricercatori sono stati in grado di determinare due diversi meccanismi per orientare il ratto. Per uno, usa la memoria di riferimento per ricordare in che modo contiene i premi e quali no. Inoltre, controlla nella sua memoria di lavoro le rotte che ha già coperto. Questi due rami risultano nella posizione corrente su una mappa mentale.

Anche i ratti commettono errori

Sulla base di come i neuroni hanno sparato nel cervello del ratto, i ricercatori sono stati in grado di vedere cosa stava facendo il ratto. Inoltre, il team è stato in grado di dimostrare che anche gli amici a quattro zampe si sono ricordati in qualche modo sbagliato. "Se il topo commette un errore, ricorda un percorso casuale", spiega Csicsvari. La squadra sapeva in anticipo quando il topo avrebbe commesso un errore.

La memoria di riferimento è più facile da interpretare

I ricercatori descrivono la memoria di riferimento come qualcosa che il cervello usa per trovare luoghi da visitare. Al contrario, la memoria di lavoro è molto più astratta. Contiene molti singoli elementi, come in un elenco, che sono spuntati dopo che sono stati visitati. "L'ippocampo probabilmente segnala la corteccia prefrontale dov'era il topo e la corteccia prefrontale tiene traccia di quali elementi può spuntare", riassume Csicsvari. (Vb)

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