Come il cervello decide cosa imparare? Per conoscere il mondo, sia gli animali che gli umani devono fare di più che prestare attenzione a ciò che li circonda. Hanno anche bisogno di imparare quali aspetti, suoni e sensazioni nel loro ambiente sono più importanti e monitorare come l’importanza di questi dettagli cambia nel tempo. Tuttavia, come gli umani e altri animali seguono questi dettagli è rimasto un mistero.
Ora, i biologi di Stanford che hanno pubblicato il loro studio il 26 ottobre in Science, pensano di aver capito come gli animali riescono a ordinare i dettagli. Una parte del cervello chiamata talamo paraventricolare o PVT, serve come una sorta di gatekeeper che assicura che il cervello identifichi e rintracci i dettagli più salienti di una situazione. “Anche se la ricerca, finanziata in parte dall’Iniziativa Neurochoice dell’Istituto di Neuroscienze di Wu Tsai, è limitata ai topi, i risultati potrebbero un giorno aiutare i ricercatori a capire meglio come gli umani imparano o addirittura potrebbero aiutare a curare la tossicodipendenza”, ha detto l’autore Xiaoke Chen, un assistente Professore di biologia.
” I risultati di questo studio sono una sorpresa”, ha detto Chen, ” in parte perché pochi avevano sospettato che il talamo potesse fare qualcosa di così sofisticato. Abbiamo mostrato che le cellule talamiche svolgono un ruolo molto importante nel tenere traccia del significato comportamentale degli stimoli, ruolo che nessuno aveva mai svolto prima”. Chen, è anche membro di Stanford Bio-X e del Wu Tsai Neurosciences Institute.
Decidere cosa imparare
Nella sua forma più elementare, l’apprendimento si riduce al feedback. Ad esempio, se hai mal di testa e prendi un farmaco, ti aspetti che il farmaco faccia passare il mal di testa. Se questo accade e hai ragione, prenderai quel farmaco la prossima volta che avrai mal di testa. Se ti sbagli, proverai qualcos’altro. Psicologi e neuroscienziati hanno studiato questo aspetto dell’apprendimento in modo esteso e persino lo hanno tracciato in specifiche parti del cervello che elaborano il feedback e guidano l’apprendimento.
“Tuttavia, quella foto dell’apprendimento è incompleta”, ha detto Chen. “Anche in esperimenti di laboratorio relativamente semplici, per non parlare della vita nel mondo reale, gli esseri umani e gli altri animali hanno bisogno di capire da che cosa imparare: in sostanza, cos’è il feedback e cos’è il rumore. Nonostante questo bisogno, gli psicologi e i neuroscienziati non hanno prestato attenzione a questo processo”.
Per iniziare a porre rimedio a ciò, Chen e colleghi hanno insegnato ai topi ad associare odori particolari con risultati positivi e negativi. Un odore segnalava che stava arrivando un sorso d’acqua, mentre un altro segnalava che il topo stava per avere un soffio d’aria in faccia.
Più tardi, i ricercatori hanno sostituito il soffio d’aria con una leggera scossa elettrica, qualcosa che presumibilmente avrebbe suscitato un po’ più di attenzione. Il team ha scoperto che i neuroni nel PVT seguivano questo cambiamento. Durante la fase del soffio d’aria, due terzi dei neuroni PVT hanno risposto agli odori, mentre un ulteriore 30 percento è stato attivato solo dall’acqua di segnalazione degli odori. In altre parole, durante questa fase il PVT ha risposto sia a risultati positivi che negativi, ma c’è stata una maggiore risposta ai segnai positivi.
