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Sebbene l’architettura e l’organizzazione più ampie del cervello umano siano universali, una nuova ricerca mostra come le differenze nei modi in cui le persone reimmaginano scenari comuni possono essere osservate e quantificate nell’attività cerebrale. Queste firme neurologiche uniche potrebbero essere utilizzate per comprendere, studiare e persino migliorare il trattamento di problemi come il morbo di Alzheimer.

La ricerca è stata condotta da un team dell’Università di Rochester Medical Center (USA). Un articolo sui loro risultati è stato pubblicato sulla rivista Nature Communications.

Quando le persone immaginano tipi di eventi simili, ogni persona lo fa in modo diverso perché ha esperienze diverse“, ha detto Feng V. Lin, professore associato presso l’Institute of Neuroscience Del Monte presso l’Università di Rochester e coautore dello studio. “La nostra ricerca dimostra che siamo in grado di decodificare informazioni complesse relative al cervello umano per la vita di tutti i giorni e identificare ‘impronte’ neurali che sono uniche per l’esperienza ricordata di ogni individuo“.

 

Scenari ampi

Nello studio, i ricercatori hanno chiesto a 26 partecipanti di ricordare scenari comuni, come guidare, andare a un matrimonio o mangiare fuori in un ristorante. Gli scenari erano abbastanza ampi da consentire a ciascun partecipante di reimmaginarli in modo diverso. Ad esempio, quando i ricercatori hanno chiesto ai volontari di ricordare e descrivere in modo vivido un’occasione in cui si balla, una persona potrebbe ricordare di aver visto la propria figlia partecipare a un recital di danza, mentre un’altra potrebbe immaginarsi ballare in un bar.

Le descrizioni verbali dei partecipanti sono state mappate su un modello linguistico computazionale che approssima il significato delle parole e crea una rappresentazione numerica del contesto della descrizione. Ai partecipanti è stato anche chiesto di valutare aspetti dell’esperienza ricordata, come ad esempio l’intensità associati con il suono, il colore, il movimento e diverse emozioni.

I volontari dello studio sono stati quindi inseriti in un dispositivo di risonanza magnetica funzionale (fMRI) e gli è stato chiesto di reimmaginare l’esperimento mentre i ricercatori hanno misurato quali aree del cervello erano state attivate. Utilizzando i dati fMRI e le descrizioni verbali e le classificazioni del soggetto, i ricercatori sono stati in grado di isolare i modelli di attività cerebrale associati alle esperienze di quell’individuo. Ad esempio, se il partecipante immaginava di guidare in un semaforo rosso, le aree del cervello associate alla memoria del movimento e del colore sarebbero attivate.

 

Abbonamento unico

Utilizzando questi dati, i ricercatori hanno costruito un modello funzionale del cervello di ciascun partecipante, creando essenzialmente una firma unica della loro attività neurologica.

I ricercatori sono stati in grado di identificare diverse aree del cervello che fungevano da centri di elaborazione delle informazioni nelle reti cerebrali che contribuiscono a ricordare informazioni su persone, oggetti, luoghi, emozioni e sensazioni. Il team è stato anche in grado di osservare come i modelli di attivazione all’interno di queste reti differissero a livello individuale, a seconda dei dettagli dei ricordi e dell’immaginazione di ogni persona.

Uno degli obiettivi della scienza cognitiva è capire come i ricordi vengono rappresentati e manipolati dal cervello umano“, ha affermato il dottor Andrew Anderson, dell’Istituto di Neuroscienze Del Monte, Università di Rochester e coautore dello studio. “Questo studio mostra che la fMRI può misurare l’attività cerebrale con un segnale sufficiente per identificare differenze interpersonali significative nella rappresentazione neurale di eventi immaginari complessi che riflettono l’esperienza unica di ogni individuo“.

Oltre ad espandere la nostra comprensione di come il cervello è collegato in rete, gli autori sottolineano che molte delle regioni chiave da loro identificate tendono a diminuire con l’avanzare dell’età e sono vulnerabili alla degenerazione che si verifica in malattie come l’Alzheimer. I risultati potrebbero portare a nuovi modi per diagnosticare e studiare i disturbi associati a deficit di memoria irregolari, tra cui demenza, schizofrenia e depressione, e forse anche personalizzare i trattamenti e prevedere quali terapie saranno più efficaci.

Photo by Gemma Evans on Unsplash