Un gruppo di scienziati dell'Indiana University negli Stati Uniti sta studiando come le persone valutano e prevedono le conseguenze delle loro azioni future. Domenica 6 luglio al Forum FENS di Neuroscienze, Joshua Brown ha mostrato alcune simulazioni in grado di chiarire come il cervello anticipa, riconosce, valuta, ed evita gli errori.
“Il cervello crea aspettative rispetto a ciò che dovrebbe succedere, e le confronta con quello che accade realmente” spiega il ricercatore. “Stiamo esaminando come il cervello prevede effetti non ancora avvenuti, e come questo ci aiuta nell’evitare errori futuri o situazioni pericolose”.
Brown e colleghi hanno sviluppato una complessa simulazione informatica che riproduce le regioni del cervello che sono maggiormente coinvolte nel momento in cui le persone regolano inconsapevolmente i loro comportamenti. Il modello conferma che alcune specifiche zone si attivano durante il riconoscimento degli errori.
Questi dati, combinati con le tecniche di imaging, hanno permesso al gruppo di Brown di dimostrare che la valutazione e la previsione degli errori coinvolge regioni diverse del cervello all’interno della corteccia prefrontale mediale (mPFC), e in particolare nella corteccia cingolata anteriore (ACC). Queste aree sono in grado di fare proiezioni sugli eventi futuri, sia positivi che negativi.
Studi precedenti avevano già mostrato un’attivazione dell’ACC durante o subito dopo il riconoscimento di un errore: è così che alcuni scienziati hanno iniziato a parlare di questa parte del cervello come una sorta di ‘centro dell’errore’. Ma ora il modello informatico proposto dall’Indiana University suggerisce che la corteccia cingolata anteriore regola anche il tentativo di evitare errori futuri, come un sistema di prevenzione delle situazioni rischiose.
Questa scoperta suggerisce anche che eventuali danni all’ACC potrebbero compromettere la capacità del cervello di valutare i pericoli in arrivo. Già sappiamo che le disfunzioni della corteccia cingolata anteriore sono legate a diversi disturbi mentali, come l’autismo o la dipendenza da droghe, che spesso portano i pazienti a sottovalutare i pericoli. Al contrario, l’eccessiva attivazione dell’ACC è associata a disturbi ossessivo-compulsivi, che invece amplificano la percezione dei rischi incombenti.

Lo sviluppo di modelli informatici che spiegano questi processi potrebbero portare quindi ad avanzamenti nella ricerca clinica su disturbi legati alla disfunzione della corteccia cingolata anteriore. La sofisticata simulazione messa a punto da Brown e colleghi è stata realizzata a partire da dati esistenti raccolti con le tecniche più avanzate: neuroimmagine, registrazione dell’attività elettrica del cervello e analisi comportamentali. “Una volta che abbiamo sviluppato il modello, lo abbiamo utilizzato per fare previsioni sull’attivazione delle strutture cerebrali in diversi contesi. Poi abbiamo confrontato queste previsioni con i dati reali” spiega il ricercatore. “Effettivamente, il computer ci ha aiutato a ‘prevedere’ i meccanismi neurali che sono alla base della previsione umana”.
È così che i modelli informatici stanno diventando strumenti sempre più efficaci per migliorare la comprensione del cervello. “La nostra ricerca dimostra che i computer possono portare a scoperte importanti. Unendo i dati con i modelli, siamo in grado di verificare l’accuratezza delle teorie sul cervello” conclude Brown. I modelli neurali computazionali offrono così una possibile via per comprendere i meccanismi del cervello alla base delle operazioni complesse di concettualizzazione.