Come il tuo cervello riconosce inconsciamente gli schemi quotidiani: approfondimenti sui processi di pensiero automatici

Come il tuo cervello riconosce inconsciamente gli schemi quotidiani: approfondimenti sui processi di pensiero automatici

Il cervello umano riconosce costantemente i modelli nelle esperienze quotidiane e può farlo senza pensiero cosciente, come uno studio 1 spettacoli. Questa ricerca ha analizzato l'attività neurale di persone a cui erano stati impiantati elettrodi nel cervello per ragioni mediche.

Lo studio mostra che i neuroni nelle regioni chiave del cervello combinano le informazioni su ciò che sta accadendo e quando sta accadendo. Ciò consente al cervello di riconoscere gli schemi degli eventi nel tempo. Questo aiuta il cervello a prevedere gli eventi imminenti, dicono gli autori. I risultati sono stati pubblicati oggi sulla rivistaNaturapubblicato.

"Il cervello fa molte cose di cui non siamo consapevoli", spiega Edvard Moser, neuroscienziato dell'Università norvegese di scienza e tecnologia di Trondheim. "Questa non fa eccezione."

Un eccesso di dati

Per comprendere il mondo che ci circonda, il cervello deve elaborare un flusso di informazioni: cosa sta accadendo, dove sta accadendo e quando sta accadendo. Gli autori dello studio volevano esaminare come il cervello organizza queste informazioni nel tempo: un passo cruciale Apprendimento e memoria.

Il gruppo di ricerca ha studiato 17 Persone con epilessia che si preparavano al trattamento chirurgico. Questi elettrodi hanno permesso agli autori di registrare direttamente l’attività dei singoli neuroni in più regioni del cervello.

Queste regioni includevano il Ippocampo e il corteccia entorinale, quelli sulla memoria e il navigazione sono coinvolti. Queste aree contengono cellule di tempo e luogo, che fungono da orologio interno del corpo e sistema GPS codificando tempo e posizioni. "Tutte le informazioni esterne che entrano nel nostro cervello devono essere filtrate attraverso questo sistema", afferma Itzhak Fried, coautore dello studio e neurologo presso l'Università della California, a Los Angeles.

Sfilata di volti

Per prepararsi all'esperimento principale, i ricercatori hanno mostrato a ciascun partecipante una varietà di immagini di volti. Per ciascun partecipante, gli scienziati ne hanno identificati sei Volti che attivavano fortemente un singolo neurone nel cervello del partecipante. Ad esempio, un partecipante potrebbe avere un neurone "uomo con gli occhiali da sole", un neurone "donna con cappello" e altri quattro, ciascuno dei quali preferisce un volto particolare.

Il team ha disposto le sei foto di ciascun partecipante in un triangolo, con una foto su ciascun angolo e un'altra foto su ciascun lato. Ogni immagine era collegata da linee che attraversavano i lati del triangolo e il suo interno.

In uno studio sperimentale, i partecipanti hanno visualizzato una serie di immagini facciali. Una semplice regola dettava l'ordine delle immagini: ogni volto era seguito da un altro volto ad esso collegato in un triangolo (vedi 'Riconoscimento dei pattern'). Ad esempio, se la prima faccia fosse quella nell'angolo inferiore sinistro del triangolo, la seconda faccia sarebbe una delle due facce immediatamente vicine: la faccia al centro della base del triangolo o la faccia al centro del lato sinistro del triangolo. Gli sperimentatori non hanno rivelato questa regola ai partecipanti. Inoltre, i partecipanti sono stati distratti ponendo loro domande sul contenuto delle immagini durante ogni prova.

Durante l'esperimento, i neuroni nell'ippocampo e nella corteccia entorinale di ciascun partecipante hanno iniziato gradualmente a rispondere non solo al volto presentato, ma anche ai volti direttamente collegati ad esso nel triangolo. Quando ai partecipanti è stato chiesto se avessero notato uno schema nell’ordine delle immagini, hanno risposto di no. Tuttavia, le loro cellule cerebrali hanno imparato lo schema, dimostrando che il cervello può riconoscere schemi senza consapevolezza cosciente. Nelle pause tra le prove, i neuroni del "viso" dei partecipanti riproducevano ciò che avevano imparato e seguivano gli schemi in modo indipendente senza essere stimolati.

"Si tratta di qualcosa che non è esplicito, ma implicito. E il cervello essenzialmente lo rileva molto rapidamente e possiamo osservare questi cambiamenti nelle singole cellule", afferma Fried.

Neuroni orientati al futuro

Gli autori hanno scoperto che i neuroni potrebbero anche anticipare quali immagini sarebbero apparse successivamente. Ciò suggerisce che il cervello impara a prevedere eventi futuri sulla base di modelli appresi.

"Il fatto che ciò avvenga senza incentivi esterni è davvero interessante", afferma Matt Jones, neuroscienziato dell'Università di Bristol, nel Regno Unito. "Molti dei risultati sono straordinariamente coerenti con le previsioni della ricerca sui roditori ed evidenziano come i circuiti dell'ippocampo si sono evoluti per strutturare le nostre mappe cognitive", aggiunge.

Comprendere come il cervello organizza le informazioni sulle sequenze di eventi potrebbe avere importanti applicazioni cliniche. Ad esempio, potresti Terapie per il potenziamento della memoria mirano a promuovere modelli neurali specifici che rappresentano ricordi importanti, spiega Fried. "In definitiva si tratta di collegare le cose insieme nel tempo. Questa è davvero l'essenza della memoria."

1. Tacikowski, P., Calendario, G., Ciliberti, D. & Fried, I. Natura https://doi.org/10.1038/s41586-024-07973-1 (2024).

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