La registrazione dell'attività nell'area intorno alla corteccia dorsale anteriore premotoria, in soggetti sottoposti a esperimenti progettati per verificare come il cervello seleziona dalla memoria di lavoro (Credit: Badre lab/Brown University)Da ricordare: degli scienziati dicono di aver capito come il cervello recupera le informazioni dalla «memoria di lavoro» quando decidiamo di agire.

Per esempio sei una mamma molto occupata, che cerca di concludere una chiamata di lavoro appena arrivata a casa. Mentre conversi con l'auricolare Bluetooth, un bambino implora di avere uno spuntino sconosciuto, un altro chiede dove sono i compiti di casa, e proprio in quel momento arriva una e-mail urgente dal capo sul telefono nella borsa.

Durante gli ultimi minuti della chiamata tali richieste urgenti - merenda, compiti, boss - aspettano nella memoria di lavoro. Quando riagganci, prendi il primo e agisci.

Quando fai questo, secondo i ricercatori di psicologia della Brown University, i cui risultati appaiono nella rivista Neuron, impieghi dei circuiti cerebrali che collegano uno specifico pezzo dello striato chiamato «caudato» e un pezzo della corteccia prefrontale centrata sulla corteccia premotoria dorsale anteriore. Per selezionare nella memoria di lavoro, hanno scoperto, si usano circuiti simili a quelli coinvolti nel pianificare il movimento.

Negli esperimenti di laboratorio con 22 volontari adulti, i ricercatori hanno usato la risonanza magnetica per monitorare l'attività cerebrale durante un compito di memoria di lavoro accuratamente progettato. Hanno anche misurato la velocità con cui i soggetti potevano scegliere nella memoria di lavoro, un fenomeno che gli scienziati chiamano «output gating» [più o meno «regolazione dell'uscita»]. "Mentre facciamo qualcosa, abbiamo questa piccola capacità di memoria di lavoro dove possiamo tenere sospese un paio di cose che saranno utili tra qualche momento, e questo è dove è cruciale l'«output gating»", ha detto l'autore senior dello studio David Badre, professore di scienze cognitive, linguistiche e psicologiche alla Brown.

Dal punto di vista della conoscenza, ha detto l'autore e studioso postdottorato Christopher Chatham, l'«input gating» (=scegliere cosa entra nella memoria di lavoro) e l'«output gating» permettono alle persone di mantenere un corso di azione (per esempio, terminare la chiamata Bluetooth), pur essendo abbastanza flessibili da considerare il contesto nel programmare cosa fare dopo.

Cognizione e caratteri-simbolo

Nei loro esperimenti Badre, Chatham, e il co-autore Michael Frank, professore associato di scienze cognitive, linguistiche e psicologiche, hanno dato ai volontari quattro diverse versioni di un compito simile per la memoria di lavoro. Le versioni distinguevano l'«output gating» dall'«input gating» così da permettere di associare in modo affidabile l'azione anatomica osservata nella risonanza magnetica al comportamento dell'«output gating».

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Nell'analizzare i risultati, Chatham e i co-autori hanno trovato che il caudato e la corteccia premotoria dorsale anteriore, contribuiscono distintamente ai tempi di reazione visti. Questi ruoli separati nel partenariato concordano con i modelli computazionali di come funziona il cervello. "La divisione del lavoro postulata specificamente da questi modelli computazionali è quella in cui c'è fondamentalmente un contesto che viene rappresentato nella corteccia prefrontale, che determina l'efficienza complessiva nel passare dallo stimolo alla risposta, come in un percorso", dice Chatham. "Lo striato è coinvolto nella regolazione effettiva di tale flusso di informazioni come semafori lungo il percorso". Così la corteccia interpreta il contesto, mentre lo striato implementa il «gating» [la regolazione]. Quando il contesto è inutilmente generale e il gating è molto specifico, per esempio, l'attività richiede molto tempo.

I risultati aiutano a far avanzare gli studi sul funzionamento della cognizione del cervello e potrebbero aiutare gli psichiatri ad analizzare il comportamento delle persone ferite in quelle aree del cervello, secondo i ricercatori. Lo studio evidenzia inoltre come circuiti cerebrali simili possono eseguire diverse funzioni: la regolazione del movimento e della memoria di lavoro.

La ricerca è stata sostenuta dal National Institute of Neurological Disease and Stroke, dalla Alfred P. Sloan Foundation e dalla James S. McDonnell Foundation.

Fonte:  Brown University  (> English text) - Traduzione di Franco Pellizzari.

Riferimenti: Christopher H. Chatham, Michael J. Frank, David Badre. Corticostriatal Output Gating during Selection from Working Memory. Neuron, 2014; 81 (4): 930 DOI: 10.1016/j.neuron.2014.01.002

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