Videogiochi 3-D migliorano il controllo cognitivo del cervello anziano

05 September 2013

Gli scienziati della University of California di San Francisco (UCSF) segnalano di aver trovato un modo per invertire alcuni degli effetti negativi dell'invecchiamento sul cervello, utilizzando un videogioco progettato per migliorare il controllo cognitivo.

Secondo loro, i risultati dello studio, pubblicati il 5 Settembre su Nature, dimostrano che un videogioco 3-D, specificamente progettato, può migliorare le prestazioni cognitive di anziani sani.

I ricercatori hanno detto che lo studio fornisce un certo supporto scientifico al settore in rapida crescita dell'allenamento del cervello, che è stato criticato per la mancanza di prove che tale formazione possa indurre cambiamenti duraturi e significativi.

Nel gioco, che è stato sviluppato dai ricercatori della UCSF, i partecipanti guidano un'auto su una pista tortuosa, mentre appaiono vari segnali stradali. I guidatori sono incaricati di tenere d'occhio tipi specifici di segnali, ignorando tutto il resto, e devono premere un pulsante ogni volta che appare quel segno particolare. La necessità di passare rapidamente dalla guida al rispondere ai segnali (= multitasking) genera una interferenza nel cervello che mina le prestazioni. I ricercatori hanno scoperto che questo disturbo aumenta notevolmente nel corso della vita adulta.

Ma dopo essersi allenati anche solo 12 ore sul gioco, spalmate in un mese, i partecipanti allo studio, con età da 60 a 85 anni, hanno migliorato le loro prestazioni fino a superare quelle di venti/trentenni che eseguivano il gioco per la prima volta. L'allenamento ha anche migliorato le prestazioni dei partecipanti in due altre aree cognitive importanti: la memoria di lavoro e l'attenzione sostenuta. E i partecipanti hanno mantenuto le competenze sul videogioco per i sei mesi successivi alla fine dell'allenamento.

"Questi risultati sono un forte esempio di quant'è plastico il cervello anziano", ha detto Adam Gazzaley, MD, PhD, professore associato di neurologia, fisiologia e psichiatria all'UCSF e direttore del Neuroscience Imaging Center. Gazzaley ha contribuito a fondare la società Akili Interactive Labs, che sta sviluppando la prossima generazione del videogioco.
Gazzaley, che ha fatto carriera studiando quanto la distrazione influisce sulle prestazioni cognitive, ha detto che il suo gioco NeuroRacer riesce a condizionare il cervello più di qualsiasi altro gioco, sia esso il bridge, un cruciverba o un videogioco commerciale. Come un buon insegnante, ha detto, il NeuroRacer mina la naturale tendenza delle persone ad andare con il pilota automatico, una volta che hanno appreso una abilità, e li spinge più lontano di quello che pensano di poter andare. "Normalmente, quando si diventa migliori in qualcosa, diventa più facile", ha detto. Ma con questo gioco, "quando si migliora, diventa più difficile".

Le prove che il cervello adulto è in grado di apprendere si accumulano da più di una dozzina di anni. Uno studio sui tassisti di Londra, per esempio, ha scoperto che il loro cervello cambiava quando imparavano a girare per le strade notoriamente complicate della città. Tuttavia, Gazzaley ha detto che la funzione del cervello spesso si erode costantemente nel tempo in molte aree, con alcune eccezioni, come la saggezza.

Detto questo, per Gazzaley è incoraggiante capire che anche una piccola quantità di allenamento cerebrale possa invertire parte del declino relativo all'età. Il gruppo di Gazzaley ha trovato le prove di un possibile meccanismo cerebrale che può spiegare i miglioramenti notati nei soggetti più anziani, e perché gli stessi si trasferiscono ad altre aree cognitive. Le registrazioni con elettroencefalogramma (EEG) indicano i cambiamenti in una rete neurale coinvolta nel controllo cognitivo, necessaria per perseguire obiettivi.

Gli scienziati hanno misurato le theta (oscillazioni a bassa frequenza) della linea mediana frontale nella corteccia prefrontale, così come la coerenza di queste onde tra le regioni frontale e posteriore del cervello. Nel diventare più abili nelle sfide multitasking di NeuroRacer, i "guidatori" anziani avevano un cervello che modulava questa rete neurale chiave, e la sua attività cominciava ad assomigliare a quella dei giovani adulti. Entrambe queste misure - theta della linea mediana frontale e coerenza delle theta - sono marcatori neurali assodati del controllo cognitivo, associati a molti dei processi che permettono alle persone di perseguire i loro obiettivi.

"Noi vediamo questo come una prova che la formazione può avere migliorato la capacità dei partecipanti allo studio di restare in uno stato attivo e impegnato, per un periodo di tempo più lungo", ha detto Joaquin A. Anguera, primo autore del documento, borsista post-dottorato nel laboratorio di Gazzaley. In effetti i ricercatori hanno trovato che i cambiamenti indotti dalla formazione in questa rete neurale possono prevedere il risultato dei partecipanti in un test diverso, chiamato Test delle Variabili di Attenzione (TOVA), che misura l'attenzione sostenuta. "L'incremento delle theta della linea mediana frontale era legato a qualcosa di non allenato, quest'altra misura, il TOVA", ha detto Anguera. "Ciò implica che c'è qualcosa di cambiato, comune alla formazione e al compito che abbiamo testato in seguito".

Gazzaley ha detto che questi risultati puntano verso una base neurale comune del controllo cognitivo che viene esaltato dalle condizioni difficili e di alta-interferenza del videogioco, e questo potrebbe spiegare come una macchina da corsa in 3-D possa migliorare qualcosa di apparentemente non correlato, come la memoria.

Se i risultati saranno confermati, potrebbero avere un'ampia applicazione. Anche altri disturbi del cervello come l'ADHD, la depressione e la demenza sono associati al deficit nel controllo cognitivo. "Sono necessari altri studi con risonanza magnetica funzionale e stimolazione elettrica transcranica per capire meglio come è coinvolta esattamente questa rete nei cambiamenti di prestazioni", ha detto Gazzaley.

Altri autori di questo articolo comprendono Jacqueline Boccanfuso, Jean Rintoul, Omar Al-Hashimi, Farshid Faraji, Jacki Janowich, Erwin Kong, Yudy Larraburo, Cammie Rolle e Eric Johnston. Gazzaley è co-fondatore e capo consigliere scientifico dell'Akili Interactive Labs, che sta sviluppando il software cognitivo dei videogiochi come strumenti diagnostici e terapeutici, ed ha richiesto il brevetto per un intervento cognitivo basato su giochi come quello sviluppato dalla ricerca presentata nel documento. Lo studio è stato finanziato nell'ambito di Health Games Research, un programma della Robert Wood Johnson Foundation e dal National Institute on Aging. Anguera ha potuto contare anche su un premio Institutional Research and Career Development Award della UCSF.

Fonte: University of California - San Francisco. Articolo originale scritto da Laura Kurtzman.

Riferimento: J. A. Anguera, J. Boccanfuso, J. L. Rintoul, O. Al-Hashimi, F. Faraji, J. Janowich, E. Kong, Y. Larraburo, C. Rolle, E. Johnston, A. Gazzaley. Video game training enhances cognitive control in older adults. Nature, 2013; 501 (7465): 97 DOI: 10.1038/nature12486

Pubblicato in Science Daily (> English version) - Traduzione di Franco Pellizzari.

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