L'attività elettrofisiologica del cervello è dominata da oscillazioni accoppiate ritmicamente con frequenze diverse. La sincronia tra le oscillazioni consente una comunicazione efficace a livello locale e tra le varie aree del cervello.
Anche molte funzioni fisiologiche, come la respirazione e il battito del cuore, sono associate in modo ritmico in natura. Inoltre, i ritmi del cervello e del corpo sono accoppiati. Ad esempio, le attività neurali dell'ippocampo e lo schema respiratorio hanno mostrato di oscillare in sincronia.
L'ippocampo è una struttura cerebrale cruciale per l'apprendimento, il che significa che l'accoppiamento ritmico del cervello e del corpo potrebbe influenzare il processo di apprendimento.
Il gruppo di neuroscienza comportamentale del Dipartimento di Psicologia dell'Università di Jyväskylä (Finlandia) ha studiato gli effetti del ciclo cardiaco in un compito semplice di apprendimento. Il gruppo ha studiato come il ciclo cardiaco modula l'apprendimento.
Negli esperimenti lo stimolo condizionato era un tono seguito da un soffio d'aria diretto verso l'occhio. Lo stimolo incondizionato, il soffio d'aria, provoca un battito involontario di ciglia. Alla fine il battito degli occhi avviene spontaneamente prima del soffio d'aria, come risultato dell'apprendimento.
Le risposte neuronali al tono sono state modulate dal ciclo cardiaco sia negli umani sia nei conigli. Inoltre, i tassi di apprendimento dei conigli sono migliorati quando lo stimolo condizionato è stato presentato durante la fase di riposo del ciclo cardiaco.
"I nostri risultati dimostrano che l'elaborazione delle informazioni esterne varia durante le fasi del ciclo cardiaco", afferma Tomi Waselius, il primo autore dello studio. "È possibile che l'attività dei neuroni cardiorespiratori nel tronco cerebrale influenzi lo stato neurale complessivo dell'ippocampo e quindi l'elaborazione neurale delle informazioni esterne. Questa è solo una ipotesi e abbiamo iniziato studi complementari per supportare queste idee".
Waselius suggerisce che sarebbe interessante studiare se e come l'apprendimento è modulato dai ritmi corporei, per esempio nei pazienti con Alzheimer.
Fonte: University of Jyväskylä (> English text) - Traduzione di Franco Pellizzari.
Riferimenti: Tomi Waselius, Jan Wikgren, Hanna Halkola, Markku Penttonen, Miriam S. Nokia. Learning by heart: cardiac cycle reveals an effective time window for learning. Journal of Neurophysiology, 15 Aug 2018 DOI: 10.1152/jn.00128.2018
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