In un modello corticale le strategie
per alimentarsi
ROBERTO
COLONNA
NOTE E NOTIZIE - Anno XXI – 16 marzo
2024.
Testi
pubblicati sul sito www.brainmindlife.org della Società Nazionale di
Neuroscienze “Brain, Mind & Life - Italia” (BM&L-Italia). Oltre a notizie
o commenti relativi a fatti ed eventi rilevanti per la Società, la sezione
“note e notizie” presenta settimanalmente lavori neuroscientifici selezionati
fra quelli pubblicati o in corso di pubblicazione sulle maggiori riviste e il cui
argomento è oggetto di studio dei soci componenti lo staff dei recensori della Commissione
Scientifica della Società.
[Tipologia del testo: RECENSIONE]
Lo studio delle basi neurali di quella complessa e
vitale attività che è il procurarsi il cibo (foraging
behavior) da parte di animali in ambienti
naturali, e che va dalla raccolta alla caccia, passando per strategie di
ricerca e di esecuzione di azioni finalizzate, ha sempre incontrato notevoli
ostacoli e, fino ad oggi, non ha portato ai risultati sperati. Le oggettive, e
in parte pressoché insuperabili, difficoltà per lo studio del cervello in
animali selvatici liberi di muoversi, spesso in spazi molto ampi e non bene
delimitabili, ha indotto la maggioranza dei ricercatori ad adoperare un
approccio semi-artificiale, creando un setting per animali in cattività
o temporaneamente “ristretti” in uno spazio delimitato. I limiti di tale
approccio sono una delle ragioni degli esiti ancora deludenti di questo filone
di ricerca.
Neda Shahidi e colleghi
hanno consentito a scimmie non limitate nel comportamento di interagire
liberamente con opzioni di ricompensa concorrenti, mentre loro registravano a
distanza, senza fili, l’attività elettrica di popolazioni neuroniche corticali
della regione della corteccia prefrontale dorsolaterale degli animali.
Le scimmie erano assolutamente libere di decidere quando
e dove esercitare l’attività comportamentale di ricerca e assunzione del
cibo, basandosi sulla loro capacità di fare previsioni circa la “ricompensa”
costituita dall’esito positivo della scelta. I risultati di questo studio sono
di sicuro interesse.
(Shahidi
N. et al., Population coding of strategic variables during foraging in freely moving macaques.
Nature Neuroscience – Epub ahead of print doi: 10.1038/s41593-024-01575-w, 2024).
La provenienza degli autori è la seguente: Department
of Neurobiology and Anatomy, McGovern Medical School, University of Texas, Houston,
Houston, TX (USA); Georg-Elias-Müller-Institute for Psychology, Georg August-Universität,
Göttingen (Germania); Cognitivr Neuroscience
Laboratory, German Primate Center, Göttingen (Germania); Department of Computer
Science, University of Minnesota, Minneapolis, MN (USA); Department of
Psychology, University of Minnesota, Minneapolis, MN (USA); Department of
Neuroscience, Baylor College of Medicine, Houston, TX (USA); Department of
Electrical and Computer Engineering, Rice University, Houston, TX (USA); Center
for Neuroscience and Artificial Intelligence, Baylor College of Medicine,
Houston, TX (USA); Neuroscience Institute, Carnegie Mellon University,
Pittsburgh, PA (USA); Department of Machine Learning, Carnegie Mellon
University, Pittsburgh, PA (USA).
Lo studio dell’attività
di popolazioni della regione dorsolaterale della corteccia
prefrontale di macachi liberi di decidere quando e dove porre in
essere il comportamento finalizzato all’assunzione alimentare, ha fornito
informazioni significative. Le scimmie basavano le loro decisioni sulla traccia
– corrispondente a un nostro atteggiamento mentale positivo o negativo –
relativa all’esperienza nella condizione sperimentale: ossia decidevano in base
al fatto che la loro previsione di ricompensa fosse soddisfatta o disattesa.
La
previsione dei primati non era basata esclusivamente sulla “storia di consegne
della ricompensa”, per dirla con gli autori dello studio, ma anche sulla
comprensione di un fatto, che si può paragonare a una nozione o a un principio
nel campo dell’intelligenza umana: più lunga è l’attesa maggiori sono le
possibilità di ricevere la ricompensa.
Le variabili
del compito erano rappresentate in modo continuo in un sotto-spazio
dell’attività elettrica di alta dimensione della popolazione neuronica, e
questa rappresentazione compressa prediceva le scelte successive dell’animale
meglio delle vere variabili del compito e allo stesso grado della
pura attività neuronica.
Nell’insieme,
i risultati dello studio di Neda Shahidi e colleghi indicano
che le strategie di foraggiamento di macachi liberi di agire sono basate
su un modello corticale delle dinamiche di ricompensa sviluppato
nell’esplorazione spontanea dell’ambiente.
L’autore della nota ringrazia la dottoressa Isabella Floriani per la correzione della bozza e
invita alla lettura delle recensioni di argomento connesso che appaiono nella sezione “NOTE E NOTIZIE” del
sito (utilizzare il motore interno nella pagina “CERCA”).
Roberto Colonna
BM&L-16 marzo 2024
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