Come il
cervello umano codifica la struttura del tempo
DIANE RICHMOND
NOTE E NOTIZIE - Anno XXI – 05 ottobre 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]
I tempi sono maturi perché la ricerca provi a scoprire
il modo in cui i sistemi neuronici del nostro cervello codificano la diacronia
dell’esperienza, conferendoci il senso del tempo e la sua nozione: un’aspirazione
che è rimasta una speranza, svanita per tre generazioni con le illusioni della
giovinezza, a partire da quando, nella disputa tra fenomenologi esperti come
Minkowski del Tempo Vissuto e psicoanalisti tendenti a riportare tutto
il presente alle ragioni di un passato inconscio, alcuni neurobiologi ante
litteram cercavano i “marcatori del tempo” nel cervello.
Oggi sappiamo che estrarre la struttura temporale
dell’esperienza costituisce un aspetto fondamentale dell’apprendimento e della
memoria, che ci consente di prevedere cosa è probabile che accadrà e cosa sta
per accadere nell’immediato. La conoscenza attuale circa la base neurale dei
processi cognitivi deriva in massima parte dalla ricerca mediante neuroimmagine
funzionale. Siccome questi metodi mancano di accesso diretto al livello
neuronico, finora è rimasto ignoto il modo in cui questo processo è computato
dalle cellule nervose del nostro encefalo.
Pawel Tacikowski, Guldamla Kalender, Davide
Ciliberti e Itzhak Fried hanno trovato una prima risposta al quesito: in che
modo i neuroni umani codificano la struttura temporale dell’esperienza?
(Tacikowski
P. et al., Human hippocampal and entorhinal neurons encode the temporal
structure of experience. Nature – Epub ahead
of print doi: 10.1038/s41586-024-07973-1,
2024).
La provenienza degli autori è la seguente: Department of Neurosurgery,
University of California at Los Angeles (UCLA), Los Angeles, CA (USA); Department
of Neuroscience, Karolinska Institutet, Stockholm (Svezia); Coimbra Institute
for Biomedical Imaging and Translational Research, University of Coimbra,
Coimbra (Portogallo); Department of Psychiatry and Behavioral Sciences,
University of Minnesota, Minneapolis, MN (USA); Institute of Cognitive
Neurology and Dementia Research, University of Magdeburg (Germania); Department
of Psychiatry and Biobehavioral Sciences, University of California at Los
Angeles (UCLA), Los Angeles, CA (USA); Faculty of Medicine, Tel Aviv
University, Tel Aviv (Israele).
I
ricercatori hanno svolto la loro indagine sul cervello di volontari, che hanno
elettrodi intracerebrali terapeutici impiantati per ragioni cliniche, ed hanno
accettato di partecipare allo studio consentendo la registrazione dell’attività
delle loro cellule nervose in regioni cerebrali rilevanti per l’esperienza del
tempo.
Tacikowski e colleghi hanno rilevato e analizzato l’attività
elettrica di singoli neuroni, notando che, durante la presentazione di una
sequenza complessa di immagini, le cellule nervose della corteccia
entorinale e dell’ippocampo modificano gradualmente la loro attività,
e in tal modo codificano la complessa struttura temporale della
serie di cui i soggetti hanno avuto esperienza percettiva. Nella seduta
sperimentale questa rappresentazione era formata rapidamente, in assenza di
specifiche istruzioni date ai partecipanti, rivelando la sua natura di processo
automatico e involontario, e persisteva anche quando l’esperienza visiva del
compito non era più attuale.
Un aspetto
particolarmente significativo è che la struttura, ottenuta dalla
registrazione dell’attività delle popolazioni neuroniche della corteccia
entorinale e dell’ippocampo, era straordinariamente simile al grafico
che definiva le sequenze di immagini presentate, ma, allo stesso tempo,
rifletteva anche la probabilità degli stimoli imminenti.
L’analisi ha
consentito ai ricercatori di apprendere che il grafico della sequenza era in
rapporto con la ripetizione spontanea, time-compressed, dell’attività di
singoli neuroni, corrispondente alle traiettorie grafiche esperite in
precedenza.
Nel
complesso, questi dati dimostrano che i neuroni dell’ippocampo e della
corteccia entorinale integrano l’informazione circa il cosa (“what”) e
il quando (“when”) per estrarre rappresentazioni durevoli e
predittive della struttura temporale dell’esperienza umana.
L’autrice 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
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Diane Richmond
BM&L-05 ottobre 2024
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