Un algoritmo mostra come il nostro cervello sceglie

La Stanford University inaugura una rivoluzione negli studi cognitivi e neurali sviluppando un sistema che è in grado di leggere prima come un cervello intraprenda il processo decisionale
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ROMA – Nel decidere se andare avanti in questo articolo, ciascun lettore potrebbe cambiare idea più volte. E se per un osservatore sarà chiara la decisione finale che verrà intrapresa, se continuare o meno a leggere l’articolo, qualsiasi processo cognitivo interno e precedente all’operare una o l’altra scelta sarà oscuro a chiunque, tranne al soggetto che decide. Ecco che, da poco più di una settimana, tutte queste considerazioni potrebbero essere stravolte. La Stanford University inaugura, infatti, una rivoluzione negli studi cognitivi e neurali sviluppando un sistema, si legge su neuroscience.com, che è in grado di leggere prima, e decodificare poi, come un cervello intraprenda il processo decisionale.

Recentemente pubblicato su ‘Nature‘, l’innovazione dello studio cognitivo firmato da Diogo Peixoto e colleghi è disarmante: con l’ausilio di un algoritmo appositamente elaborato, i ricercatori pongono al centro dello studio ‘l’esitazione clandestina’: tutta quella serie di deliberazioni cognitive che precedono una scelta e “che si riflettono nell’attività neurale”. In questo modo, la ricerca è riuscita a mappare un processo decisionale “in tempo reale”, riuscendo, peraltro, a decodificare il flusso dell’indecisione che può incorrere lungo il percorso. “Fondamentalmente- commenta William Newsome, coautore senior dello studio- gran parte della nostra attività cognitiva è dovuta all’attività neurale in corso, che non si riflette nel comportamento. È eccitante, perciò- aggiunge- che con questa ricerca possiamo identificare e interpretare alcuni di questi stati neurali interni e nascosti“. Ad aprirsi è “una finestra sul mondo della cognizione, rimasto opaco alla scienza finora”, aggiunge.

La ricerca è stata condotta su alcune scimmie che sono state dotate di un impianto neurale delle dimensioni di un’unghia, in grado di riportare l’attività di 100-200 neuroni individuali ogni 10 millesimi di secondo. Durante il monitoraggio, agli animali veniva chiesto di identificare tramite due pulsanti, se alcuni punti in movimento si muovessero verso destra o verso sinistra su uno schermo. “Stavo osservando l’attività di decodifica (dell’impianto neurale) senza sapere cosa stesse facendo in quel momento la scimmia- commenta Peixoto, coautore principale dello studio- e ho potuto affermare che la scimmia avrebbe ‘scelto bene’ diversi secondi prima che lei stessa iniziasse il movimento per riferire la sua decisione”. Tutto sulla base della sua attività neurale. La variabile decisionale creata dagli studiosi, dunque, “ha predetto la decisione delle scimmie con il 98% di precisione”, e anche le previsioni di un cambiamento di idea repentino sembrano altrettanto accurate.

Un ultimo esperimento condotto, è quello che porta alla scoperta più stupefacente. I ricercatori, prima che l’animale compia la decisione, procedono con l’inserimento di nuovi punti in movimento sullo schermo nel mezzo delle animazioni già proiettate. E con questo esperimento, “siamo stati in grado di escludere alcuni dei modelli più comuni di processi decisionali” convenzionalmente adottati dalle neuroscienze. Il professore Newsome spiega difatti come finora si fosse pensato che animali e persone prendessero decisioni sulla base di una “somma cumulativa delle prove accumulate durante un processo” di decisione.

I dati sembrano supportare un modello alternativo: “Se un soggetto- si legge nel paper- ha abbastanza fiducia nella costruzione di una decisione nella sua mente, o ha passato un tempo troppo lungo a deliberare, è meno propenso a considerare nuove prove” che si inseriscono. I punti in movimento aggiunti sullo schermo, se il modello più comune di decisione fosse da avvalorare, “avrebbero dovuto avere sempre lo stesso effetto” in termini di influenza sulla decisione della scimmia, “indipendentemente dal momento in cui venivano inseriti” sullo schermo, in quanto mera somma di nuove prove. Cosa che, invece, non è accaduta. Semplificando: il momento in cui i nuovi punti sono stati inseriti sullo schermo si è rilevato influente ai fini della decisione dei primati che, se già abbastanza sicuri della risposta, non hanno considerato i nuovi stimoli.
Finora la neuroscienza nello studio dei processi decisionali ha spesso considerato una decisione come “la stima dell’attività media delle popolazioni di cellule celebrali”. Con l’attuale studio, invece, aggiunge la coautrice Jessica Verhein, si comprende che questo tipo di analisi – una stima media dell’attività delle cellule del cervello – “faccia perdere dettagli molto importanti sul processo con cui si giunge alle nostre percezioni e alle nostre scelte”.

Le evidenze emerse, raccolte dal laboratorio di Krishna Shenoy, professore a Stanford e all’Howard Hughes Medical Institute, hanno portato all’attuale ripetizione di questi studi su partecipanti umani aventi disfunzioni neurali. Si attendono “risultati sorprendenti, viste le differenze che caratterizzano i cervelli dei primati da quelli degli umani”. Lo studio potrebbe avere applicazioni potenziali interessanti, concludono i ricercatori, “dall’indagine sull’attenzione visiva, alla memoria di lavoro o all’influenza delle emozioni” sulle decisioni che prendiamo.

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