I pensieri leggibili I neurologi decodificano le onde cerebrali e riconoscono in anticipo le azioni future

I primi passi per leggere la mente sono finiti

Predire le azioni degli altri è stato finora un atto di intuizione. Questo potrebbe cambiare presto, perché un gruppo di ricerca austriaco ha utilizzato le intuizioni vincitrici del premio Nobel per decifrare i modelli di pensiero dei ratti. In modo che potessero prevedere esattamente cosa faranno i roditori dopo.

Un gruppo di ricerca presso l'Institute of Science and Technology Austria (IST Austria) è stato in grado di prevedere dove andrà l'animale, in base alle attività neuronali nel cervello dei ratti. I ricercatori sapevano anche in anticipo quando l'animale avrebbe commesso un errore. I risultati dello studio sono apparsi di recente sulla rivista "Neuron".

La lettura della mente non sembra così stravagante come si pensava in precedenza. Funziona già nei ratti. (Immagine: psdesign1 / fotoliacom)

Il sistema GPS nella nostra testa

La base di questo studio è stata la scoperta delle cosiddette cellule quadrate nel cervello, una sorta di sistema GPS integrato. Nel 2014 questi risultati di ricerca sono stati insigniti del premio Nobel per la medicina. A quel tempo, un team guidato dal neuroscienziato John O'Keefe ha scoperto alcune cellule del cervello che formano una sorta di mappa dello spazio circostante e quindi contribuiscono notevolmente all'orientamento. Per le persone che sono molto orientate, come i tassisti, è stata trovata anche una parte più ampia di queste celle spaziali.

Leggi la mappa nel cervello

Il gruppo di ricerca austriaco ha utilizzato questi risultati per decifrare come esattamente i ratti utilizzano questi grafici per orientarsi. Sulla base dell'attività misurata del cervello del roditore, i ricercatori sono stati in grado di prevedere dove si trova ora il topo e dove vuole andare dopo. Più specificamente, i ricercatori sono stati in grado di determinare dove si trova il ratto, perché a volte i segnali cellulari non corrispondevano alla posizione effettiva. "Questo ci dà un'idea di ciò che l'animale pensa dello spazio", afferma il direttore della ricerca Jozsef Csicsvari in un comunicato stampa sui risultati dello studio. Il team è stato in grado di decifrare il modo in cui i ratti pensano di risolvere compiti che richiedono la loro memoria spaziale.

Con il GPS attraverso il labirinto

Durante gli esperimenti, gli scienziati hanno condotto i ratti attraverso un labirinto. C'erano tre degli otto modi possibili di cibo. Nella prima fase, i roditori potevano muoversi liberamente nel labirinto per orientarsi. Nel frattempo, le loro attività cerebrali sono state misurate. Durante la seconda visita al labirinto, i topi conoscevano già ciò che li circondava. Qui, il team è stato in grado di mostrare come gli animali usano la loro memoria per arrivare al cibo. "In effetti, possiamo prevedere quale braccio entrerà nel ratto successivo", dice Csicsvari.

Riferimento e memoria di lavoro

I ricercatori sono stati in grado di rilevare due diversi meccanismi di come il ratto si orienta da solo. Innanzitutto, utilizza la memoria di riferimento per ricordare quale percorso contiene ricompense e quali no. Inoltre, controlla nella memoria di lavoro quali percorsi ha già completato. Da questi due rami risulta la posizione corrente su una mappa mentale.

Anche i topi commettono errori

Sulla base di come i neuroni hanno sparato nel cervello del ratto, i ricercatori sono stati in grado di vedere che cosa aveva in mente il ratto in seguito. Inoltre, il team è stato in grado di dimostrare che anche gli amici a quattro zampe hanno notato alcuni modi sbagliati. "Se il topo commette un errore, ricorda un percorso casuale", spiega Csicsvari. La squadra sapeva già in anticipo quando il topo avrebbe commesso un errore.

La memoria di riferimento è più facile da interpretare

I ricercatori descrivono la memoria di riferimento come qualcosa che usa il cervello per trovare i posti da visitare. Al contrario, la memoria principale è molto più astratta. Contiene molti singoli elementi, come un elenco, che vengono spuntati dopo essere stati visitati. "L'ippocampo probabilmente segnala la corteccia prefrontale in cui si trovava il topo e la corteccia prefrontale tiene traccia di quali oggetti può staccare", riassume Csicsvari. (Vb)