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Casting regolare nel cervello
Per decenni, i neuroscienziati hanno chiesto come il cervello possa apprendere nuovi compiti più e più volte senza mai dover crescere nel corso della vita. Esistono prove del fatto che il numero di cellule cerebrali - ad esempio, cellule nervose e cellule gliali - inizialmente aumenta man mano che apprendiamo, ma molti vengono successivamente scartati o assegnati a ruoli diversi. Scienziati di Germania e Svezia presentano questa teoria nella rivista Trends in Cognitive Sciences.
"Il volume del cervello aumenta nei primi stadi dell'apprendimento e poi si normalizza parzialmente o addirittura completamente", afferma la prima autrice Elisabeth Wenger, neuroscienziata dell'Istituto Max Planck per lo sviluppo umano a Berlino. "Sembra essere efficiente, prima esplorando le possibilità di provare diverse strutture e tipi di cellule, selezionando il migliore e poi liberando quelli che non sono più necessari".
Il cervello organizza il casting. (Immagine: denisismagilov / fotolia.com) Descrive metaforicamente le cellule cerebrali come attori che partecipano a un casting per un film diretto dal cervello: il cervello invita vari candidati a produrre nuove cellule, e questo causa la sua crescita di volume macroscopicamente evidente. Il cervello quindi cerca diverse funzioni - per vedere quali sono le cellule migliori per archiviare o condividere le informazioni; questi sono quindi mantenuti. Gli altri candidati vengono quindi respinti o assegnati ad altri ruoli.
Come indicazione di un tale meccanismo, gli scienziati citano uno studio in cui i destrimani hanno imparato a scrivere e disegnare con la mano sinistra. Dopo un mese, il volume del suo cervello era aumentato, ma tre settimane dopo era quasi tornato alla normalità. I ricercatori hanno fatto osservazioni simili in altri studi, in cui, ad esempio, le scimmie imparavano a usare un rastrello per nutrirsi o i ratti imparavano a distinguere i suoni.
Fenomeno noto da studi su animali
Wenger e i suoi coautori Claudio Brozzoli, Ulman Lindenberger e Martin Lövdén sono stati sorpresi di quante volte il fenomeno dell'espansione e della rinormalizzazione del cervello sia stato identificato in studi sugli animali e crediamo che si applichi anche al cervello umano. "Non siamo sicuramente i primi a suggerire o addirittura a scoprire il modello di espansione e rinormalizzazione", afferma Wenger. "Ma siamo noi che stiamo introducendo il modello in connessione con i cambiamenti di volume nella materia grigia umana per la prima volta."
Gli scienziati pensano che questa teoria dovrebbe influenzare il modo in cui i ricercatori conducono studi sul cervello. "Ora è diventato chiaro che solo il tipico disegno di studio a due tempi non è adatto per cogliere l'intera portata dei cambiamenti in atto", osserva Wenger. "Questa teoria richiede l'uso di disegni di studio con un numero maggiore di tempi di misurazione per rappresentare pienamente i cambiamenti nel volume del cervello."
Questo lavoro è stato supportato dalla Max Planck Society, dal Consiglio europeo della ricerca, dal Consiglio svedese per la ricerca, dall'Istituto europeo di ricerca di Firenze e dall'Agence Nationale de la Recherche. Opera originale. Wenger, E., Brozzoli, C., Lindenberger, U., Lövdén, M. (2017), Espansione e rinormalizzazione della struttura del cervello umano durante l'acquisizione delle competenze Tendenze in Scienze cognitive, 21 (12), 930-939