Come reagisce la nostra mente davanti a una sorpresa

Man mano che cresciamo, la nostra mente è sempre meno incline a sorprendersi. Tuttavia, da bambini era frequente essere posti dinanzi a un qualcosa di stupefacente che la nostra mente non si attendeva. Come reagisce il cervello in questi casi?

A domandarselo e a offrire una risposta sono stati i ricercatori dell’Università di Basilea, che hanno utilizzato i topi per decodificare come si sviluppano le reazioni all’imprevisto nel cervello in crescita.

In primo luogo, i ricercatori hanno confermato che gli stimoli insoliti vengono classificati molto più rapidamente come importanti o non interessanti rispetto agli altri, e sono significativamente meno sorprendenti alla seconda e terza apparizione. Una maggiore efficienza del nostro cervello che ha peraltro senso: i nuovi stimoli possono infatti attirare la nostra attenzione, ma non provocano una reazione inutilmente forte che ci costa energia. E sebbene tutto ciò possa sembrare banale all’inizio, finora sono state condotte pochissime ricerche su questo fatto nel contesto dello sviluppo cerebrale.

Gli esperimenti condotti su giovani topi dal gruppo di ricerca della professoressa Tania Barkat hanno iniziato a decifrare come il cervello in via di sviluppo elabora i suoni sorprendenti e cosa cambia con la crescita. I ricercatori hanno riportato i loro risultati sulla rivista Science Advances.

Nei loro esperimenti, i ricercatori hanno utilizzato sequenze di suoni in cui un tono diverso veniva ascoltato a intervalli irregolari tra una serie di suoni identici. Contemporaneamente, hanno registrato le onde cerebrali degli animali e, grazie a queste misurazioni, i ricercatori sono riusciti a capire come la reazione delle diverse regioni cerebrali al cambiamento di tono si sia sviluppata nel tempo nei giovani topi.

Questa reazione era inizialmente molto forte, ma è diminuita man mano che la regione cerebrale interessata maturava, fino a raggiungere un livello paragonabile a quello delle misurazioni effettuate negli animali adulti. Questo sviluppo, tuttavia, non avviene contemporaneamente nelle varie aree cerebrali che elaborano il suono.

Per esempio, una regione del cervello nota come collicolo inferiore, situata all’inizio del percorso dal nervo acustico alla corteccia uditiva, era già pienamente matura negli animali all’età di 20 giorni. Un secondo sito, il talamo uditivo, ha mostrato una reazione “adulta” al tono diverso solo all’età di 30 giorni. Lo sviluppo nella corteccia cerebrale stessa, la “corteccia uditiva primaria”, ha richiesto ancora più tempo, fino al 50° giorno. La corteccia cerebrale matura quindi molto più tardi del previsto e, in tempi umani, questo equivale a circa 20 anni.

Infine, i ricercatori hanno anche osservato che le esperienze giocano un ruolo chiave nello sviluppo della risposta di sorpresa nella corteccia cerebrale. Se i topi sono stati allevati in un ambiente privo di rumori, infatti, l’elaborazione dei suoni inaspettati nella corteccia uditiva è risultata significativamente ritardata.

Una possibile spiegazione è che il cervello, e in particolare la corteccia cerebrale, si forma un’immagine interna del mondo durante la crescita, che poi confronta con gli stimoli esterni. Tutto ciò che non corrisponde a questa visione del mondo viene intercettata come una sorpresa, ma può anche provocare un “aggiornamento”. Senza l’esperienza dei suoni, tuttavia, la corteccia cerebrale di questi topi non è in grado di sviluppare un tale modello del mondo e, di conseguenza, l’animale non è in grado di classificare correttamente i suoni in “familiari” e “inaspettati”.