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I ricercatori hanno identificato il modo in cui le cellule del nostro cervello lavorano insieme per unire i ricordi di esperienze separate, permettendoci così di fare congetture nella vita di tutti i giorni. In particolare, studiando sia l’attività cerebrale umana che quella dei topi, gli studiosi hanno scoperto che questo processo avviene in una regione del cervello chiamata “ippocampo”.
Lo studio, pubblicato sulla rivista scientifica Cell, rivela dunque che le cellule cerebrali possono collegare diversi ricordi mentre stiamo riposando o dormendo, in un processo che può essere importante nella creatività.
La ricerca è stata finanziata dal Medical Research Council (MRC), parte di UK Research and Innovation (UKRI), e Wellcome, ed è stata condotta presso l’MRC Brain Network Dynamics Unit dell’Università di Oxford, dalla dottoressa Helen Barron e dal dottor David Dupret.
La dottoressa Barron ha commentato l’analisi affermando che “nella vita di tutti i giorni spesso deduciamo connessioni o relazioni tra cose diverse che vediamo o sentiamo. Quindi, anche quando non conosciamo l’intera storia, possiamo fare un’ipotesi colta unendo i puntini. Per esempio, sto cercando il mio amico Sam. Qualcuno mi dice che Ben è in biblioteca. So che Sam e Ben vanno ovunque insieme, quindi immagino che anche Sam sia in biblioteca”.
“Anche se questo processo è cruciale per la vita di tutti i giorni, fino ad ora non sapevamo come le cellule del nostro cervello fossero in grado di formare legami tra esperienze separate” – ha continuato la dottoressa Barron.
I ricercatori hanno iniziato individuando questa capacità in un’area del cervello chiamata ippocampo che è già nota per avere un ruolo nell’apprendimento e nella memoria. Lo hanno fatto usando le scansioni MRI sulle persone e spegnendo temporaneamente l’ippocampo nei topi.
Per scoprire poi con precisione come le cellule cerebrali ci permettono di fare supposizioni educate, i ricercatori hanno condotto una serie di esperimenti molto simili nelle persone e nei topi.
Ai volontari umani è stato chiesto di giocare a un gioco di realtà virtuale in cui l’udito di un suono, come l’acqua corrente, segnalava che avrebbero visto apparire sul muro anche un’immagine colorata. Avrebbero poi giocato un altro gioco in cui trovare le immagini colorate li avrebbe aiutati a vincere dei soldi. Il suono non è mai stato direttamente collegato alla vincita, ma i volontari hanno cominciato a indovinare che il suono era collegato al premio e quando lo sentivano, cercavano la ricompensa.
L’esperimento è stato ricreato nei topi riproducendo un suono prima di mostrare un’immagine fatta di luci LED. Poi, in una fase separata del compito, i topi potevano trovare una ricompensa di acqua zuccherata se le luci erano accese. Esattamente come avveniva nelle persone, i topi hanno iniziato a collegare il suono con la ricompensa.
Il dottor Dupret ha integrato le riflessioni della dottoressa affermando che “conducendo esperimenti simili sia con i topi che con le persone, questo lavoro dimostra che il processo di stabilire un collegamento tra eventi separati è comune ad entrambe le specie. E lavorando con i topi, è poi possibile esaminare ciò che accade nel cervello di un mammifero a livello delle singole cellule”.
Nei cervelli dei topi, i ricercatori hanno potuto registrare l’attività delle cellule cerebrali che individualmente rappresentavano suoni, luci o ricompense. Quando i topi hanno cominciato a dedurre che un suono fosse logicamente legato alla ricompensa attraverso una luce, hanno scoperto che le cellule hanno cominciato a sparare in quest’ordine.
Tuttavia, hanno continuato a monitorare i topi anche a riposo, dopo aver completato il compito, e hanno visto che il cervello dei topi ha iniziato a saltare il passo intermedio della “luce”. Le cellule cerebrali “sonore” si attivavano con le cellule cerebrali “premiate”, unendo ovvero i punti tra le diverse esperienze.
Il dottor Dupret ha aggiunto che “questo suggerisce che mentre i topi stanno riposando, i loro cervelli stanno creando nuovi collegamenti tra cose che non hanno sperimentato direttamente insieme, e pensiamo che sia questo processo che li aiuterà a prendere decisioni utili in futuro”.
“I nostri risultati suggeriscono che il processo è molto simile nelle persone e questo ha importanti implicazioni. Suggerisce che i periodi di riposo e di sonno giocano un ruolo importante nella creatività, in cui attingiamo alle esperienze precedenti per elaborare idee originali” – ha specificato Barron.
