In che modo il cervello ci permette di orientarci?

Per consentirci l’orientamento nello spazio circostante, il cervello sembra implementare una sorta di sistema GPS, anche se fino ad oggi non è ancora del tutto chiaro come funziona. Ebbene, nella rivista Science Advances, i ricercatori di Friburgo, Bochum e Pechino, suggeriscono una possibile soluzione, indicando che le fluttuazioni ritmiche nell’attività cerebrale, le cosiddette oscillazioni theta, potrebbero giocare un ruolo fondamentale in questo processo.

Queste onde cerebrali, infatti, servirebbero ad aiutarci a ricordare i luoghi verso i quali ci si dirige, scoprendo – attraverso l’uso di elettrodi impiantati nel cervello a scopo di pianificazione chirurgica dei pazienti epilettici – in che modo funziona l’attività neuronale durante un compito di orientamento in un ambiente di realtà virtuale.

Il team di studiosi, condotto dal Dr. Lukas Kunz, Universitätsklinikum Freiburg, e dal Professor Nikolai Axmacher, Capo del Dipartimento di Neuropsicologia della Ruhr-Universität Bochum, ha pubblicato i risultati lo scorso 3 luglio 2019, ottenendo immediati riscontri di interesse in ambito internazionale.

Di fatti, già studi precedenti avevano dimostrato che le oscillazioni cerebrali sono in grado di evidenziare un modello caratteristico durante l’orientamento. Le oscillazioni theta, durante le quali l’attività cerebrale si muove ad una frequenza di circa quattro hertz, sembrano giocare un ruolo cruciale in questo processo. Ma non era stato pienamente compreso come, esattamente, esse fossero in grado di supportare la navigazione nello spazio.

Negli esperimenti, i pazienti con epilessia hanno imparato ad associare singoli oggetti a luoghi specifici in un ambiente virtuale. Per ciascuna delle associazioni oggetto-localizzazione acquisite, i ricercatori hanno poi identificato un modello caratteristico di attività cerebrale.
Successivamente, i partecipanti hanno dovuto ricordare quale oggetto fosse associato a quale posizione. Mentre si orientavano verso quella posizione nell’ambiente virtuale, il cervello ha riattivato i modelli di attività specifici della posizione. La riattivazione dell’attività cerebrale per diverse coppie oggetto-localizzazione si è verificata in diversi punti di tempo durante i cicli theta. Di conseguenza, affermano i ricercatori, ne deriva che le oscillazioni theta possono coordinare la riattivazione di memorie diverse e, inoltre, possono aiutare a distinguere tra memorie concorrenti.

Ma quali sono gli effetti di tutto ciò? I ricercatori sottolineano come molti disturbi sono associati proprio a disorientamento e a perdita di memoria; è quindi di vitale importanza comprendere i meccanismi neuronali sottostanti, per potenziali utilizzi terapeutici.