Molto spesso, le persone intraprendono le cosiddette azioni proattive senza nemmeno pensarci. Ad esempio, quando la persona al volante preme il pedale dell'acceleratore un attimo prima che il semaforo giallo diventi verde, o inizia a battere il ritmo di una melodia familiare un momento prima che inizi a suonare nella playlist.
In questi casi, le persone fanno affidamento, da un lato, sull'esperienza acquisita in passato, archiviata nella memoria e, dall'altro, sul senso del ritmo. Il nostro cervello utilizza i cosiddetti modelli temporali per prevedere quando si verificherà un evento. Di conseguenza, questo ti consente di concentrare l'attenzione su di esso ed eseguire determinate azioni.
Inoltre, i "contesti predittivi" possono essere diversi. Ad esempio, nell'esempio con un semaforo, una persona conosce in anticipo uno specifico intervallo di tempo tra due eventi (segnali che cambiano), e nel caso di ascoltare una melodia, conosce in anticipo il suo ritmo.
Nel corso del nuovo lavoro, gli scienziati dell'Università della California a Berkeley hanno dimostrato che il cervello umano ha due "cronometri" contemporaneamente, ciascuno dei quali è responsabile di uno dei due compiti sopra descritti. Inoltre, i corrispondenti gruppi di neuroni si trovano in diverse regioni del cervello.
Insieme al suo collega Richard Ivry, ha proposto una nuova interpretazione di un processo chiave nella nostra vita: calcolare quando agire. Secondo gli autori del lavoro, la presenza di due diversi sistemi aiuta una persona non solo a essere consapevole di se stessa in un determinato momento, ma anche a capire cosa accadrà nel momento successivo.
Nel corso del loro lavoro, gli scienziati hanno esaminato le capacità predittive delle persone con malattia di Parkinson e degenerazione cerebellare. Va chiarito che nel primo caso c'è una violazione delle funzioni dei nuclei basali, i cui neuroni vengono attivati durante la concentrazione. E il cervelletto è responsabile, tra le altre cose, della coordinazione dei movimenti.
Gli esperti hanno condotto un esperimento per confrontare quanto bene tali pazienti possono manipolare il concetto di tempo, concentrarsi e intraprendere azioni, a seconda dei segnali temporali.
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Ai partecipanti di entrambi i gruppi è stata mostrata una sequenza molto semplice: i quadrati rossi, bianchi e verdi apparivano a turno davanti a loro sullo schermo del monitor. Il compito era premere il pulsante quando sullo schermo appare un quadrato verde. L'aspetto di un quadrato bianco in questo caso avrebbe dovuto essere un segnale di avvertimento.
Nella prima prova apparivano quadrati colorati a intervalli regolari. Si è scoperto che i pazienti con funzione cerebellare compromessa rispondono meglio ai segnali ritmici e coordinano le azioni rispetto ai partecipanti con malattia di Parkinson.
In un altro test, gli intervalli di tempo tra i quadrati rosso e verde sono cambiati, cioè non c'era un ritmo predeterminato definito. In questo caso, i pazienti con malattia di Parkinson hanno fatto meglio.
Ovviamente, nei pazienti con degenerazione cerebellare, la percezione dei segnali non ritmici è compromessa, mentre nei pazienti con disfunzione dei nuclei basali, al contrario, è compromessa la percezione dei segnali ritmici.
È logico presumere che il cervello imposti due diversi meccanismi di "time out", che sfida le teorie esistenti, notano gli autori del lavoro.
Secondo lui, la conoscenza di quali meccanismi falliscono in alcuni disturbi neurodegenerativi è molto importante. Con questi dati, gli scienziati saranno in grado di sviluppare nuove strategie per aiutare i pazienti a migliorare la loro interazione con il mondo che li circonda.
In realtà, gli autori dello studio hanno già avanzato l'ipotesi che sia possibile migliorare il lavoro dei "cronometri neurali" senza preparati farmaceutici. A loro avviso, questo sarà aiutato da speciali giochi per computer o applicazioni per gadget che mirano a stimolare determinate aree del cervello. È possibile che la tecnologia della realtà virtuale possa essere utilizzata anche per la terapia.
Maggiori dettagli su questo lavoro e sui suoi risultati sono descritti in un articolo pubblicato sulla rivista Proceedings of the National Academy of Sciences.
Yulia Vorobyova
