Di fronte a due alternative, i motoneuroni cerebrali si preparano per entrambe le possibilità prima di decidere quale alternativa seguire; è questo ciò che afferma un gruppo di ricercatori della Queen’s University in Ontario.
Mentre percorriamo la strada che ci conduce al lavoro o vaghiamo tra gli scaffali al supermercato, i nostri cervelli sono costantemente impegnati nel prendere decisioni sui movimenti da compiere: “Devo attraversare la strada ora o all’incrocio?”, “Devo dirigermi verso le mele rosse o le mele verdi?”: di fronte a due alternative, i motoneuroni cerebrali si preparano per entrambe le possibilità prima di decidere quale alternativa seguire; è questo ciò che afferma un gruppo di ricercatori della Queen’s University (Ontario), all’interno di un recente articolo pubblicato su Cell Reports.
Il cervello è continuamente impegnato nel tradurre target visivi in azioni che possano essere compiute verso quei target – ha affermato il co-autore Jason Gallivan, neuroscienziato presso l’Università – Anche al di là della consapevolezza cosciente, il sistema motorio sembra stare sempre operando in sottofondo, fino ad emergere con queste potenziali azioni.
Ad esempio, immaginate un attaccante di hockey che sta sfrecciando sul ghiaccio verso la porta per fare goal. In base al suo ruolo, egli deve schivare i difensori dell’altra squadra e cercare un’apertura per tirare il dischetto oltre il portiere. L’attaccante vede due possibili aperture. In una frazione di secondo, i neuroni motori corticali del giocatore codificano i comandi muscolari necessari per prendere entrambe le due decisioni possibili. Entrambi i piani di attacchi vengono preparati e risultano pronti per essere attivati. L’attaccante decide per uno dei due target, ma improvvisamente uno dei difensori dell’altra squadra appare dal nulla, bloccando il tiro.
Senza perdere un colpo, il sistema sensomotorio dell’attaccante fa dietro front verso il piano B precedentemente codificato. Allora tira.
Dal momento che i due piani sono già stati definiti a livello cerebrale, è possibile passare prontamente da uno all’altro e mettere in atto ciascuno di esso più velocemente in caso di necessità – ha affermato Gallivan – Questo rende i tempi di reazioni più brevi; quindi, tornando all’esempio precedente, se il portiere dovesse muoversi in una o nell’altra direzione, l’attaccante potrebbe attivare più velocemente il piano alternativo.
I neuroscienziati hanno a lungo dibattuto su cosa venga prima: la decisione su quale target agire oppure il piano motorio? Sebbene precedenti studi avessero mostrato attivazioni cerebrali per multipli target potenziali a livello della regione sensomotoria, tale attività potrebbe riferirsi ad una codifica sia della posizione visiva del target sia del piano motorio richiesto per agire sul target. Sul campo da hockey (e nella vita di tutti i giorni), le decisioni motorie avvengono così in fretta che è stato dimostrato quanto sia difficile distinguere questi due processi.
Tuttavia, Gallivan e colleghi hanno escogitato un compito che separa i target visivi dai movimenti necessari per raggiungerli. In tale esperimento, è stato chiesto a 16 volontari di dirigere un cursore verso uno tra due target, ma il trucco stava nel fatto che i partecipanti dovevano iniziare il movimento prima di scoprire quale dei due target dovessero scegliere.
Quando si è forzati a lanciare un’azione senza sapere quale target sarà selezionato, le persone semplicemente avviano azioni nel mezzo, tra i target – ha affermato Gallivan.
La domanda è: la corteccia motoria calcola la media della distanza tra i due target oppure divide la differenza in due potenziali piani motori?
All’insaputa dei volontari, era presente un aspetto cruciale, ma nascosto, nel compito. All’inizio , la posizione del cursore combaciava esattamente con la posizione della mano, ma ad ogni ripetizione del compito, il cursore slittava un pochino, risultando scoordinato rispetto al controller. Dal momento che il cambio era così graduale e poiché il controller era coperto in modo tale che i volontari non potessero vedere le loro mani, i partecipanti inconsapevolmente compensavano la mancata corrispondenza cursore-controller alterando in modo opportuno i movimenti della mano. Alla fine dell’esperimento, la differenza tra il percorso motorio necessario a raggiungere il target e la traiettoria del cursore sullo schermo era di 30 gradi.
Nella fasi di analisi dei dati, i ricercatori hanno scoperto che i movimenti della mano dei volontari risultavano dalla media dei percorsi motori necessari a raggiungere i due potenziali target e non dalla media delle posizioni che i due target occupavano sullo schermo. Il comportamento di media spaziale non è strategico o intenzionale, e non è connesso alla posizione dei target.
Questa scoperta supporta l’idea che il cervello percepisca il mondo come una serie di possibili azioni e oggetti con cui interagire. Avere immediatamente disponibili piani di riserva ha benefici tangibili, ma i ricercatori stanno ancora indagando su quali effettivamente essi siano. Il team prevede di proseguire con studi di fMRI per vedere come la codifica motoria appaia nel cervello.
