Correlati neurali II: il tasso di scarica

Oggi vorrei entrare nei dettagli della discussione cominciata qui e spiegare qual'è il correlato neurale più semplice da esaminare: il tasso di scarica di un neurone o di un gruppo di essi.

Come sapete, i neuroni comunicano tra loro tramite potenziali d'azione, sarebbe a dire brevissime scariche lettere. È come se comunicassero tramite un codice Morse fatto solo di punti ma non di linee.

(Per essere precisi, questo è vero sicuramente per i neuroni corticali umani, mentre creature più semplici hanno spesso neuroni comunicanti in altre maniere, ma questo è un altro discorso)

Immaginiamo adesso di fare un esperimento che ci consenta di registrare questi impulsi durante un esperimento, ad esempio mentre mostrate ad un soggetto diverse immagini. Cosa possiamo fare per analizzare i dati a nostra disposizione? Possiamo, ad esempio, per ogni immagine mostrata al soggetto, contare quanti potenziali d'azione sono stati registrati dal vostro elettrodo e dividerli per il tempo per il quale abbiamo mostrato l'immagine. Otteniamo così un "tasso di scarica", che ovviamente dipenderà dall'immagine mostrata al soggetto.

Vi sembrerà bizzarro, ma questa semplice analisi rivelerà che in alcune zone del cervello ci sono neuroni che scaricano preferibilmente quando vengono mostrate alcuni tipi di immagini. Ad esempio, se siete degli amanti del cinema trash, avrete sicuramente alcuni neuroni nel cervello che scaricano a tutta forza quando vengono mostrate immagini di Lino Banfi.

Non sto scherzando.

PS: non mettetevi in testa adesso che il cervello funziona in maniera banale. Il fatto che per quasi ogni oggetto o concetto ci siano neuroni che scaricano, non spiega assolutamente nulla: nè il meccanismo che genera questo fenomeno, nè la sua funzione. In altre parole: del significato di tali analisi parleremo un'altra volta...

Correlati neurali I: esempi e introduzione

Molte persone al mondo, spesso motivate da giornali troppo zelanti, pensano che i neuroscienziati siano quasi arrivati ad una comprensione della mente umana. Cosa vorrebbe dire comprensione? Una buona definizione mi pare: "Essere in grado di spiegare, al livello più elementare possibile, come e perche un essere umano si comporta in una data maniera". È abbastanza evidente che per rispondere ad una tale domanda sia necessario sapere preventivamente cosa accade nel cervello di una persona (dato che noi riteniamo il cervello essere l'implementazione della mente) quando essa si comporta in una data maniera. Sappiate, allora, che anche questa domanda è, in gran parte, senza risposta. Però la risposta, se ci fosse, avrebbe un nome altisonante: i correlati neurali. Un ruolo particolare hanno ovviamente i correlati neurali della coscienza.

Vorrei fare alcuni esempi di cosa si sa al livello di neuroni. Come abbiamo spiegato più volte, i neuroni sono cellule la cui attività si esprime tramite brevi scariche elettriche. Noi sappiamo con sicurezza che: ci sono percezioni o azioni che hanno come correlato neurale l'attività aumentata di alcuni neuroni; ci sono percezioni o azioni che hanno come correlato neurale l'attività diminuita di alcuni neuroni; neuroni correlanti con la stessa classe di rappresentazione (forma, colore, odore, movimento) simili sono facili da trovare in zone vicine del cervello; ci sono correlati che non sono l'attività aumentata o diminuità. Vi faccio alcuni esempi:

Attivitá aumentata

Non ve ne accorgete, ma voi muovete in continuazione il punto di fissazione del vostro occhio. Prima di ogni micromovimento, ci sono alcuni neuroni che si attivano.

Attività diminuita

Alcuni neuroni sono più attivi se un oggetto si trova in un punto abbastanza preciso del vostro campo visivo, ma meno attivi del solito se l'oggetto si trova nelle immediate vicinanze. Per saperne di più.

Zone

Neuroni che correlano con la direzione di movimento si trovano tutti in una zona particolare della corteccia visiva. Muovendosi di pochi micrometri, la classe di correlazione cambia.

Correlati diversi

Ci sono neuroni che aumentano solo lievemente la loro attività poco prima di un segnale motorio, mentre la regolarità della loro attività aumenta molto di più.

Questo riguarda il cosa. Ovviamente, sapere come vengono manipolate queste rappresentazioni è ancora molto, ma molto, ma molto al di là di venire. È capire se è possibile ridurre la mente ai suoi correlati neurali è una domanda probabilmente destinata a rimanere per sempre senza risposta.