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Se la scelta è ambigua, ci pensa l'amigdala
25 maggio 2016
Di fronte a situazioni ambigue, in cui è dubbio se uno stimolo ambientale è associato a un successivo evento avverso, è innanzitutto l'amigdala che si fa carico di valutare la probabilità di quell'associazione. E per farlo sembra applicare algoritmi simili a quelli messi a punto per insegnare ad apprendere ai computer (red)
da lescienze.it
Di fronte a una situazione ambigua, la valutazione dell'azione migliore da compiere è fatta dai circuiti neuronali dell'amigdala - nota per il suo ruolo di "archivio" degli eventi avversi già sperimentati - sulla base di modelli statistici che la stessa amigdala elabora. È quanto risulta da uno studio effettuato da ricercatori della New York University e del RIKEN Brain Science Institute, a Saitama, in Giappone, che firmano un articolo su "Nature Neuroscience".
Imparare a prevedere l'esistenza di relazioni pericolose nell'ambiente - per esempio tra odori o suoni e predatori - è essenziale per la sopravvivenza. Per studiare come diversi eventi sono collegati, a livello cerebrale, con esiti spiacevoli, ai soggetti di studio vengono proposte tipicamente situazioni in cui l'associazione tra evento ed esito è molto chiara. Proprio per questo finora poco si sapeva su che cosa accade quando le situazioni sono ambigue, quelle cioè in cui vi è una concorrenza di stimoli differenti e contrastanti oppure l'associazione è, per vari motivi, dubbia.
Nel nuovo studio Tamas J. Madarasz e colleghi hanno creato una simile situazione di incertezza facendo sì che alcuni ratti apprendessero prima un'associazione fra un suono e una scossa, per poi trasmettere la scossa anche in assenza del suono. Se la scossa viene trasmessa solitamente dopo il suono, i ratti che hanno appreso quell'associazione normalmente "congelano", ovvero mettono in atto un comportamento chiamato freezing in cui rimangono immobili, anticipando lo shock. Ma, quando gli stessi animali imparano che la scossa può arrivare senza essere preceduta dal suono, il freezing anticipatorio è molto più debole perché il nesso causale tra il suono e la scossa a quel punto non è più evidente.
Sfruttando la tecnica dell'optogenetica, che permette di controllare l'attività delle cellule cerebrali attraverso impulsi luminosi, i ricercatori hanno dimostrato che a valutare la situazioni di incertezza sono circuiti neuronali dell'amigdala. I ratti sono stati sottoposti a diversi tipi di stimoli che creavano una molteplicità di situazioni ambigue. In seguito, grazie all'analisi dei risultati, Madarasz e colleghi hanno trovato che il comportamento degli animali era spiegato nel modo migliore da un modello dinamico che tiene contemporaneamente conto delle diverse possibili configurazioni dell'ambiente (suoni, luci o altre caratteristiche) e del modo in cui esse possono interagire durante l'apprendimento di una possibile associazione tra stimolo ed evento avverso.
"Per fare previsioni riuscite - ha detto Madarasz - il cervello deve considerare diversi modelli delle varie configurazioni ambientali, ed eseguire calcoli in parallelo per ciascuno di essi e per l'incertezza associata. In questa valutazione sembra che gli animali usino gli stessi algoritmi che sono stati sviluppati per migliorare le capacità di apprendimento dei computer."
Questi risultati potranno essere importanti per comprendere meglio come si formano e vengono modificati ricordi e associazioni, ma possono anche avere implicazioni per la comprensione di malattie in cui ci si trova di fronte alla costante e indebita formazione, a livello cerebrale, di associazioni ambigue, come nel caso delle patologie d'ansia.
http://www.nature.com/neuro/journal/vaop/ncurrent/full/nn.4308.html
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Se la scelta e' ambigua ci pensa l'amigdala
