Environmental volatility amplifies Pavlovian control in decision-making

Ogni giorno, i nostri cervelli agiscono come calcolatori costanti, pesando i risultati probabili delle nostre azioni per decidere cosa fare dopo. Se premi un pulsante e ottieni un premio, impari a premerlo di nuovo; se lo premi e non ottieni nulla, smetti. È così che navighiamo in un mondo dove causa ed effetto solitamente rimangono stabili. Ma il mondo reale è raramente così stabile. A volte, le regole cambiano senza preavviso. Un percorso che ieri portava alla sicurezza, oggi potrebbe portare al pericolo. Quando l'ambiente diventa imprevedibile, il cervello affronta un problema difficile: l'informazione su cui si affida per fare scelte intelligenti diventa rumorosa e inaffidabile. In questi momenti di alta incertezza, le nostre menti devono decidere se continuare a cercare di capire le nuove regole o abbandonarsi a un sistema più semplice e antico, che reagisce automaticamente ai segnali nell'ambiente.

Questa questione di come passiamo dal calcolo attento alla reazione automatica è al cuore di un nuovo studio condotto da ricercatori dell'Università di Bologna e del Consiglio Nazionale delle Ricerche d'Italia. Volevano capire cosa accade quando il mondo diventa caotico. Nello specifico, hanno indagato se un ambiente instabile e imprevedibile ci renda più propensi a ignorare i nostri calcoli e invece seguire l'attrazione di stimoli familiari. Immaginate una persona che cammina in un bosco dove i segnali del sentiero continuano a spostarsi; alla fine, potrebbe smettere di cercare di leggere la mappa e limitarsi a seguire il profumo di un fiore che di solito conduce all'acqua, anche se la mappa dice che l'acqua si trova altrove. I ricercatori si sono posti l'obiettivo di vedere se questo tipo di spostamento avviene nel cervello umano quando l'ambiente è volatile, e se questo spostamento cambi la natura stessa del modo in cui prendiamo decisioni.

Per trovare la risposta, il team ha progettato un gioco basato al computer che imitava una slot machine. Nella prima parte dell'esperimento, cinquanta volontari sani hanno imparato a giocare a questo gioco sotto due diverse condizioni. Nella condizione di "bassa volatilità", la macchina era prevedibile: una leva dava un premio la maggior parte delle volte, e l'altra dava un premio raramente. Le regole rimanevano uguali per molto tempo. Nella condizione di "alta volatilità", le regole cambiavano frequentemente e senza preavviso. La leva che di solito era buona diventava improvvisamente cattiva, e quella cattiva diventava buona, talvolta cinque volte in una singola sessione. I partecipanti dovevano apprendere questi schemi mutevoli semplicemente osservando i risultati delle loro scelte. Come previsto, le persone trovavano molto più difficile padroneggiare le regole mutevoli. Le loro scelte erano meno accurate e sembravano più incerte su quale leva scegliere.

Dopo aver appreso le regole della slot machine, i partecipanti sono passati a una seconda fase in cui venivano mostrate immagini di premi alimentari. Hanno imparato che certe immagini predicevano quale cibo sarebbe apparso. Questa era una fase di apprendimento passivo in cui si limitavano a guardare le immagini e gli esiti, senza premere alcuna leva. Ciò ha creato un forte legame nella loro mente tra una specifica immagine e un cibo specifico. Infine, i ricercatori hanno unito le due parti. I partecipanti sono tornati alla slot machine, ma questa volta, prima di dover scegliere, appariva un'immagine sopra le leve. L'immagine poteva corrispondere alla leva che era attualmente la scelta migliore, oppure poteva indicare la leva che era attualmente la scelta peggiore. I ricercatori hanno poi osservato se i partecipanti avrebbero continuato con la leva che aveva dato frutti recentemente, o se sarebbero stati attratti dalla leva suggerita dall'immagine.

I risultati hanno rivelato un modello chiaro e sorprendente. Quando i partecipanti avevano appreso il gioco in un ambiente stabile e a bassa volatilità, le immagini avevano pochissimo effetto. Ignoravano per lo più le immagini e restavano fedeli alla leva che stava dando loro i migliori premi. Tuttavia, quando avevano appreso il gioco nell'ambiente caotico ad alta volatilità, le immagini prendevano il controllo. Se un'immagine indicava la leva che era attualmente la scelta peggiore, i partecipanti del gruppo ad alta volatilità seguivano l'immagine molto più spesso rispetto a quelli del gruppo stabile. Abbandonavano la strategia che aveva funzionato per loro in passato e lasciavano che lo stimolo guidasse la loro decisione. Questo accadeva anche quando l'immagine era irrilevante rispetto alle regole attuali della macchina. Il cervello, sopraffatto dai continui cambiamenti, aveva spostato la sua fiducia dai propri calcoli a un segnale più semplice.

I ricercatori hanno anche osservato quanto fossero coerenti le scelte dei partecipanti. Hanno misurato l'"entropia" delle decisioni, che è un modo per descrivere quanto il comportamento di una persona vari da un momento all'altro. Nel gruppo ad alta volatilità, quando l'immagine e la scelta migliore erano in disaccordo, le scelte dei partecipanti diventavano molto più erratiche. Sembravano lacerati tra i due sistemi, oscillando tra il seguire l'immagine e il seguire le regole. Questo conflitto interno creava un modello di comportamento rumoroso e imprevedibile. Ma la storia cambia in un secondo esperimento progettato per testare cosa succede quando il feedback si interrompe. In questa versione, i ricercatori hanno rimosso il feedback del premio durante alcune parti del test. Senza il feedback per aggiornare i propri calcoli, il sistema strumentale non aveva nulla su cui lavorare. In questo stato, i partecipanti non sono diventati solo erratici; sono diventati rigidamente coerenti. Seguivano l'immagine ogni singola volta, anche quando portava alla scelta sbagliata. Il conflitto era svanito perché il cervello aveva smesso di calcolare e si era completamente arreso allo stimolo.

Questi risultati suggeriscono che la volatilità ambientale non aggiunge solo confusione o rumore al nostro comportamento. Al contrario, essa cambia attivamente il modo in cui il nostro cervello pesa diversi tipi di informazione. Quando il mondo è stabile, facciamo affidamento sulla nostra capacità di imparare dalle nostre azioni. Quando il mondo diventa imprevedibile, il nostro cervello sembra decidere che tracciare ogni cambiamento sia troppo costoso e rischioso. Invece, sposta il controllo al sistema più semplice, basato sugli stimoli, che reagisce ai segnali nell'ambiente. Questo spostamento non è un fallimento dell'apprendimento, ma un adattamento strategico. Il cervello realizza che in un mondo caotico le vecchie regole sono scomparse, e l'unica cosa stabile rimasta è il segnale. Questo meccanismo aiuta a spiegare perché le persone in situazioni instabili o stressanti possano diventare più impulsive o guidate da stimoli immediati, un modello osservato in condizioni come la dipendenza e i disturbi compulsivi. Lo studio dimosta che quando la mappa continua a cambiare, smettiamo di leggerla e iniziamo a seguire il profumo.