Concurrent metacognitive evaluation is dissociable from perceptual evidence accumulation in the parietal cortex
Questo studio dimostra che nei macachi il monitoraggio metacognitivo simultaneo dell'incertezza durante il processo decisionale percettivo è un processo dissociabile dall'accumulo di evidenza, poiché l'attività neurale nell'area intraparietale laterale (LIP) riflette le scelte percettive ma manca delle firme specifiche di un accumulatore di incertezza, suggerendo che il calcolo dell'incertezza avvenga al di fuori di questa regione.
Articolo originale sotto licenza CC BY 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/). Questa è una spiegazione generata dall'IA di un preprint non sottoposto a revisione paritaria. Non è un consiglio medico. Non prendere decisioni sulla salute basandoti su questo contenuto. Leggi il disclaimer completo
Ogni giorno, i nostri cervelli compiono innumerevoli scelte, dal decidere quale percorso prendere per andare al lavoro al giudicare se un suono nel buio sia una minaccia o solo il vento. Per sopravvivere, non dobbiamo solo saper fare una scelta; dobbiamo sapere quanto siamo sicuri di essa. Questa capacità di monitorare la nostra stessa certezza, di rendersi conto quando stiamo tirando a indovinare rispetto a quando sappiamo, è chiamata metacognizione. È la voce mentale che sussurra: "Non sono abbastanza sicuro per impegnarmi", spingendoci a chiedere aiuto o ad aspettare ulteriori informazioni. Per decenni, i neuroscienziati si sono chiesti in quale parte del cervello viva questa voce. La regione cerebrale che raccoglie le prove per una decisione calcola anche quanto siano affidabili tali prove? O esiste un processo separato e parallelo che scorre accanto alla decisione, agendo come un ispettore del controllo qualità?
Un team di ricercatori della Accademia Cinese delle Scienze ha compiuto ora un passo fondamentale verso la risposta a questa domanda osservando i cervelli di scimmie in tempo reale. Hanno addestrato due macachi a eseguire un compito visivo in cui dovevano giudicare la direzione di punti in movimento su uno schermo. Fondamentalmente, alle scimmie veniva data una terza opzione: in qualsiasi momento durante il compito, potevano scegliere di "rinunciare" e chiedere una seconda possibilità, più facile, di vedere i punti. Questo design ha permesso ai ricercatori di separare l'atto di prendere una decisione dall'atto di valutare l'incertezza. Registrando l'attività elettrica di singole cellule cerebrali in una regione nota per prendere decisioni, gli scienziati hanno scoperto che il cervello non utilizza lo stesso circuito sia per decidere che per controllare la propria fiducia. Invece, il segnale che dice all'animale di chiedere aiuto proviene da altrove e viene iniettato nella zona decisionale solo all'ultimo momento.
Lo studio si è concentrato su una parte specifica del cervello chiamata area intraparietale laterale, o LIP. Questa regione è famosa nelle neuroscienze per il suo ruolo nell'accumulo di prove. Quando un animale guarda un bersaglio in movimento, i neuroni in quest'area scaricano secondo un modello che assomiglia a una rampa, salendo lentamente man mano che l'animale accumula prove fino a raggiungere un punto di svolta e compiere una scelta. Questa attività a rampa è stata a lungo vista come la firma fisica di una decisione che viene presa. I ricercatori volevano sapere se questa stessa attività a rampa portasse anche il segnale dell'incertezza. Se il cervello calcolasse la fiducia utilizzando lo stesso circuito, allora quando la scimmia decideva di essere troppo incerta per indovinare, i neuroni avrebbero dovuto mostrare un modello specifico di attività che riflettesse quel dubbio, forse una rampa che si fermava in anticipo o con una pendenza diversa.
Per testare questo, i ricercatori hanno addestrato le scimmie in un compito in cui dovevano scegliere tra due bersagli che rappresentavano la direzione del movimento, o un terzo bersaglio che rappresentava una rinuncia. Quando la scimmia sceglieva la rinuncia, le veniva data una seconda visione, più chiara, dei punti, che poteva identificare facilmente. I ricercatori hanno registrato l'attività da 85 neuroni nell'area LIP di due scimmie, osservando come queste cellule si comportavano quando l'animale faceva una scelta diretta rispetto a quando sceglieva di chiedere aiuto. Hanno trovato una differenza chiara e sorprendente. Quando la scimmia compiva una scelta diretta, i neuroni si comportavano esattamente come previsto: la loro frequenza di scarica aumentava costantemente, costruendo prove fino al raggiungimento di una decisione. Tuttavia, quando la scimmia sceglieva la rinuncia, i neuroni non mostravano questo stesso schema di crescita. Inveve, l'attività rimaneva piatta e bassa per la maggior parte della prova, per poi saltare improvvisamente in un breve e stereotipato picco di attività appena prima che la scimmia muovesse l'occhio verso il bersaglio della rinuncia.
Questo salto improvviso suggerisce che la decisione di chiedere aiuto non fosse calcolata all'interno dell'area LIP stessa. Se il cervello stesse computando l'incertezza proprio lì, l'attività sarebbe cresciuta gradualmente, riflettendo la crescente consapevolezza che le prove erano deboli. Invece, l'attività piatta seguita da un picco improvviso sembra un segnale che arriva dall'esterno, dicendo ai neuroni della LIP di smettere ciò che stanno facendo ed eseguire il comando di rinuncia. Per confermare questo, i ricercatori hanno costruito modelli computerizzati di circuiti cerebrali. Un modello cercava di calcolare la decisione di rinuncia utilizzando lo stesso meccanismo interno della scelta percettiva. L'altro modello aveva un modulo esterno separato che computava l'incertezza e inviava un segnale al circuito decisionale solo quando necessario. I dati reali del cervello corrispondevano perfettamente al secondo modello. I neuroni nell'area LIP si comportavano come se stessero ricevendo un'istruzione tardiva da una parte diversa del cervello, piuttosto che generare l'istruzione essi stessi.
Le scoperte suggeriscono che il cervello mantenga il processo decisionale e il monitoraggio di sé in luoghi separati. L'area LIP è eccellente nel raccogliere prove e prendere decisioni, ma non sembra essere il luogo in cui il cervello si chiede: "Sono sicuro?". Quella domanda sembra essere risposta da un sistema diverso, che poi invia un segnale alla zona decisionale per procedere o fare un passo indietro. Questa separazione permette al cervello di essere flessibile; può monitorare l'affidabilità di una decisione senza che il processo di monitoraggio interferisca con la velocità o l'accuratezza della decisione stessa. Sebbene lo studio non individui esattamente dove risieda questo sistema di monitoraggio separato, esclude l'idea che sia semplicemente un sottoprodotto del circuito decisionale nella corteccia parietale. Il cervello, sembra, possiede un ispettore dedicato che lavora accanto all'operaio, controllando il lavoro da una certa distanza e intervenendo solo quando la qualità non è sufficiente.
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