The mesencephalic locomotor region shapes decision-making during movement
Questo studio dimostra che la regione locomotoria mesencefalica (MLR) modella attivamente il processo decisionale durante il movimento codificando variabili motorie e decisionali multiplexed, guidando l'accumulo di evidenze e influenzando causalmente la probabilità della decisione di procedere (go-decision).
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 compiamo delle scelte mentre i nostri corpi sono in movimento. Un corridore decide se scattare o rallentare in base al terreno; un uccello regola la sua traiettoria di volo mentre schiva i rami. Per molto tempo, gli scienziati hanno creduto che il cervello gestisse questi due compiti — muoversi e decidere — come lavori separati. Una parte del cervello calcolava i passi, mentre un'altra parte, più elevata, pesava le opzioni e prendeva la decisione. Tuttavia, nuove ricerche suggeriscono che questa separazione sia un'illusione. In natura, il movimento e il processo decisionale sono profondamente intrecciati, aggiornandosi costantemente a vicenda. Per capire come ciò avvenga, i ricercatori hanno rivolto la loro attenzione a una piccola e antica area nel mezzo del cervello chiamata regione locomotrice mesencefalica. Questa zona è nota per essere il motore del movimento, ma uno studio recente rivela che gioca anche un ruolo critico in come pensiamo e scegliamo mentre siamo in movimento.
Un team di scienziati dell'Istituto di Scienza e Tecnologia della Corea si è posto l'obiettivo di testare questa idea usando dei topi. Hanno posizionato gli animali su un tapis roulant e li hanno addestrati ad ascoltare suoni specifici. Quando sentivano un tono acuto, dovevano leccare un beccuccio per ottenere una ricompensa. Quando sentivano un tono grave, dovevano restare immobili per evitare un soffio d'aria. Il colpo di scena era che i topi erano liberi di camminare alla velocità che volevano prima che il suono venisse riprodotto. I ricercatori volevano vedere se la velocità della camminata cambiasse il modo in cui i topi prendevano le decisioni. Scoprirono che era così. Quando i topi camminavano lentamente, erano più veloci nel decidere se leccare o restare fermi. Quando camminavano velocemente, le loro risposte rallentavano e erano meno propensi ad agire, anche quando sapevano di doverlo fare. La velocità delle loro gambe stava plasmando direttamente la velocità e la certezza dei loro pensieri.
Per scoprire perché accadeva questo, il team ha inserito minuscoli elettrodi nella regione locomotrice mesencefalica per ascoltare i segnali elettrici delle singole cellule cerebrali. Hanno scoperto che queste cellule non stavano solo contando i passi. Inveve, una singola cellula poteva attivarsi in risposta alla velocità con cui il topo correva, al suono del tono e all'aspettativa di una ricompensa, tutto contemporaneamente. Era come se la cellula stesse sostenendo una conversazione sia sul movimento del corpo che sulla scelta mentale simultaneamente. I ricercatori hanno utilizzato modelli informatici per suddividere queste cellule in gruppi in base ai loro schemi di attività. Hanno trovato gruppi specifici di cellule che erano più attive subito dopo il suono, ma prima che il topo compisse la sua mossa. Questi gruppi sembravano raccogliere prove, pesando il suono rispetto alla memoria di ricompense passate, e decidendo cosa fare dopo.
Lo studio è andato oltre per dimostrare che queste cellule non stavano solo osservando il processo, ma lo stavano effettivamente guidando. Gli scienziati hanno utilizzato una tecnica per etichettare solo le cellule che erano attive durante quel periodo critico di pensiero. Hanno poi usato la luce per silenziare temporaneamente queste specifiche cellule mentre i topi prendevano le loro decisioni. Quando queste cellule venivano spente, i topi diventavano esitanti. Erano molto meno propensi a prendere la decisione di "andare" per leccare una ricompensa e, quando decidevano di agire, ci mettevano più tempo. Ciò ha confermato che queste specifiche cellule sono necessarie per il processo decisionale stesso. I ricercatori hanno anche esaminato la composizione chimica di queste cellule e hanno scoperto che non erano principalmente il tipo di cellule che di solito controllano il movimento. Invece, erano un mix di altri tipi, suggerendo che il cervello utilizzi un gruppo diversificato di cellule per gestire il complesso compito di decidere mentre ci si muove.
Le scoperte suggeriscono che la regione locomotrice mesencefalica sia molto più di un semplice interruttore per camminare. Funge da ponte dove lo stato fisico del corpo incontra il processo mentale di scelta. Quando un animale si muove velocemente, questa regione sembra rallentare il tasso di raccolta delle informazioni, portando a decisioni più prudenti e lente. Quando l'animale si muove lentamente, l'informazione viene raccolta in modo più efficiente, portando a scelte più rapide. Questa scoperta cambia il modo in cui vediamo l'organizzazione del cervello. Mostra che il meccanismo decisionale non è isolato in una torre alta del cervello, ma è inserito all'interno dei medesimi circuiti che controllano i nostri muscoli. Questo aiuta a spiegare perché a volte è più difficile pensare chiaramente quando stiamo correndo, e perché rallentare il nostro corpo può talvolta aiutarci a pensare più velocemente. Lo studio fornisce un quadro chiaro di come il cervello integri la sensazione del movimento con l'atto della scelta, rivelando che per capire come decidiamo, dobbiamo prima capire come ci muoviamo.
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