Spezzare il funzionamento del cervello in compiti di attenzione complessi
Ora un nuovo studio rivela come il cervello raggiunge questo tipo di attenzione focalizzata: una parte della corteccia prefrontale nota come giunzione frontale inferiore (IFJ) controlla le aree di elaborazione visiva che sono sintonizzate per riconoscere una specifica categoria di oggetti.
Gli scienziati sanno molto meno di questo tipo di attenzione, nota come attenzione basata sugli oggetti, dell'attenzione spaziale, che implica la focalizzazione su ciò che sta accadendo in un luogo particolare.
Tuttavia, il nuovo studio suggerisce che questi due tipi di attenzione hanno meccanismi simili che coinvolgono regioni cerebrali correlate, secondo Robert Desimone, Ph.D., professore di neuroscienze presso il Massachusetts Institute of Technology (MIT) e direttore del McGovern Institute del MIT per Ricerca sul cervello.
"Le interazioni sono sorprendentemente simili a quelle osservate nell'attenzione spaziale", ha detto Desimone. "Sembra che sia un processo parallelo che coinvolge aree diverse."
In entrambi i casi, la corteccia prefrontale - il centro di controllo per la maggior parte delle funzioni cognitive - sembra farsi carico dell'attenzione del cervello e controllare le parti rilevanti della corteccia visiva, che riceve input sensoriali, ha spiegato.
Nel nuovo studio, i ricercatori hanno scoperto che IFJ si coordina con una regione del cervello che elabora i volti, nota come area del viso fusiforme (FFA), e una regione che interpreta le informazioni sui luoghi, nota come area del luogo parahippocampale (PPA). L'FFA e il PPA sono stati identificati per la prima volta nella corteccia umana da Nancy Kanwisher, professore di neuroscienze cognitive al MIT.
Per l'ultimo studio, i ricercatori hanno utilizzato la magnetoencefalografia (MEG) per scansionare il cervello umano mentre i partecipanti osservavano una serie di immagini sovrapposte di volti e case. A differenza della risonanza magnetica funzionale (fMRI), che è comunemente usata per misurare l'attività cerebrale, la MEG può rivelare la tempistica precisa dell'attività neurale, fino al millisecondo, hanno osservato i ricercatori.
Gli scienziati hanno presentato i flussi sovrapposti a due ritmi diversi - due immagini al secondo e 1,5 immagini al secondo - consentendo loro di identificare le regioni del cervello che rispondono a quegli stimoli.
“Volevamo etichettare in frequenza ogni stimolo con ritmi diversi. Quando guardi tutta l'attività cerebrale, puoi distinguere i segnali che sono coinvolti nell'elaborazione di ogni stimolo ", ha detto Daniel Baldauf, uno studente post-dottorato presso il McGovern Institute e l'autore principale dello studio.
A ogni partecipante è stato detto di prestare attenzione ai volti o alle case. Poiché le case e le facce erano nello stesso punto, il cervello non poteva utilizzare le informazioni spaziali per distinguerle, hanno spiegato i ricercatori.
Quando ai partecipanti è stato detto di cercare volti, l'attività nell'FFA e nell'IFJ si è sincronizzata, suggerendo che stavano comunicando tra loro. Quando i soggetti prestavano attenzione alle case, l'IFJ si sincronizzava invece con il PPA, secondo i risultati dello studio.
I ricercatori hanno anche scoperto che la comunicazione è stata avviata dall'IFJ e l'attività è stata scaglionata di 20 millisecondi, circa il tempo necessario ai neuroni per trasmettere elettricamente le informazioni dall'IFJ all'FFA o al PPA. I ricercatori hanno affermato di ritenere che l'IFJ mantenga l'idea dell'oggetto che il cervello sta cercando e diriga la parte corretta del cervello a cercarlo.
Rafforzando questa idea, i ricercatori hanno utilizzato un metodo basato sulla risonanza magnetica per misurare la materia bianca che collega diverse regioni del cervello e hanno scoperto che l'IFJ è altamente connesso sia con l'FFA che con il PPA.
I ricercatori stanno ora studiando come il cervello sposta la sua attenzione tra diversi tipi di input sensoriali, come la vista e l'udito. Stanno anche studiando se sia possibile addestrare le persone a focalizzare meglio la loro attenzione controllando le interazioni cerebrali coinvolte in questo processo.
"È necessario identificare i meccanismi neurali di base e fare studi di ricerca di base, che a volte generano idee per cose che potrebbero essere di beneficio pratico", ha detto Desimone. "È troppo presto per dire se questa formazione funzionerà, ma è qualcosa che stiamo attivamente perseguendo".
Lo studio, finanziato dal National Institutes of Health e dalla National Science Foundation, è stato pubblicato nell'edizione online di Scienza.
Fonte: Massachusetts Institute of Technology
