Troppi segnali stradali: il cervello s’impalla?

SCOPERTE – Capita di imboccare una di quelle rotonde strapiene di cartelli per ogni uscita, che indicano direzioni diverse, località differenti, a volte la stessa località in due direzioni diverse. Capita di arrivare ad un incrocio carico di informazioni e frecce. E capita anche di farsi due o tre giri di quella rotonda o di mancare l’incrocio giusto. Insomma, di fronte a un certo numero di cartelli che indicano direzioni diverse e rispettive direzioni da poter seguire o indicazioni contraddittorie – una situazione piuttosto comune sulla strada – il cervello di un automobilista potrebbe anche avere un momento di crisi.

“A quale automobilista – spiega Alberto Zani, responsabile del Laboratorio di Imaging Elettrofunzionale Cognitivo dell’Istituto di bioimmagini e fisiologia molecolare del Consiglio nazionale delle ricerche – non è capitato erroneamente, specialmente in una zona geografica non nota, di mancare di prendere un’uscita autostradale? Può capitare se non è stato allertato in tempo, ma anche se si trova già in uno stato di allerta.”

Proprio per indagare l’influenza di diversi stati cognitivi di allerta e attenzione sulle capacità di elaborazione cerebrale di informazioni distraenti o conflittuali e sui processi decisionali legati a questi stati, ha preso avvia la ricerca di Zani in collaborazione con Alice Mado Proverbio.

Nell’indagine, i cui risultati sono stati pubblicati sulla rivista Scientific Reports, un campione di studenti è stato sottoposto ad un test di laboratorio. Durante l’esperimento, i volontari si sono trovati di fronte a diverse condizioni sperimentali in cui venivano presentate sequenze di stringhe contigue di frecce. “La direzione della freccia centrale  – spiega Zani –  indicava di volta in volta ai partecipanti con quale mano premere un pulsante per la registrazione dei tempi di reazione, rispetto alle frecce laterali che potevano puntare nella stessa (congruenti) o in un’opposta direzione (incongruenti) rispetto a quella centrale, in modo da indurre un diverso grado di conflitto esecutivo psicomotorio. Ciascuna stringa di frecce era preceduta in modo casuale da quattro diverse situazioni di preavviso per indurre alternativamente nel cervello quattro diversi stati di allerta e orientamento dell’attenzione verso una certa direzione, come si può pensare accada con la segnaletica stradale a un bivio.”

Il test prevedeva quattro situazioni. Nella prima le stringhe di frecce non erano precedute da nessun segnale di preavviso, “così da simulare – chiarisce Zani – uno stato di assoluta disattenzione precedente alla reazione ‘riflessa’ alla comparsa delle frecce, come può accadere, ad esempio, in risposta ad un pedone o un’auto ad un incrocio”. Nella seconda condizione di test ai volontari veniva presentato un segnale di preavviso luminoso al centro del campo visivo prima della comparsa delle frecce (al pari dei segnali di preavviso di intersezione e di preselezione posti al centro di un bivio), per generare uno stato di allerta, senza però indicare in quale dei due punti previsti potevano essere presentate le frecce. Nella terza condizione un preavviso veniva presentato contemporaneamente nei due punti del campo visivo in cui potevano apparire le frecce (come i doppi segnali per la stessa località in direzioni opposte, che generano un conflitto decisionale). “Questo per generare una condizione di allerta diffusa tra entrambe le posizioni di comparsa delle frecce – chiarisce il professore – per esplorare se questo potesse migliorare la risposta riflessa e l’indirizzamento dell’attenzione a posteriori”.
E infine, l’ultima condizione di test: gli sperimentatori presentavano  un singolo preavviso nel punto in cui poi sarebbero seguite le frecce, così come accade nei segnali di direzione univoci di conferma di località sulle strade di uscita, “per indurre un orientamento volontario dell’attenzione focale verso questo punto visivo precedente alla comparsa delle frecce stesse.”

Durante le prove gli sperimentatori valutavano i tempi di reazione dei volontari mentre, nel frattempo, veniva registrata la loro attività bioelettrica cerebrale.
Quello che hanno notato i ricercatori è che in risposta alle frecce incongruenti i tempi di reazione erano sempre rallentati, sia in presenza sia in assenza di preavviso, ad eccezione di quando i partecipanti avevano anticipatamente orientato la loro attenzione in modo esclusivo al punto di presentazione delle frecce segnaletiche. “Questo risultato indica come la risoluzione di conflitti cognitivi in situazioni che richiedono un monitoraggio continuo, come la guida di un’automobile, necessiti di attenzione indivisa e come uno stato di semplice allerta non sia sufficiente ad evitare eventualità potenzialmente pericolose – precisa Zani – Inoltre questi risultati sono stati confermati dall’analisi delle onde bioelettriche cerebrali in relazione alla congruenza delle frecce. Tra 250-450 millisecondi dopo la presentazione delle frecce, infatti, si è assodato l’insorgere di una cosiddetta ‘negatività da conflitto’ nei sensori posti sulle aree frontali e prefrontali del capo.
Analogamente ai tempi di reazione, il picco di quest’onda negativa era rallentato nelle varie condizioni di allerta seguita da attenzione riflessa rispetto a quella di attenzione volontaria. A quest’ultima condizione, però, corrispondeva un picco d’onda di ampiezza maggiore rispetto a quello trovato nella condizione di generica allerta (condizione 2), al quale, a sua volta, coincideva un picco maggiore che per quello privo di allerta (condizione 1)”.

I risultati dello studio chiariscono come il cervello sbrogli con molta attenzione i segnali, le situazioni conflittuali o dubbie. Il cervello elabora in modo più o meno efficiente le informazioni rilevanti e quelle che possono causare “interferenza” a seconda dei suoi stati funzionali. I dati ottenuti sono rilevanti perché costituiscono un passo in avanti e una correzione del modello neurocognitivo corrente: “La conflict negativity – conclude Zani – si è rivelata un prezioso marker dei diversi processi cerebrali e comportamentali legati all’elaborazione e alla riduzione del conflitto psicomotorio e decisionale indotti dai vari contesti segnalatori, diversamente da quanto proposto dal modello neurocognitivo corrente che considera il controllo esecutivo psicomotorio un processo non influenzato dagli stati funzionali nel corso dei quali esso ha luogo.”

Per tornare, quindi, alla situazione di guida in strada, lo studio può avere implicazioni importanti nella progettazione di segnaletica stradale più “attenta” al funzionamento del cervello dell’automobilista, così come nella progettazione di interni di automobili privi di scelte operative che generino un conflitto.

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