Così il cervello ignora le distrazioni

Come facciamo ad ascoltare una persona che ci parla in mezzo a molto rumore? O a leggere un libro mentre il nostro vicino sul treno prosegue nella sua conversazione a voce alta al cellulare? In qualche modo dobbiamo riuscire a “eliminare” le fonti di distrazione per concentrarci sullo stimolo che abbiamo scelto. I neuroscienziati del Massachusetts Institute of Technology (MIT) hanno scoperto quale circuito cerebrale, controllato dalla corteccia prefrontale (PFC), ci aiuta in questa operazione. La ricerca, pubblicata sulla rivista Neuron, mostra che quando questo circuito viene coinvolto, la PFC sopprime in maniera selettiva gli input sensoriali appena raggiungono il talamo – la parte del cervello a cui arriva la maggior parte delle informazioni che vengono dai sensi.

“Questa è un’operazione fondamentale che fa pulizia di tutti i segnali in entrata, in un modo diretto al raggiungimento di un obiettivo”, ha spiegato in un comunicato Michael Halassa, assistente universitario in scienze cognitive e cerebrali, membro del McGovern Institute for Brain Research dell’MIT e primo autore dello studio. I ricercatori ora stanno cercando di verificare se degli indebolimenti in questo circuito potrebbero essere coinvolti nell’ipersensibilità al rumore e ad altri stimoli che si ritrova spesso nelle persone affette da disturbi dello spettro autistico.

Un cervello impegnato a ignorare il rumore di fondo

I nostri cervelli sono continuamente bombardati da informazioni sensoriali e noi siamo in grado di ignorare gran parte di essi in maniera automatica, senza nemmeno rendercene conto. Alcuni tipi di distrazioni – come quella del vicino di treno che parla al telefono – sono più intrusive, e richiedono uno sforzo consapevole per essere escluse. In un articolo pubblicato nel 2015, Halassa e i suoi colleghi illustravano come l’attenzione possa essere consciamente spostata tra diverse tipologie di input sensoriali.

Per arrivare a questa conclusione avevano addestrato alcuni topi a concentrarsi in maniera alternata su stimoli visivi o uditivi: durante questo compito, i topi reprimevano lo stimolo sensoriale in competizione, riuscendo a focalizzarsi su quello che gli avrebbe permesso di ottenere una ricompensa. Questo processo sembrava aver origine nella corteccia prefrontale, che è fondamentale nei comportamenti cognitivi complessi come la pianificazione e il processo decisionale. I ricercatori avevano anche trovato che una parte del talamo, che elabora la visione, veniva inibita quando l’animale si stava concentrando sugli stimoli uditivi. Comunque, non ci sono connessioni fisiche dirette dalla corteccia prefrontale al talamo, quindi non era chiaro come esattamente la PFC esercitasse tale controllo.

Nel nuovo studio, i ricercatori hanno addestrato di nuovo i topi a spostare alternativamente la loro attenzione tra stimoli visuali e uditivi, poi hanno mappato le connessioni cerebrali che erano coinvolte. Prima hanno esaminato gli output della corteccia prefrontale che erano essenziali per questo compito, per poi inibirne sistematicamente i terminali. Questo ha permesso di scoprire che la connessione tra la PFC e una regione cerebrale chiamata corpo striato è necessaria per sopprimere l’input visuale quando l’animale sta prestando attenzione allo stimolo uditivo. Un’ulteriore mappatura ha rivelato che il corpo striato manda poi un input a una regione chiamata globo pallido, che è parte dei gangli della base. Questi ultimi in seguito sopprimono l’attività nella parte del talamo che elabora le informazioni visive.

Il controllo dell’attenzione

Avvalendosi di un setup sperimentale simile, i ricercatori hanno anche identificato un circuito parallelo che elimina l’input uditivo quando l’animale si concentra sullo stimolo visivo. Questa scoperta mostra le prime prove scientifiche che i gangli della base, conosciuti come centrali per la pianificazione del movimento, hanno un ruolo anche nel controllo dell’attenzione. “Quello che abbiamo scoperto qui è che la connessione tra la corteccia prefrontale e l’elaborazione sensoriale a questo livello è mediata tramite i gangli della base, e questi ultimi influenzano il controllo dell’elaborazione sensoriale”, ha spiegato Halassa. “Ora abbiamo un’idea chiara di come i gangli della base possono essere coinvolti in processi puramente attenzionali che non hanno niente a che fare con la preparazione motoria.”

Questa ricerca ha inoltre messo in luce come gli stessi circuiti vengano impiegati non solo per passare tra diversi tipi di stimoli sensoriali – come visivo e uditivo -, ma anche per eliminare degli input che ci distraggono e che percepiamo con lo stesso senso – per esempio riuscire a concentrarsi su una sola voce in mezzo al rumore. Nel laboratorio di Halassa ora si stanno svolgendo esperimenti analoghi, ma con topi geneticamente modificati per sviluppare sintomi simili a quelli delle persone affette da disturbi dello spettro autistico. Un aspetto piuttosto comune di questa condizione è rappresentato dall’ipersensibilità al rumore, che potrebbe essere causata da indebolimenti a questo circuito cerebrale: è sotto studio la possibilità che dare un impulso all’attività di questo circuito possa ridurre la sensibilità al rumore.

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