Ricerche

Nel 1890, lo psicologo William James ha descritto l'attenzione come i riflettori che brillano non solo sul mondo che ci circonda, ma anche sui contenuti della nostra mente. La maggior parte degli scienziati cognitivi da allora ha fatto una forte distinzione tra le due definizioni fatte da James di 'attenzione sensoriale' e di 'attenzione intellettuale', ora di solito chiamate 'attenzione' e 'memoria di lavoro', ma James le aveva viste come due varianti dello stesso processo mentale.

Nuove ricerche di neuroscienziati dell'Università di Princeton suggeriscono che James era nel giusto, trovando che questa attenzione sul mondo esterno e l'attenzione ai nostri pensieri sono in realtà due lati della stessa medaglia neurale. Inoltre, hanno osservato la medaglia mentre gira nel cervello.

Un documento pubblicato il 31 marzo su Nature, da Matthew Panichello, associato di ricerca post-dottorato al Princeton Neuroscience Institute, e Timothy Buschman, assistente professore di psicologia e neuroscienze della Princeton, ha scoperto che l'attenzione e la memoria di lavoro condividono gli stessi meccanismi neurali. È importante sottolineare che il loro lavoro rivela anche che le rappresentazioni neurali dei ricordi vengono trasformate mentre dirigono il comportamento.

"Quando agiamo sugli stimoli sensoriali lo chiamiamo «attenzione»", ha detto Buschman. "Ma c'è un meccanismo simile che può agire sui pensieri che abbiamo in mente".

In un paio di esperimenti con due macachi rhesus, i ricercatori hanno scoperto che i neuroni della corteccia prefrontale che focalizzano l'attenzione sugli stimoli sensoriali sono proprio le stesse che si concentrano su un oggetto nella memoria di lavoro. Inoltre, Panichello e Buschman hanno realmente osservato le rappresentazioni neurali di quei ricordi, che si riallineano nel cervello mentre le scimmie sceglievano su quali ricordi agire.

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"L'attenzione ti consente di focalizzare le risorse su un particolare stimolo, mentre un processo di selezione simile avviene con gli oggetti nella memoria di lavoro", ha detto Buschman. "I nostri risultati mostrano che la corteccia prefrontale usa una rappresentazione per controllare sia l'attenzione che la memoria di lavoro".

Le stesse registrazioni neurali hanno mostrato anche che scegliere un oggetto modifica i ricordi in modo che siano nascosti nella memoria di lavoro oppure usati per creare la risposta. Ciò comporta la rotazione dinamica della rappresentazione della memoria nella corteccia prefrontale.

Questo può essere paragonato a tenere un pezzo di carta con del testo su di esso. Se tieni il foglio con il bordo di fronte alla tua faccia, non puoi leggerlo. Questo occultamento, spiega Buschman, impedisce al cervello di innescare la risposta sbagliata, o di innescarla troppo presto.

"Il cervello trattiene le informazioni in modo che la rete non possa vederle", ha detto. Quindi, quando arriva il momento di rispondere alla fine del processo, la rappresentazione della memoria è ruotata. Proprio come ruotando il documento ti consente di leggere e agire sul testo, ruotare la rappresentazione neurale consente al cervello di dirigere il comportamento.

"Questa trasformazione dinamica mi ha semplicemente lasciato senza fiato", ha detto Buschman. "Mostra che il cervello può manipolare gli oggetti nella memoria di lavoro per guidare la tua azione".

"È un documento importante", ha detto Earl Miller, neuroscienziato del Massachusetts Institute of Technology, non coinvolto in questa ricerca. "L'attenzione e la memoria di lavoro sono state spesso discusse come due lati della stessa medaglia, ma erano solo opinioni. Questo documento mostra quanto tutto ciò è vero e ci mostra anche la 'medaglia', i meccanismi di codifica e controllo che condividono".

"Il nostro obiettivo non è quello di riscrivere la parola «attenzione»", ha detto Buschman, che invece spera che le scoperte di decenni di ricerca sull'attenzione possano essere generalizzate per far luce su altre forme di funzione esecutiva. "L'attenzione è stata ben studiata come controllo cognitivo degli stimoli sensoriali. I nostri risultati iniziano ad ampliare questi concetti ad altri comportamenti".