L’Homunculus somatosensoriale può apprendere.

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L’area somestesica primaria (conosciuta anche come circonvoluzione postcentrale o corteccia somatosensoriale), nota per svolgere funzioni relative all’elaborazione dei dati sensoriali, sembra avere anche un ruolo chiave nell’apprendimento della ricompensa.

La corteccia somatosensoriale è un’area della corteccia cerebrale localizzata nel lobo parietale nel cervello deputata alla ricezione degli stimoli sensitivi del tatto.
Come per le altre aree sensorie, è strutturata come una mappa somatotopica che prende il nome di “homunculus sensitivo” (il mostriciattolo rappresentato in figura).

Il termine homunculus è dovuto al fatto che la rappresentazione del corpo umano è grottesca e sproporzionata. Alcune regioni appaiono ingrandite perché la grandezza di una regione è proporzionale al numero di recettori cutanei in essa presenti.

Un nuovo studio, condotto sui topi, ha dimostrato che le cellule della corteccia somatosensoriale, svolgono anche un ruolo chiave nell’apprendimento della ricompensa, il tipo sofisticato di apprendimento che consente al cervello di associare ad un’azione un premio gratificante.

L’apprendimento della ricompensa è il meccanismo sul quale poggiano sistemi più complessi come la motivazione, l’apprendimento associativo e alcuni aspetti dell’emotività.

L’importanza della nuova ricerca consiste nel portare ulteriori prove a favore dell’ipotesi secondo la quale l’apprendimento e la memorizzazione non sono relegate solo in alcune regioni specifiche del cervello, ma al contrario sembrano essere distribuite anche in aree che tradizionalmente si riteneva essere specializzate nell’elaborazione di altri compiti.

I neuroni hanno una forma più complicata delle altre cellule. Somigliano a piante con rami, fusto e radici. I rami di ogni neurone, che prendono il nome di dendriti, possono comunicare con un numero impressionate di altri neuroni.

L’organizzazione dei neuroni nella corteccia somatosensoriale (la citoarchitettonica) ha una struttura caratteristica a sei livelli, dove ogni livello è caratterizzato da una struttura anatomo funzionale leggermente diversa rispetto quella agli altri.

I corpi cellulari dei neuroni si trovano in profondità negli starti cinque o sei, mentre le loro proiezioni dendritiche si estendono nello strato più alto (esterno).

Il risultato è una rete intricata di dendriti che riempie completamente lo strato superiore (livello 1) della corteccia somatosensoriale, come la parte superiore di una fitta foresta.

La nuova ricerca ha scoperto che al primo livello di questa struttura a sei strati, il livello dove i dendriti si intersecano fittamente, avviene qualche cosa che in precedenza si riteneva potesse avvenire solo in strutture associative altamente specializzate.

Durante il monitoraggio dell’attività di questi dendriti nell’area somatosensoriale di topi impegnati in un semplice compito associativo si è visto che proprio in questo sottile strato di tessuto avviene una prima, rudimentale, forma di apprendimento.

Alcuni topi dovevano utilizzare i loro baffi per percepire la presenza di una piccola leva in una stanza buia. Una volta trovata e azionata la lava gli animali ottenevano in premio dell’acqua fresca.

Dato che questo compito comportava il senso del tatto ci si aspettava che i dendriti nella corteccia somatosensoriale “sparassero” quando i baffi entravano in contatto con la leva. Cosa che in effetti avveniva come da ipotesi.

La cosa sorprendente fu invece notare che, durante una fase successiva dell’esperimento, quando gli animali ricevevano la ricompensa anche in assenza di una precedente individuazione sensoriale della leva, gli stessi dendriti legati ai recettori sensoriali risultavano attivi in modo simile alla precedente fase dell’esperimento.

L’unica spiegazione di questo fenomeno consiste nell’ipotizzare un apprendimento già in questa fase precoce dell’elaborazione dei dati. In qualche modo la percezione della leva per mezzo dei baffi e la gratificazione legata alla ricompensa sembrano essere già “registrate” in questa area di prima elaborazione.

I risultati suggeriscono che il cervello inizia ad imparare associazioni complesse molto prima di quanto si pensasse in precedenza.

Una ulteriore prova di quanto detto si è avuta dall’osservazione dell’attività neurale dell’area somatosensoriale  in topi che non hanno mai appreso il compito di associazione tra leva ed acqua. Quando a questi topi veniva data la sola acqua i loro dendriti nel primo livello della corteccia somatosensoriale rimanevano silenti.

L’apprendimento dei premi è il processo attraverso il quale il cervello collega una sequenza di azioni ad una sensazione di benessere e, come conseguenza di questo apprendimento, la probabilità che un comportamento venga ripetuto tende ad aumentare.

Per decenni si è pensato che l’apprendimento della ricompensa fosse a carico solo di  alcune regioni specializzate del cervello. Inoltre, nella letteratura, la corteccia sensoriale è sempre stata descritta come implicata nella semplice elaborazione degli stimoli sterni.

Nel modello classico le informazioni provenienti dall’area sensoriale vengono inviate a zone associative della corteccia. Da qui i dati vengono passati alla corteccia frontale per un’ulteriore elaborazione.

Questo studio, al contrario, suggerisce che un primo apprendimento avvenga già nelle strutture di elaborazione sensoriale. Dal punto di vista evolutivo, l’utilizzo di apprati cerebrali apparentemente semplici per l’apprendimento garantisce sicuramente dei vantaggi.

Associazioni semplici possono essere apprese più velocemente e meglio se le aree sensoriali primarie affrontano una parte del lavoro.

Ad esempio, apprendendo che i segnali di STOP sono rossi ed hanno una forma specifica, puoi iniziare a frenare molto prima di aver letto effettivamente la parola STOP.

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Dott. Leonardo Corsetti

Psicologo Psicoterapeuta. Sono specializzato in Terapia Familiare Sistemica e appassionato divoratore di pubblicazioni relative alla Psicologia Evoluzionistica e alle Neuroscienze. A partire da questi schemi concettuali tratto i principali disturbi psicologici come ansia, fobie, attacchi di panico, depressione ecc... sia in sedute individuali che di coppia o familiari. Il mio studio è a Macerata in Via Cincinelli n.41. Potete chiamarmi per un appuntamento al 3280031262 o inviarmi una mail all'indirizzo leonardo.corsetti@gmail.com

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