Le cellule cerebrali potrebbero provare a predire il futuro durante il sonno

Le cellule cerebrali che si attivano nel centro della memoria del cervello mentre dormiamo potrebbero non solo rivisitare le esperienze passate. Secondo un nuovo studio, potrebbero anche guardare al futuro, provando attività che non sono ancora state realizzate.

Come le cellule cerebrali potrebbero predire il futuro

Un team guidato da ricercatori dell’Università del Michigan ha analizzato le letture delle onde cerebrali dei ratti durante i periodi di veglia e di sonno. Le letture sono state effettuate prima, durante e dopo che gli animali hanno affrontato le sfide del labirinto per valutare le preferenze delle cellule cerebrali mentre erano fuori dal labirinto, ad esempio durante i periodi di riposo.

“Abbiamo affrontato questo studio mettendo in relazione l’attività di ogni singolo neurone con l’attività di tutti gli altri neuroni“, ha affermato l’anestesista Kamran Diba, dell’Università del Michigan.

“La capacità di tracciare le preferenze delle cellule cerebrali anche senza uno stimolo è stata per noi una svolta importante“.

Lo studio

Il nuovo approccio significava che oltre a collegare gli spazi fisici nel labirinto con l’attività specifica delle cellule cerebrali in tempo reale, il team poteva anche lavorare all’indietro e mappare l’attività dei neuroni in punti nel labirinto mentre i ratti sonnecchiavano.

Questo è stato reso possibile attraverso un processo di apprendimento automatico, soppesando le relazioni tra i neuroni invece di considerarli isolatamente.

Basandosi sulle cellule cerebrali che si attivavano durante il sonno e poi di nuovo durante il successivo tentativo eseguito nel labirinto, i ratti non stavano solo sognando i luoghi che avevano già visitato nel labirinto, ma anche lavorando su potenziali nuovi percorsi.

Si tratta di risultati significativi nello studio della sintonizzazione spaziale, il modo in cui l’attività di specifici neuroni si collega a luoghi specifici. Questa sintonizzazione è un processo dinamico e sembra che sia coinvolto il cervello addormentato.

Quando i ratti venivano reintrodotti nel labirinto dopo aver dormito, l’attività neurale misurata durante il sonno era in una certa misura predittiva dei nuovi modi in cui esploravano l’ambiente circostante. Le corrispondenze non erano esatte, ma erano abbastanza vicine da lasciar intravedere una relazione tra sogni e intenzioni future.

“Possiamo vedere questi altri cambiamenti che si verificano durante il sonno e, quando rimettiamo gli animali nell’ambiente una seconda volta, possiamo verificare che questi cambiamenti riflettono davvero qualcosa che è stato appreso mentre gli animali dormivano“, ha spiegato il neuroscienziato Caleb Kemere, dalla Rice University negli Stati Uniti.

“È come se la seconda esposizione allo spazio avvenisse effettivamente mentre l’animale sta dormendo“. È risaputo che il sonno ci aiuta a formare ricordi e, sebbene questo studio abbia esaminato solo i ratti, è probabile che qualcosa di simile stia accadendo nel cervello umano: una sorta di prova generale per le avventure future.

Conclusioni

Quello che accade all’interno del nostro cervello addormentato continua ad affascinare, influenzando tutto, dal modo in cui apprendiamo a come il cervello è tenuto al sicuro, e questo ultimo studio fornisce un po’ più di informazioni.

“Non è necessariamente vero che durante il sonno l’unica cosa che le cellule cerebrali fanno è stabilizzare il ricordo dell’esperienza“, ha conclusl Kemere: “Si è scoperto che alcune cellule cerebrali finiscono per fare qualcos’altro“.

La ricerca è stata pubblicata su Nature.