E se il cervello fosse solo un bel caos?

E se il cervello fosse solo un bel caos?Se il nostro cervello funzionasse sotto le regole del caos? Vorrebbe dire che in ogni momento viene perso qualcosa. Entrambe queste ipotesi sarebbero confermate da uno studio del Max Planck Institut per le dinamiche e l’auto-organizzazione presso l’Università di Göttingen e del Bernstein Center for Computational Neuroscience della stessa città, pubblicato su Physical Review Letters.

Per comprendere come avviene la trasmissione delle informazioni tra le cellule nervose, i ricercatori  utilizzano modelli matematici, detti “reti neurali”, che mimano le connessioni del cervello. Immaginiamo ora che all’interno di questa rete una delle sue componenti, un neurone, riceva uno stimolo sufficientemente energico (soglia di attivazione dell’impulso) da dare vita ad una informazione da passare al neurone vicino. Questa informazione inizia a viaggiare da una cellula nervosa all’altra tracciando un proprio percorso, che si può ricostruire attraverso modelli computerizzati.

Ma un neurone può trasmettere al vicino di sinistra e ricevere da quello di destra, e aggiungendo il fatto che il cervello è costituito da miliardi di cellule nervose, seguendo il viaggio di ogni impulso…vi siete persi nel caos? Allora avete appena visto quanto hanno constatato Michael Monfonte e Fred Wolf, i ricercatori di Göttingen che hanno per la prima volta misurato la velocità con cui il cervello si resetta: un bit per neurone attivo al secondo. Estremamente veloce!

Se l’informazione, quindi, non viene passata con maggiore rapidità ai centri di memoria permanente, questa viene dimenticata. Del resto, il cervello non immagazzina tutte le migliaia di informazioni che riceve dai nostri organi di senso in ogni momento di ogni giorno. Pensate al vostro ufficio, mentre passa un collega: l’odore del caffè che ha in mano, il colore della maglia, l’andamento della sua camminata, l’umore, cosa dice, quante volte si ferma….tilt! In questo caso il nostro cervello, grazie al “bit al secondo” dimentica i dettagli di poca importanza. “Questo tasso di cancellazione è estremamente elevato e simile alla rapidità con cui vengono trasmesse le informazioni provenienti dagli organi di senso”, conclude Wolf.

I modelli di reti neurali sono utili ai ricercatori per comprendere meglio i processi di memorizzazione e di apprendimento, con l’obiettivo di scoprire nuove terapie contro quella memoria fugace che nasconde patologie come l’Alzheimer, la demenza, i disturbi da stress post traumatico (PSTD) e altri ancora. Non ultimi per importanza ricordiamo gli incidenti stradali, che riportano conseguenze sulla capacità del cervello di immagazzinare la memoria tra i ricordi.

Qui vi lascio un cinematografico esempio attraverso la protagonista del film “50 volte il primo bacio”, che a seguito di un incidente d’auto ogni giorno si sveglia dimenticando ciò che le è accaduto il giorno prima, o del personaggio di “Tom 10 secondi”, il cui soprannome dà l’idea di quanto tempo durino i suoi ricordi.

Referenze:

  • Monteforte M, Wolf F. Dynamical entropy production in spiking neuron networks in the balanced state. Phys Rev Lett. 2010 Dec 31;105(26):268104.
  • “50 volte il primo bacio”. Trailer: http://www.youtube.com/watch?v=CtvrOMkCDHI
  • “Tom 10 secondi” http://www.youtube.com/watch?v=Jk7WuvNKe_g

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