Il cervello ricicla i suoi “mattoncini” neurali per ricordare e agire

La corteccia parietale mostrava invece una maggiore specializzazione: i suoi gruppi di neuroni contribuivano più stabilmente a specifici tipi di informazione, senza cambiare ruolo nello stesso modo osservato nella corteccia prefrontale. Questo contrasto suggerisce una possibile divisione del lavoro tra flessibilità prefrontale e specializzazione parietale.

Il ruolo delle reti neurali ricorrenti

Per verificare se questa architettura fosse una caratteristica specifica dei topi o una soluzione computazionale più generale, i ricercatori hanno addestrato reti neurali ricorrenti su richieste analoghe. Anche questi modelli hanno sviluppato un’organizzazione composta da moduli riutilizzabili.

Secondo l’analisi, la disattivazione di determinati gruppi comprometteva computazioni specifiche. Il risultato rafforza l’ipotesi che una struttura modulare e flessibile possa essere un modo efficiente per gestire compiti diversi, non soltanto un modello casuale dell’attività registrata negli animali.

Perché si parla di “Lego cognitivi”

L’architettura descritta sostiene una forma di cognizione composizionale: componenti già disponibili possono essere combinati e ricombinati per costruire comportamenti nuovi, invece di creare ogni volta una soluzione completamente da zero.

Questo potrebbe rendere l’apprendimento più efficiente. Un cervello capace di riutilizzare operazioni già apprese deve modificare soprattutto la combinazione dei moduli o il contenuto che essi mantengono. Lo stesso principio potrebbe spiegare la capacità di passare rapidamente da un compito, una regola o un ricordo a un altro.

La ricerca offre anche un possibile modello per l’intelligenza artificiale. Molti sistemi di IA hanno ancora bisogno di un addestramento esteso quando affrontano compiti correlati e possono perdere competenze precedenti durante l’apprendimento di quelle nuove. Una modularità riutilizzabile potrebbe indicare una strada per ridurre questo problema.

Che cosa non dimostra ancora lo studio

I risultati non costituiscono la prova di un meccanismo completo del pensiero flessibile umano. Le osservazioni nei topi sono correlazionali: mostrano schemi di attività compatibili con il riutilizzo dei circuiti, ma non dimostrano che un singolo gruppo di neuroni produca da solo il comportamento.

Inoltre, il lavoro citato su PubMed è indicato come preprint e non è stato ancora sottoposto alla revisione tra pari di una rivista.

I prossimi esperimenti causali

Il passo successivo sarà verificare direttamente il ruolo dei gruppi individuati nella corteccia prefrontale. I ricercatori prevedono esperimenti in cui questi cluster verranno perturbati o manipolati in momenti specifici del compito.

La previsione centrale è che disturbare lo stesso gruppo di neuroni possa compromettere funzioni diverse a seconda del momento dell’intervento: il mantenimento del ricordo sensoriale durante il primo intervallo e quello del piano d’azione durante il secondo. Le informazioni disponibili non specificano ancora il metodo esatto né le tempistiche di questi esperimenti.

Come è stata finanziata la ricerca?

Le fonti fornite non permettono di stabilire con certezza il finanziamento di questo specifico studio MIT-Princeton. Una dichiarazione di Princeton che cita l’U.S. Office of the Director of National Intelligence e i National Institutes of Health riguarda un diverso progetto sulla connettività cerebrale dei topi e non dovrebbe essere attribuita a questa ricerca.