Neurologia

Stimolare il cervello con gli ultrasuoni può influenzare le decisioni

Un metodo a ultrasuoni non invasivo ea bassa intensità che colpisce le cellule nervose, o i neuroni, può alterare la funzione cerebrale per influenzare il processo decisionale.

Gli scienziati hanno dimostrato la tecnica in uno studio recente, in cui hanno interrotto il "pensiero controfattuale" nei primati.

Il pensiero controfattuale, o il ragionamento controfattuale, è un tipo di processo decisionale che comporta la considerazione di opzioni che non sono disponibili ora ma potrebbero essere in futuro.

Ad esempio, una persona che lavora in casa in una giornata di sole che dice a se stessa, "Potrei essere fuori godersi il sole", è impegnata nel pensiero controfattuale.

Il recente studio è il primo a dimostrare che una regione del cervello frontale nota come corteccia cingolata anteriore può regolare il pensiero controfattuale.

In un articolo su Nature Neuroscience, gli autori descrivono come hanno alterato il pensiero controfattuale nelle scimmie macaco puntando i neuroni nella loro corteccia cingolata anteriore con ultrasuoni non invasivi ea bassa intensità.

"Rappresentazioni interne di scelte"

La ricerca sul processo decisionale tende a concentrarsi sui circuiti cerebrali che controllano le risposte agli stimoli attuali. Tuttavia, gli autori osservano che "gli animali spesso perseguono comportamenti per i quali al momento non ci sono prove sensoriali".

Sostengono che, per poterlo fare, gli animali devono mantenere "rappresentazioni interne" delle scelte "anche quando queste scelte non sono disponibili".

In altre parole, gli animali devono avere una certa capacità di pensare controfattuale o pensare a scelte che non sono correlate all'esperienza attuale.

"Questo è uno studio davvero entusiasmante per due motivi principali", afferma la lead e corrispondente autrice dello studio Elsa Fouragnan, Ph.D., che lavora presso l'Università di Plymouth School of Psychology, nel Regno Unito.

La prima ragione per essere eccitati dallo studio, spiega, è perché i risultati rivelano che "la corteccia cingolata è fondamentale per passare a alternative migliori".

E la seconda ragione, aggiunge, è perché i risultati mostrano che "l'ultrasuono a bassa intensità può essere usato per cambiare in modo reversibile l'attività cerebrale in [a] una parte molto precisa del cervello".

Stimolazione non cerebrale del cervello

C'è una crescente necessità di strumenti di stimolazione cerebrale non chirurgici. Esiste la possibilità che tali metodi migliorino i risultati del trattamento in modo sicuro e con minimi effetti collaterali.

L'ultrasuono focalizzato a bassa intensità sta "guadagnando trazione" come approccio. Precedenti studi hanno dimostrato che può alterare l'attività nei cervelli dei mammiferi in maniera non invasiva, sia attraverso segnali stimolanti che bloccanti.

Alcuni studi hanno anche dimostrato che gli ultrasuoni possono influenzare l'attività negli strati esterni e anche nel profondo del cervello umano.

Il recente studio fa luce su come l'attività nella corteccia cingolata anteriore influenza il processo decisionale.

Suggerisce che, se questa parte del cervello non funziona correttamente, potrebbe impedire a un individuo di passare a un'opzione migliore, anche quando diventa disponibile.

Gli esperti ritengono che questo tipo di disfunzione cerebrale potrebbe essere la ragione per cui le persone con determinate malattie psichiatriche rimangono intrappolate in abitudini inutili.

Lo studio rivela il ruolo causale della regione del cervello

Fouragnan e colleghi hanno studiato ulteriormente queste possibilità studiando i macachi mentre cercavano e selezionato un trattamento da una gamma di opzioni.

Le scimmie impararono rapidamente quale delle opzioni preferivano, ma quando si trattava di scegliere, non era sempre disponibile. Tuttavia, hanno "tenuto a mente" per quando è stato disponibile il prossimo.

I ricercatori hanno poi studiato come le scimmie "mantenevano le rappresentazioni del valore delle scelte controfattuali – scelte che non potevano essere prese al momento attuale ma che potrebbero essere prese in futuro".

Usando le risonanze magnetiche dei cervelli delle scimmie, hanno osservato che l'attività nella corteccia cingolata "rifletteva se le rappresentazioni del valore interno sarebbero state tradotte in effettivi cambiamenti comportamentali".

Hanno dimostrato che, stimolando la regione del cervello con ultrasuoni non invasivi, focalizzati ea bassa intensità, la corteccia cingolata anteriore era di "importanza causale" per questo processo. Stimolare il cervello in questo modo ha sconvolto il pensiero controfattuale delle scimmie.

Fouragnan conclude che la stimolazione cerebrale mediante ultrasuoni non invasivi, focalizzati ea bassa intensità "ha il potenziale per migliorare la vita di milioni di pazienti con condizioni di salute mentale stimolando i tessuti cerebrali con precisione millimetrica".

Alcune tecniche di stimolazione cerebrale stanno già aiutando le persone con malattia di Parkinson e depressione, ma poiché non sono chirurgiche, i metodi non hanno il livello di accuratezza raggiunto in questo studio, aggiunge.

"Sono ancora le fasi iniziali, e il prossimo passo sarà per ulteriori prove da condurre sugli esseri umani, ma il potenziale è molto eccitante".

Elsa Fouragnan, Ph.D.

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