È comune concepire il cervello come un organo progettato per reagire agli stimoli del mondo esterno. Un libro pesante cade da un tavolo vicino a te, e il tuo cervello ti permette di vedere, sentire e percepire l’impatto. Guardate un video muto di un libro che cade da un tavolo, tuttavia, e il vostro cervello può ancora generare una versione di queste sensazioni – facendovi saltare allo slam illusorio del libro che colpisce il terreno anche se i segnali che normalmente processiamo come suono o vibrazione sono assenti.
Questo perché il nostro cervello non si è evoluto per reagire al mondo che ci circonda, ma piuttosto per prevedere cosa ci accadrà dopo, spiega il presidente dell’APS Lisa Feldman Barrett della Northeastern University.
“I cervelli non si sono evoluti per la razionalità”, ha detto Barrett. “Non si sono evoluti per pensare o per percepire il mondo con precisione. Non si sono nemmeno evoluti per vedere, sentire o sentire. I cervelli si sono evoluti per regolare un corpo in modo che potesse muoversi nel mondo in modo efficiente.”
Il compito principale di un cervello che lavora al servizio del corpo è l’allostasi: regolare i sistemi interni del corpo anticipando i bisogni e preparandosi a soddisfarli prima che si presentino. L’interocettività – la rappresentazione da parte del tuo cervello delle sensazioni del tuo stesso corpo – è la conseguenza sensoriale di questa attività, dice Barrett, ed è centrale per tutto, dal pensiero, all’emozione, al processo decisionale e al nostro senso di sé.
“Il tuo corpo è parte della tua mente, non in qualche modo mistico indistinto, ma in un modo biologico molto reale”, ha detto durante un simposio di scienze integrative al Convegno internazionale di scienze psicologiche (ICPS) 2019 a Parigi. “Questo significa che c’è un pezzo del tuo corpo in ogni concetto che fai, anche in stati che pensiamo come cognizione fredda.”
Per mantenere l’allostasi, ha continuato Barrett, il cervello deve continuamente costruire concetti che guidano il corpo integrando ritagli di input sensoriali con ricordi di esperienze simili dal passato. Creare questo modello interno del proprio corpo nel mondo permette al cervello di dedurre le cause dei dati sensoriali che riceve attraverso la retina e altri organi sensoriali.
“Questo processo predittivo è il modo in cui il tuo cervello naviga nel mondo, guida le tue azioni e costruisce le tue esperienze”, ha detto.
Il lavoro di Barrett con la risonanza magnetica funzionale (fMRI) ha anche fatto luce sul ruolo della rete di modalità predefinita del cervello, che aiuta ad avviare i segnali di previsione, e la rete di salienza, che aiuta a determinare quali dati sensoriali inaspettati sono importanti da imparare in un dato momento. La ricerca di Barrett mostra che entrambe le reti, lavorando di concerto, contribuiscono all’allostasi e alle sue conseguenze intercettive.
Ironicamente, nota Barrett, le cortecce limbiche di queste regioni, un tempo derise come la “bestia interna” reattivamente emotiva del cervello, possono essere strettamente legate ai processi anticipatori che costruiscono la nostra percezione del mondo.
Processi (mal)predittivi
Mantenere l’allostasi è molto simile alla gestione di un budget per il corpo, in cui glucosio, acqua, sale e altri composti biologici costituiscono la valuta, dice Barrett; come con qualsiasi budget, è possibile eseguire un deficit metabolico. Quando questo accade, il cervello riduce la spesa per due cose “costose”: muovere il corpo e imparare nuove informazioni. Questo può portare a stanchezza, confusione e anedonia e, a lungo andare, alla depressione.
Il disturbo allostatico è solo uno dei tanti fattori che contribuiscono alla depressione, nota Barrett. Apprezzare la base fisica dei sintomi può essere utile per le persone che soffrono di questo disturbo, che spesso sentono di non poter controllare i loro pensieri e sentimenti negativi.
“A volte ti senti miserabile per una ragione puramente fisica”, ha detto. “Non sono i pensieri che guidano i sentimenti, ma i sentimenti che guidano i pensieri”.
Le differenze nei processi predittivi supportati dall’interocezione possono anche contribuire alla psicopatologia, dice Martin Paulus della University of California, San Diego. Gli individui sani, spiega, hanno una serie di aspettative sullo stato del mondo che aggiornano osservando e valutando le nuove prove rispetto alle esperienze passate.
Un ciclista, per esempio, può avere un modello in esecuzione di dove può pedalare sulla strada che si basa su quanto vicino le auto in genere vengono al marciapiede, che avrebbe continuamente aggiornare sulla base dei suoni delle auto in avvicinamento e la distanza a cui vede i veicoli passano lui.
“Non è che la percezione è un processo passivo,” Paulus detto. “La percezione è un processo attivo basato sulle esperienze precedenti”.
Questo processo può andare storto, tuttavia. Un individuo sano potrebbe percepire un aumento della frequenza cardiaca quando si arriva a una festa come un indicatore di eccitazione, ha scritto Paulus e Murray Stein (Università della California, San Diego) in Brain Structure & Function; qualcuno con l’ansia, tuttavia, può interpretare quello stesso segnale interocettivo come predire un pericolo imminente.
Paulus, Stein e il collega Justin Feinstein (Università di Tulsa) hanno ulteriormente indagato la base di questi schemi di previsione interocettivi in Biological Psychiatry attraverso uno studio fMRI di 26 partecipanti, la metà dei quali aveva un alto tratto di ansia. I risultati hanno mostrato che i partecipanti dei due gruppi si sono comportati ugualmente bene in una serie di compiti in cui dovevano scegliere tra due opzioni. Anche quando c’era poca possibilità di scegliere in modo errato, tuttavia, gli individui altamente ansiosi hanno dimostrato significativamente più attività nel cingolo anteriore, una regione del cervello coinvolta nella differenziazione tra segnali predittivi e non predittivi.
Questo suggerisce che gli individui inclini all’ansia possono avere bisogno di dedicare più risorse di elaborazione al processo decisionale per distinguere le fluttuazioni ordinarie nel loro stato fisiologico da segnali che predicono un danno potenziale, Paulus ha scritto.
Gli individui che sperimentano questo tipo di fallimento interocettivo, comprese le persone con depressione, ha spiegato, non passeranno a una credenza più adattiva sullo stato del mondo anche di fronte a prove che dimostrano che la loro attuale comprensione è errata.
“Si può spesso presentare questa persona con le prove che l’ansia è davvero irrazionale o non ha alcun fondamento, eppure c’è una forte resistenza ad apprendere queste nuove informazioni”, ha detto.
La rigidità del contesto, d’altra parte, può portare gli individui ad applicare in modo inappropriato le loro esperienze passate alla loro comprensione di una situazione non correlata – per esempio, se un escursionista che ha avuto un incontro con un orso sul sentiero ha iniziato ad aspettarsi orsi dietro ogni angolo sul loro tragitto quotidiano.
I segnali intuitivi possono anche portarci fuori strada quando i segnali del nostro corpo sono in conflitto con il nostro migliore interesse, interferendo con le nostre capacità decisionali intuitive. Per studiare questo effetto, Barnaby D. Dunn (Medical Research Council Cognition and Brain Sciences Unit, Regno Unito) e colleghi hanno monitorato le frequenze cardiache di 92 partecipanti mentre completavano il compito di gioco Iowa. Questa misura del pensiero intuitivo si basa sugli individui che identificano che due dei quattro mazzi di carte a loro disposizione contengono per lo più carte redditizie, mentre gli altri due mazzi hanno maggiori probabilità di sottrarre il loro punteggio finale. Dopo aver completato questo compito, i partecipanti hanno contato i loro battiti cardiaci in diversi intervalli di tempo, che i ricercatori hanno confrontato con misure elettrocardiografiche reali (EKG) delle frequenze cardiache dei partecipanti.
In generale, i ricercatori hanno scritto in Psychological Science, i partecipanti con più accurata interoception erano più propensi a prendere decisioni che si allineavano con la loro attività cardiaca – cioè, per scegliere un mazzo in risposta a un aumento della frequenza cardiaca. Se le loro frequenze cardiache sono aumentate in previsione di scegliere i mazzi sbagliati, tuttavia, questo potrebbe portare gli individui a punteggio peggiore rispetto a coloro che avevano meno consapevolezza dell’attività del loro corpo.
Paulus in corso Tulsa 1000 studio longitudinale è focalizzato sull’identificazione come questi tipi di modalità di fallimento predittivo contribuiscono a varie psicopatologie che coinvolgono l’uso di sostanze e comportamento alimentare. Un aspetto dello studio mette al centro della scena l’interocezione cardiaca, incaricando i partecipanti di contare i loro battiti cardiaci per valutare la loro consapevolezza del proprio corpo.
“Quello che vorrei fare è vedere se possiamo costruire, in senso letterale, l’ECG dello psichiatra”, ha detto Paulus.
Oltre a sostenere diagnosi più precise, questo potrebbe consentire agli operatori di comunicare come i fallimenti nei processi predittivi che attingono all’interocezione possono contribuire alla psicopatologia su base individuale, ha concluso.
Ascolta il tuo cuore
In assenza di input dal mondo esterno, il cervello potrebbe generare la propria attività spontanea, ma è anche possibile che tale attività rifletta il cervello che elabora l’input viscerale dai nostri organi interni, ha detto Catherine Tallon-Baudry, che studia neuroscienze cognitive alla École Normale Supérieure in Francia. Il cuore e il tratto gastrointestinale generano entrambi la propria attività elettrica (questo è ciò che permette al cuore di un donatore tenuto in cella frigorifera di continuare a battere da solo) e, durante lo sviluppo fetale, questi organi iniziano a contrarsi prima che il cervello diventi completamente attivo. Questo suggerisce che il cervello si sviluppa in risposta a questi organi.
“Tendiamo a pensare che il cervello sia seduto in cima alla piramide, e che controlli il corpo in generale – in realtà, è probabilmente il contrario”, ha detto Tallon-Baudry.
Un’indicazione di questo è il modo in cui le informazioni vengono trasmesse da e verso il cervello attraverso le vie sensoriali del corpo: L’80% delle fibre del nervo vago salgono da organi come lo stomaco e il cuore al cervello, mentre solo il 20% scende nella direzione inversa.
Questa interazione sensoriale può riguardare più di una semplice regolazione allostatica, tuttavia – la ricerca di Tallon-Baudry suggerisce che può anche sostenere la prospettiva in prima persona, un elemento fondamentale per il nostro senso di sé.
Per essere coscienti, è necessario avere un soggetto di coscienza, spiega, e l’intercettazione dei segnali dai nostri organi può aiutare il nostro cervello a unire le informazioni in arrivo – tra cui la vista, il posizionamento del corpo e le categorie cognitive – in un unico punto di vista.
Le discussioni sulla coscienza possono facilmente sconfinare nel territorio filosofico, ha detto Tallon-Baudry, ma il suo lavoro si concentra principalmente sugli aspetti meccanici di questo fenomeno.
“Sappiamo che c’è molta elaborazione inconscia delle informazioni nel cervello, quindi avere una prospettiva in prima persona non è necessariamente una modalità predefinita. Abbiamo bisogno di un meccanismo per spiegarlo”, ha detto.
In uno studio del Journal of Neuroscience che sonda il legame tra il cuore e la prospettiva in prima persona, Tallon-Baudry e i colleghi Mariana Babo-Rebelo e Craig G. Richter (École Normale Supérieure) hanno monitorato l’attività cardiaca e cerebrale di 16 individui utilizzando la magnetoencefalografia (MEG) mentre la loro mente vagava. I partecipanti sono stati periodicamente interrotti da uno stimolo visivo, a quel punto hanno riportato il contenuto dei loro pensieri. Durante i pensieri che i partecipanti hanno poi riferito essere su se stessi, gli individui hanno dimostrato una maggiore risposta neurale al proprio battito cardiaco nella rete di modalità predefinita che durante i pensieri su qualcuno o qualcos’altro.
“Come il cervello risponde ai battiti cardiaci distingue tra sé e gli altri”, ha detto Tallon-Baudry.
Una applicazione di questo e altri risultati relativi agli input viscerali, ha notato, è quello di aiutare nel difficile compito di valutare i pazienti in stati non rispondenti, come quelli emergenti dal coma. Monitorare la risposta del cervello alla frequenza cardiaca può rivelare segni transitori di coscienza in questi pazienti, ha spiegato Tallon-Baudry, che può avere gravi conseguenze per le decisioni di fine vita.
Feeling Is Seeing Is Believing
L’eterocezione dell’input dal nostro cuore può anche influenzare le nostre percezioni visive, ha detto Manos Tsakiris (Royal Holloway University of London, Regno Unito) – se ciò che stiamo vedendo è lì o no.
La codifica predittiva errata può contribuire a una serie di fenomeni, nota. Negli Stati Uniti, per esempio, gli individui neri hanno più del doppio delle probabilità dei bianchi di essere disarmati quando vengono uccisi durante gli incontri con la polizia, che a volte riferiscono di aver identificato erroneamente oggetti come i telefoni come pistole e altre armi.
Questo pregiudizio razziale è stato dimostrato anche in laboratorio, dove i partecipanti bianchi impegnati in compiti di identificazione delle armi e di sparatoria in prima persona hanno maggiori probabilità di riferire di aver visto una pistola o di sparare con la loro arma digitale in risposta alle immagini di individui neri.
In uno studio simile di Nature Communications su 30 partecipanti bianchi, Tsakiris e colleghi hanno monitorato i cicli cardiaci degli individui utilizzando l’ECG durante un compito di identificazione delle armi. I ricercatori hanno scoperto che gli individui erano più propensi a identificare un oggetto non minaccioso come una pistola quando seguiva un’immagine di un individuo nero presentata durante la sistole cardiaca, quando il sangue viene espulso dal cuore, che durante la diastole cardiaca, o tra i battiti del cuore.
Questo suggerisce che l’attività cardiaca in corso – e la sistole cardiaca in particolare, che si pensa di migliorare la percezione di stimoli che inducono paura – può influenzare l’espressione del bias, Tsakiris e colleghi Ruben T. Azevedo (Università di Kent, Regno Unito), Sarah N. Garfinkel (Università del Sussex, Regno Unito), e Hugo D. Critchley (Brighton e Sussex Medical School) ha scritto.
“Piuttosto che dire vedere è credere, dovremmo pensare più di credere è vedere,” Tsakiris ha detto. “La risposta del nostro corpo alle immagini può anche modellare il modo in cui vediamo il nostro mondo sociopolitico, il che, a volte, può rendere difficile separare i fatti dalla finzione, dice. Nella sua ricerca in corso, ha scoperto che l’accelerazione del cuore in risposta alle immagini fotogiornalistiche di sofferenza umana è correlata al giudizio che l’immagine sia reale, piuttosto che inscenata o modificata. Gli individui che hanno difficoltà ad etichettare le proprie emozioni, d’altra parte, sono più propensi a respingere tali immagini come false.
Un fattore che non sembra giocare un ruolo in questi studi, Tsakiris nota, è l’orientamento politico: Sia i conservatori che i liberali sono stati trovati ad usare l’eccitazione come indice di realismo, anche se il legame tra eccitazione e realismo percepito era più forte nei partecipanti più anziani.
“Le immagini, dai dipinti alle icone al fotogiornalismo e oltre, sono sempre state agenti culturali molto potenti che modellano la cultura e i modi in cui sperimentiamo gli eventi sociali e politici, specialmente quando questi avvengono a distanza”, ha detto Tsakiris.
Queste immagini sono spesso pensate come “testimoni veritieri della realtà”, ha continuato, ma allo stesso tempo, riflettono le nostre credenze. È questa illusione di autenticità, sostenuta dalle proprietà intercettive che costruiscono le nostre realtà, che può rendere queste e altre percezioni così potenti.
Riferimenti e ulteriori letture
Azevedo, R. T., Garfinkel, S. N., Critchley, H. D., & Tsakiris, M. (2017). L’attività afferente cardiaca modula l’espressione degli stereotipi razziali. Nature Communications, 8(1), articolo 13854. https://doi.org/10.1038/ncomms13854
Babo-Rebelo, M., Richter, C. G., & Tallon-Baudry, C. (2016). Le risposte neurali ai battiti cardiaci nella rete di default codificano il sé nei pensieri spontanei. The Journal of Neuroscience, 36, 7829-7840.
https://doi.org/10.1523/jneurosci.0262-16.2016
Dunn, B. D., Galton, H. C., Morgan, R., Evans, D., Oliver, C., Meyer, M., … Dalgleish, T. (2010). Ascoltare il tuo cuore: Come interoception forme esperienza emozione e il processo decisionale intuitivo. Psychological Science, 21, 1835-1844. https://doi.org/10.1177/0956797610389191
Kleckner, I. R., Zhang, J., Touroutoglou, A., Chanes, L., Xia, C., Simmons, W. K., … Feldman Barrett, L. (2017). Prove per un sistema cerebrale su larga scala che supporta l’allostasi e l’interoception negli esseri umani. Nature Human Behavior, 1, articolo 0069. https://doi.org/10.1101/098970
Paulus, M. P., Feinstein, J. S., Simmons, A., & Stein, M. B. (2004). L’attivazione del cingolo anteriore nei soggetti ansiosi ad alto tratto è legata all’alterazione dell’elaborazione dell’errore durante il processo decisionale. Biological Psychiatry, 55, 1179-1187.
https://doi.org/10.1016/j.biopsych.2004.02.023
Paulus, M. P., & Stein, M. B. (2010). Interocettività nell’ansia e nella depressione. Brain Structure & Function, 214(5-6), 451-463. https://doi.org/10.1007/s00429-010-0258-9