Sommario: La forza delle immagini mentali di una persona è associata all’eccitabilità della corteccia prefrontale e della corteccia visiva. I neuroni altamente eccitabili nella corteccia visiva possono ridurre la capacità di una persona di immaginare immagini mentali. I risultati fanno luce su come l’afantasia, una condizione in cui una persona non può immaginare immagini mentali, può verificarsi.

Fonte: University of New South Wales

La forza delle immagini mentali di una persona – la loro capacità di immaginare qualcosa negli occhi della mente – è legata all’eccitabilità di diverse regioni del cervello, uno studio condotto da ricercatori della UNSW Sydney ha scoperto.

Una corteccia prefrontale eccitabile ha reso una persona più propensa a visualizzare immagini forti, mentre il contrario era vero nella corteccia visiva.

L’eccitabilità del cervello è la probabilità che i neuroni si accendano, e varia da persona a persona – per esempio, studi passati hanno dimostrato che le persone che hanno emicranie con aura hanno alta eccitabilità della corteccia visiva.

“Sorprendentemente, i partecipanti con la corteccia visiva meno eccitabile hanno visto immagini mentali più forti”, dice il dottor Rebecca Keogh, postdoctoral fellow nella scuola di psicologia e autore principale dello studio. I risultati sono stati pubblicati oggi sulla rivista eLife.

I neuroni che sparano più frequentemente nella corteccia visiva potrebbero aggiungere ‘rumore’ al segnale dell’immagine, i ricercatori teorizzano – interferendo con la capacità di una persona di formare un’immagine chiara nella loro mente.

“Pensate alla corteccia visiva del cervello come a una lavagna”, dice il dottor Keogh, che lavora con il professor Joel Pearson nel Future Minds Lab dell’UNSW, un centro che fa sia ricerca fondamentale di neuroscienze cognitive che lavoro applicato.

“Disegnare un’immagine su una lavagna polverosa (più eccitabile) la renderebbe difficile da vedere, ma se si disegna su una lavagna più pulita (meno eccitabile), l’immagine sarà più chiara”.

Lo studio di neuroscienze ha utilizzato un approccio multimetodo per identificare il legame tra eccitabilità e forza dell’immagine, compresa l’analisi dei dati di imaging cerebrale fMRI e l’induzione magnetica di deboli allucinazioni (un metodo chiamato simulazione magnetica transcranica o TMS).

Dopo aver identificato un legame tra l’eccitabilità del cervello e la forza delle immagini, i ricercatori hanno alterato l’eccitabilità della corteccia visiva di una persona utilizzando una stimolazione cerebrale non invasiva (chiamata Transcranial Direct Current Stimulation, o tDCS) per vedere se ha innescato un cambiamento nella forza delle immagini. Ogni fase della ricerca ha avuto 16-37 partecipanti, con oltre 150 persone in totale. Hanno in programma di espandere questa ricerca in studi futuri.

“Ci sono anche grandi differenze individuali nella nostra capacità di creare immagini nella nostra mente”, dice il dottor Keogh. “Per alcune persone, l’immagine è così chiara che è quasi come vedere; per altri, è debole e fioca. Alcune persone non riescono a vedere nulla.

“La nostra ricerca offre una potenziale spiegazione neurologica sul perché si verificano queste grandi differenze individuali.”

La causa di tali differenze è stata un mistero scientifico da quando il cugino di Charles Darwin, Francis Galton, ha scoperto nel 1883 che alcune persone hanno forti immagini mentre altri sono nati senza alcuna immagine.

“La scoperta di Galton fu fatta nel 1883, ma alcuni teorizzano che la questione potrebbe anche risalire al filosofo Platone”, dice il professor Pearson, direttore del Future Minds Lab.

“È emozionante scoprire finalmente i primi indizi sul perché la vita mentale di ognuno di noi differisce così tanto”.

Per misurare la vividezza delle immagini mentali di una persona, i ricercatori hanno applicato un metodo di laboratorio che utilizza un’illusione visiva chiamata ‘rivalità binoculare’ per misurare direttamente la forza sensoriale delle immagini. Questo metodo è più affidabile e preciso che chiedere ai partecipanti la loro opinione su quanto sia forte la loro immaginazione.

“Ai partecipanti è stata mostrata la lettera ‘R’ o ‘G’ all’inizio di ogni prova dell’esperimento di immaginazione”, dice il dottor Keogh. “La lettera rappresentava l’immagine che dovevano immaginare: ‘R’ indicava un modello rosso orizzontale, mentre ‘G’ indicava un modello verde verticale”.

“Hanno poi dovuto immaginare il modello rosso o verde per 6-7 secondi. In seguito, un’immagine del modello è stata mostrata loro su uno schermo (il display di rivalità binoculare) per un breve periodo di 750 millisecondi.

“Quando l’immagine è scomparsa, hanno riferito quale immagine era stata dominante, cioè se vedevano soprattutto verde, rosso o un misto. Abbiamo misurato la forza delle immagini visive come la percentuale di prove in cui l’immagine immaginata era l’immagine che avevano visto nel display della rivalità binoculare.”

Più forte era la loro immagine mentale, più era probabile che dominasse i brevi stimoli visivi.

“Questo metodo aggira la necessità di chiedere a ciascun partecipante la sua opinione sulla propria immagine, che sappiamo essere spesso distorta”, dice il Prof Pearson.

“Invece, l’illusione sembra misurare la traccia sensoriale lasciata dall’immagine mentale nel cervello.”
Modulare l’attività neurale

Il team ha anche regolato l’eccitabilità del cervello attraverso la stimolazione cerebrale non invasiva, tDCS. Questa procedura consisteva nel mettere due piccoli elettrodi – uno positivo e uno negativo – ai lati della testa.

I neuroni che sparano più frequentemente nella corteccia visiva potrebbero aggiungere “rumore” al segnale dell’immagine, i ricercatori teorizzano – interferendo con la capacità di una persona di formare un’immagine chiara nella loro mente. L’immagine è di pubblico dominio.

“In termini molto semplici, quando si mette l’elettrodo positivo (noto come ‘anodo’) su una parte del cervello, può aumentare la probabilità che i neuroni si accendano. Allo stesso modo, se si mette quello negativo (il ‘catodo’) sull’area sottostante, diventa meno eccitabile”, dice il dottor Keogh.

Questa procedura non fa male – al massimo, i partecipanti sentirebbero un prurito o una sensazione di formicolio sulla loro pelle.

“La manipolazione dei livelli di eccitabilità del cervello ha causato il cambiamento della forza dell’immagine, suggerendo che il legame non è solo correlativo, ma causale”, dice il dottor Keogh.

“Questo è uno sviluppo emozionante per l’utilizzo della tDCS in potenziali terapie di regolazione delle immagini.”

Guardando avanti

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Sono necessarie ulteriori ricerche sulla tDCS – compreso come funziona per periodi di tempo più lunghi e perché alcune persone sembrano mostrare cambiamenti di eccitabilità più grandi o più piccoli alla stimolazione elettrica – per valutare come potrebbe essere utilizzato in potenziali terapie. Se fattibile, la terapia potrebbe aiutare le persone con visualizzazioni di immagini iperattive o sottoattive.

“In molti disturbi mentali, le immagini possono diventare incontrollabili e traumatiche”, dice il dottor Keogh. “I nostri dati suggeriscono un possibile modo per trattare le immagini mentali visive sintomatiche manipolando in modo non invasivo l’eccitabilità del cervello”.

Il professor Pearson e il dottor Keogh vogliono anche vedere come i loro risultati potrebbero spiegare l’afantasia – una condizione in cui le persone non possono visualizzare nulla.

“Questa scoperta potrebbe anche far luce sul tema attuale di ciò che causa l’afantasia e l’iperfantasia (visualizzazioni altamente attive)”, dice il Prof Pearson. “Mentre non abbiamo testato nessuno dei due in questo studio, i nostri risultati sono il primo indizio di un meccanismo cerebrale che potrebbe guidare queste condizioni.”

Il dottor Keogh dice che qualsiasi cognizione che utilizza immagini visive sarà probabilmente influenzata dalla forza della forza delle immagini di un individuo.

“Attraverso la comprensione di ciò che guida queste differenze individuali a livello neurale, possiamo potenzialmente aumentare la forza delle immagini e a sua volta, aumentare altre cognizioni che utilizzano immagini visive”, dice.

Le immagini mentali giocano un ruolo importante nella vita quotidiana e nei processi mentali. Sia ricordando il passato, leggendo libri o nella meditazione guidata, molte persone usano immagini visive ogni giorno.

“L’immaginazione mentale è un processo mentale fondamentale”, dice il Prof Pearson. “Detiene la chiave per sbloccare la nostra comprensione di come pensiamo, sentiamo, ricordiamo e prendiamo decisioni.”

Su questo articolo di ricerca di neuroscienze

Fonte:
Università del New South Wales
Contatti media:
Sherry Landow – University of New South Wales
Fonte immagine:
L’immagine è di pubblico dominio.

Ricerca originale: Open access
“L’eccitabilità corticale controlla la forza delle immagini mentali”. di Rebecca Keogh è un autore corrispondente, Johanna Bergmann, Joel Pearson.
eLife doi:10.7554/eLife.50232

Abstract

L’eccitabilità corticale controlla la forza delle immagini mentali

Le immagini mentali forniscono uno strumento di simulazione essenziale per ricordare il passato e pianificare il futuro, con la loro forza che influenza sia la cognizione che la salute mentale. La ricerca suggerisce che l’attività neurale che abbraccia le aree prefrontale, parietale, temporale e visiva supporta la generazione di immagini mentali. Esattamente come questa rete controlla la forza delle immagini visive rimane sconosciuta. Qui, l’imaging cerebrale e i dati del fosfene magnetico transcranico mostrano che un’attività a riposo più bassa e livelli di eccitabilità nella corteccia visiva precoce (V1-V3) predicono un’immaginazione sensoriale più forte. Inoltre, diminuendo elettricamente l’eccitabilità della corteccia visiva utilizzando tDCS aumenta la forza di immaginazione, dimostrando un ruolo causale di eccitabilità della corteccia visiva nel controllo delle immagini visive. Insieme, questi dati suggeriscono un meccanismo neurofisiologico di eccitabilità corticale coinvolto nel controllo della forza delle immagini mentali.

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