La nostra sopravvivenza nell’ambiente esterno, ma soprattutto il nostro adattamento ad esso, è dovuta fondamentalmente all’abilità di cambiare strategia d’azione e di pensiero passando in rassegna, mentalmente e in modo rapido, differenti piani d’azione e catene di pensieri per rispondere ai cambiamenti repentini che si verificano in un ambiente dinamico colmo di stimoli che entrano anche in competizione tra di loro (Richter & Yeung, 2012). Questa flessibilità nell’agire e nel pensare, definita flessibilità cognitiva, è sostenuta da processi attenti i che ci consentono di direzionare e allocare risorse in modo adattabile per selezionare la risposta comportamentale più efficace all’interno di un contesto in cui sono presenti numerosissimi e differenti stimoli sensoriali per cui è necessario modificare il piano d’azione precedentemente adottato sulla base di quest’ultimi (Rikhye, Gilra et Halassa, 2018).

Flessibilità cognitiva: come sopravvivere in ogni contesto

Gli autori dello studio presentato sottolineano che, quando l’individuo o l’animale si trova a muoversi in contesti dinamici, per poter essere maggiormente efficace nell’ambiente, è necessario che il suo sistema selezioni online la regola d’azione più appropriata a quel contesto, tra tutte quelle a sua disposizione, tralasciando nello stesso momento quella che, fino a quel momento, l’individuo aveva adottato.

Affinché questo sia possibile, la nostra mente rappresenta in memoria di lavoro gli scopi prefissati e da raggiungere tramite la messa in atto di comportamenti cosiddetti goal-directed, oltre che le regole richieste dal contesto per realizzare gli stessi.

Nella ricerca di Rikhye, Gilra Halassa (2018) appartenenti al Department of Brain and Cognitive Science del Massachussets Istitute of Technology e all’Istituto di genetica dell’Università di Bonn, Germania, pubblicata recentemente su Nature Neuroscience, è stato evidenziato come il talamo medio dorsale sia cruciale per il processo di switch tra le regole richieste da contesti differenti; infatti questa regione del talamo ha il compito di sopprimere le rappresentazioni di quelle regole necessarie per il raggiungimento di uno scopo che però all’interno di quello specifico contesto risulta inappropriato e attivare quelle che al momento sono ad esso convenienti e proprie.

Uno studio del 2017, pubblicato su Nature, di Halassa e colleghi, aveva mostrato come il talamo medio dorsale in associazione alla corteccia prefrontale fosse determinante nel codificare e in seguito tenere a mente un pensiero rafforzando momentaneamente le connessioni con essa, senza approfondire nel dettaglio la relazione tra le due regioni cerebrali.

Per colmare questa mancanza, gli autori del presente studio hanno creato ad hoc un task comportamentale nel quale i topi, precedentemente addestrati, dovevano passare avanti e indietro tra due contesti differenti con regole discordi e contrastanti: nel primo l’animale avrebbe dovuto seguire istruzioni di tipo visivo (es. un fascio di luce per andare a destra, e uno per andare a sinistra) per raggiungere un reward, mentre nel secondo le istruzioni erano di tipo uditivo (es. un tono alto e uno basso) (Rikhye, Gilra et Halassa, 2018).

Flessibilità cognitiva: il talamo ci permette di cambiare regole

L’unico modo per l’animale di risolvere il compito era quello di tenere in mente, per ogni trial e per tutta la durata del compito, le diverse regole discordi tra loro dal punto di vista sensoriale (alcune uditive altre visive) selezionando quella appropriata per raggiungere il reward.

Le evidenze ottenute hanno mostrato come il talamo fosse necessario per compiere in modo efficace il passaggio da una regola all’altra, cambiando di volta in volta il contesto: se infatti i ricercatori interrompevano l’attività del talamo, tramite tecniche di optogenetica, durante il compito, gli animali impiegavano molto più tempo a compiere la modifica della regola per rispondere efficacemente al contesto, in quanto rimaneva online la regola appropriata al precedente contesto (Rikhye, Gilra et Halassa, 2018).

E se gli animali avessero dovuto compiere nuovamente il task, avrebbero dovuto riapprendere le regole in quanto, senza l’attività del talamo, l’animale era in grado di rispondere ad un contesto ma non all’altro come se in mente non ci fosse più la regola del contesto precedente, come se fosse stato riscritta da quella nuova.

I risultati ottenuti potrebbero, a parere degli autori, contribuire all’approfondimento dei circuiti preposti alla flessibilità cognitivatramite compiti comportamentali e aumentando la loro conoscenza anche in vista dello sviluppo di nuovi sistemi di intelligenza artificiale, soggetti alla cosiddetta “dimenticanza catastrofica”, quando provano ad apprendere un nuovo task, sono “costretti” a riscrivere le regole adottate per riscrivere il precedente.