Il cervello naviga con casualità: nuova scoperta sulle “cellule di posizione”

Un recente studio dell’Hebrew University of Jerusalem ha messo in discussione teorie consolidate riguardo la navigazione nel cervello. Le cellule di posizione, che si attivano nell’ippocampo per rappresentare la posizione spaziale, non seguono schemi rigorosamente organizzati. Al contrario, sembrano essere governate da un principio di casualità. Il modello sviluppato dai ricercatori, che si basa sui Processi Gaussiani, propone che la navigazione del cervello utilizzi una struttura casuale per mappare l’ambiente. Ciò implica che la creazione di mappe spaziali non dipenda da un’organizzazione fissa e predefinita.

Fino ad oggi, gli scienziati credevano che queste cellule nel cervello si attivassero in modo ordinato e prevedibile, formando mappe spaziali ben precise. In realtà, quando gli animali navigano in spazi complessi, le cellule di posizione mostrano attivazioni che sembrano casuali, su più punti irregolari. Il dottor Yoram Burak e il suo team hanno dimostrato invece che le attivazioni seguono modelli gaussiani, una funzione casuale usata anche in altre discipline scientifiche come la cosmologia. Ma come mai questa casualità? Perché la natura si è evoluta in modo tale da adottare un modello così complesso per l’orientamento spaziale?

Implicazioni della scoperta sul cervello per la neuroscienza

Questa scoperta potrebbe aprire nuove strade per la comprensione delle funzioni del cervello e della memoria. Se davvero la casualità è così tanto importante nella codifica neurale, potrebbero esserci nuovi spunti per spiegare diversi fenomeni. Si potrebbe dare forse una risposta ad “eventi” come l’apprendimento o ai disturbi neurologici legati all’orientamento spaziale. I ricercatori hanno testato il modello sui dati esistenti, provenienti da esperimenti con pipistrelli, topi e ratti. I risultati delle analisi del loro cervello  hanno confermato che, anche in ambienti tridimensionali complessi, le attivazioni seguono le previsioni gaussiane.

Questa nuova visione potrebbe persino influenzare la progettazione di sistemi di intelligenza artificiale ispirati al cervello umano. Se la casualità è così fondamentale per il funzionamento del cervello, arriverebbe anche un impatto sui modelli di apprendimento delle macchine. Non è sorprendente che, pur nella sua apparente disorganizzazione, il cervello umano abbia trovato un modo così efficiente di orientarsi nel mondo?