Un team di ricercatori della Drexel University e della University of Pennsylvania ha recentemente condotto un test dell'interruttore cognitivo e ha concluso che alcuni cervelli sono più predisposti per passare rapidamente alla messa a fuoco.

Lo studio è pubblicato in Natura comportamento umano.

Guidati da John Medaglia, assistente professore di psicologia presso il College of Arts and Sciences di Drexel, i ricercatori hanno testato la flessibilità cognitiva dei partecipanti a 30 misurando la loro attività cerebrale utilizzando la risonanza magnetica funzionale (fMRI).

Flessibilità cognitiva è "la capacità mentale di passare dal pensare a due concetti diversi e di pensare a più concetti contemporaneamente".

È una delle funzioni esecutive e un'abilità coinvolta in "praticamente ogni comportamento complesso che intraprendiamo - dall'aritmetica mentale alla guida di un'auto", secondo un comunicato stampa citando Medaglia.

Nello studio, durante il quale una forma diversa balenava davanti ai partecipanti ogni due secondi, è stato chiesto loro di identificare la forma più grande o globale se l'immagine era verde e di identificare la forma più piccola o locale se l'immagine era bianca.

"La velocità con cui le persone possono effettuare questa transizione - dal globale al locale - è il costo del passaggio, e questo è il nostro indice di flessibilità", ha affermato Medaglia in una nota. “Per alcune persone, è un compito molto stancante e faticoso. Anche se hai imparato molto bene le regole, è difficile prendere la decisione giusta quando le cose stanno accadendo velocemente. ”

Per rivelare la base potenziale per la flessibilità cognitiva, i ricercatori hanno usato una combinazione di misure del comportamento umano, la struttura e la funzione del cervello e il sistema matematico di elaborazione del segnale grafico (GSP) per analizzare i segnali sui grafici.

"Il nostro comportamento è determinato sia dal modo in cui il cervello è strutturato, sia, in una certa misura, dal modo in cui è dinamico o cambia nel tempo", ha affermato Medaglia in una nota. "Volevamo trovare un modo per studiare entrambe queste cose allo stesso tempo."

Il team ha adottato l'approccio GSP, in quanto GSP è una specialità di Alejandro Ribeiro, professore associato di ingegneria elettrica e dei sistemi presso l'Università della Pennsylvania, e Weiyu Huang, dottorando con il Dipartimento di Ingegneria Elettrica e dei Sistemi presso l'Università della Pennsylvania, secondo Medaglia.

"Nelle discussioni con Weiyu, ci siamo resi conto che c'erano molte potenziali opportunità di usare l'SPG per affrontare il problema distinto di rappresentare la struttura e la funzione del cervello in modi che sono rilevanti per la cognizione", ha detto Medaglia. "Quando ci siamo resi conto che potevamo rappresentare la funzione cerebrale misurata in cima all'anatomia, abbiamo ipotizzato che l'idea di" allineare "i segnali con l'anatomia potesse fornire una misura relativa alla flessibilità cognitiva e ci siamo messi al lavoro"

Egli attribuisce a Huang il compito di gestire "il peso delle analisi".

Durante lo studio, i ricercatori si sono resi conto che "GSP potrebbe consentirci di vedere se il modo in cui l'anatomia della rete umana - i percorsi che collegano le regioni del cervello - organizza i segnali funzionali misurati con fMRI", ha detto.

I ricercatori "hanno pensato che la misura in cui questi segnali cerebrali si allineano potrebbe essere correlata alla flessibilità cognitiva", ha continuato.

Hanno scoperto che la velocità di "commutazione" varia in base all'allineamento dei segnali cerebrali.

"Si scopre che se i segnali che divergono maggiormente dall'anatomia sono più allineati, le persone sono più veloci nel passare", ha detto Medaglia. "Quindi, SPG ci ha dato una finestra per esaminare se anatomia e funzione si fondono per supportare questa funzione mentale, e abbiamo trovato prove che lo fanno."

I team credono che questo studio sia la chiave per la ricerca futura.

"Questo studio è potenzialmente molto importante perché mostra che possiamo trovare misure di cooperazione tra anatomia e funzione del cervello che ci parlano della cognizione", ha detto Medaglia. “Si scopre che è davvero difficile ottenere una misura che sia allo stesso tempo semplice e abbia una chiara interpretazione nella neuroscienza applicata. Dal momento che ci affidiamo alla nostra flessibilità cognitiva per quasi ogni compito complesso che svolgiamo, è davvero fondamentale che cerchiamo di utilizzare la neuroimaging moderna e approcci matematici sofisticati ma eleganti per capire come funziona il processo nel cervello ".

Qual è il prossimo passo?

I ricercatori sperano che il nuovo approccio possa essere utilizzato come base per altri studi.

"Weiyu e Alejandro stanno studiando l'uso di questi approcci nel cervello più in generale." Ha detto Medaglia. "Spero che l'approccio specifico che abbiamo utilizzato qui possa essere convalidato in altri studi e testato come potenziale obiettivo di interventi, come le tecniche di stimolazione cerebrale che utilizziamo nel nostro laboratorio o in farmacologia".