Da BRAINEWS: Dove risiede nel cervello l’esperienza cosciente?

I ricercatori della Hebrew University di Gerusalemme e dell'Università della California, Berkeley, hanno fatto progressi nella comprensione di una condizione sconcertante chiamata negligenza unilaterale, in cui le vittime di ictus non hanno più la consapevolezza cosciente di metà di ciò che i loro occhi percepiscono. Più di un quarto di tutte le vittime di ictus sviluppa questo disturbo.
Dopo un ictus in una metà del cervello, ad esempio, può succedere che una persona mangi solo ciò che è sul lato destro del piatto perché non è consapevole/cosciente dell'altra metà. Può succedere che la persona veda solo la metà destra di una foto e ignori una persona che sia sul lato sinistro dell'immagine. Sorprendentemente, però, tali vittime di ictus possono reagire emotivamente all'intera foto o scena. I loro cervelli sembrano assorbire tutto, ma queste persone sono consapevolmente coscienti solo di metà del mondo.
Questo sconcertante disturbo evidenzia una domanda di vecchia data nello studio del cervello: qual è la differenza tra percepire qualcosa ed essere consapevoli di percepirlo? Il cervello registra cose di cui il soggetto non prende nota consapevolmente.

Leon Deouell, professore di psicologia presso l'Edmond and Lily Safra Center for Brain Sciences e autore senior della ricerca, ha osservato che per circa sei decenni, gli studi elettrici del cervello umano si sono concentrati quasi esclusivamente sull'ondata iniziale di attività dopo che qualcosa è stato percepito. Ma questo picco si spegne dopo circa 300 o 400 millisecondi, mentre spesso guardiamo e siamo consapevolmente coscienti delle cose anche per vari secondi. "Un certo lasso di tempo, quindi, non è spiegato in termini neurali", ha detto. Alla ricerca di un'attività più durevole, i neuroscienziati hanno ottenuto il consenso per eseguire test su dieci persone i cui crani venivano aperti in modo che gli elettrodi potessero essere posizionati sulla superficie del cervello per tracciare l'attività neurale associata alle crisi epilettiche. I ricercatori hanno registrato l'attività cerebrale dagli elettrodi mentre mostravano immagini diverse ai pazienti sullo schermo di un computer per diversi periodi di tempo, fino a 1,5 secondi. Ai pazienti veniva chiesto di premere un pulsante quando vedessero un certo capo di abbigliamento per assicurarsi che stessero davvero prestando attenzione.

Durante questi test, gli scienziati hanno identificato una regione del cervello in cui immagini visive durevoli vengono conservate per alcuni secondi. Registrando l'attività cerebrale, hanno scoperto che le aree visive del cervello conservano le informazioni su un oggetto percepito a un basso livello di attività per un periodo prolungato, suggerendo una base neurale per una percezione stabile. La corteccia prefrontale e parietale diventa attiva quando viene percepito qualcosa di nuovo, mentre l'area occipitotemporale della corteccia visiva mantiene un basso ma prolungato livello di attività.
Questi risultati consentono di approfondire la differenza tra percepire qualcosa ed essere consapevolmente coscienti di percepirlo, il che potrebbe avere implicazioni per i pazienti in coma e lo sviluppo di trattamenti per i disturbi della coscienza. "La coscienza, e in particolare l'esperienza visiva, è l'esperienza più fondamentale che tutti provano dal momento in cui si svegliano al momento in cui vanno a dormire", ha detto Gal Vishne, studente laureato della Hebrew University, autore principale dell'articolo. "L'ispirazione per tutta la mia carriera scientifica viene da pazienti con ictus che soffrono di negligenza unilaterale", ha detto il Prof. Deouell. "Comprendere questo disturbo potrebbe aiutarci a capire cosa manca nel sistema cognitivo e nel cervello di questi pazienti". "Stiamo aggiungendo un pezzo al puzzle della coscienza: come le cose rimangono negli occhi della tua mente per farti agire", ha aggiunto Robert Knight, autore senior e professore di psicologia della UC Berkeley e membro dell'Helen Wills Neuroscience Institute.
Mentre i risultati non spiegano ancora come possa avvenire di essere inconsapevoli di ciò che percepiamo, studi come questi potrebbero avere applicazioni pratiche in futuro, forse consentendo ai medici di dedurre dall'attività cerebrale di un paziente in coma se la persona sia ancora consapevole del mondo esterno e potenzialmente in grado di migliorare.
Comprendere la coscienza può anche aiutare i medici a sviluppare trattamenti per i disturbi della coscienza. Gli studi futuri pianificati da Deouell e Knight esploreranno l'attività elettrica associata alla coscienza in altre regioni del cervello, come le aree coinvolte dalla memoria e dalle emozioni.
Edden Gerber è anche un co-autore dell'articolo. Lo studio è stato sostenuto dalla U.S.-Israel Binational Science Foundation e dal National Institute of Neurological Disorders and Stroke del National Institutes of Health.