Intervista a Michele Scaltritti - Dal cervello alla risposta motoria: una catena di processi così semplice come sembra?

Nelle sue ricerche al DiPSCo, Michele Scaltritti indaga i confini tra cognizione e azione nell’ambito delle decisioni. In altre parole, studia la relazione che esiste tra i processi decisionali e il comportamento che mettiamo in atto per realizzare la risposta corrispondente.

I risultati degli esperimenti in corso mostrano come comportamenti motori anche molto semplici, ad esempio la contrazione di un muscolo per premere un pulsante di risposta, riflettano delle dinamiche decisionali più complesse.

Cosa significa di preciso? Perché si tratta di scoperte importanti? L’abbiamo chiesto direttamente al dott. Scaltritti.

Partiamo dalla base: in cosa consistono gli esperimenti che conduce nel suo laboratorio?

Negli esperimenti che conduco chiedo ai partecipanti di dire, tramite un pulsante, se la stringa di lettere che vedono sullo schermo è una parola reale oppure una non-parola, ovvero una stringa leggibile ma senza significato.

Le prime evidenze hanno mostrato che il processo decisionale è ancora in corso quando iniziamo a muoverci per implementare la risposta comportamentale. In certi casi, ad esempio, i partecipanti iniziano a dare una risposta ma si interrompono per correggerla: avviano il movimento con una mano ma lo concludono, correttamente, con quella opposta

In un articolo recentemente pubblicato ha parlato di relazione tra cervello e muscoli, ci spiega meglio questo concetto?

Quello che abbiamo visto durante le nostre ricerche è che anche aspetti molto periferici come la contrazione di un muscolo ed il tempo che impiega a completare la pressione del tasto di risposta, sembrano essere sensibili a variabili decisionali tipicamente imputate a processi di natura cognitiva.

Ci siamo chiesti se fosse possibile ricostruire la catena dei processi elettrofisiologici sottostanti all’esecuzione di movimenti muscolari così semplici; finora, infatti, avevamo studiato questo effetto solamente ad un livello periferico, di pura attività muscolare. Abbiamo quindi provato a ricostruire la catena andando a ritroso, dal muscolo che esegue il movimento fino al cervello.

Perché è importante capire cosa succede nella strada tra il nostro cervello e la risposta motoria?

Queste piccole decisioni sono quelle che prendiamo tutti i giorni: “Ho scritto un’email, clicco Invia oppure Elimina”, “Vedo il semaforo arancione, premo l’acceleratore oppure il freno”, sono solo alcuni dei molteplici casi. Anche in contesti più specifici vengono fatte scelte di questo tipo: la performance di uno sportivo professionista, per esempio, è costituita da continue decisioni molto dettagliate (“Mi muovo a sinistra oppure a destra”, “Paro con la mano destra o con quella sinistra”) anche nel mentre in cui compie un’azione.

Sapere che una parte di queste decisioni così elementari è ancora passibile di revisione quando il comportamento corrispondente è già iniziato potrebbe aprire uno spazio per rendere queste decisioni più accurate, anche attraverso il monitoraggio dell’attivazione muscolare periferica.

I risultati delle nostre ricerche potrebbero quindi cambiare una prospettiva che si era finora dimostrata molto feconda.

Cosa volete approfondire nello specifico?

Ci interessava capire il funzionamento esatto di questa catena di processi, che dalla corteccia motoria conducono ai muscoli. L’ipotesi era questa: il nostro cervello si fa prima di tutto un’idea generale della risposta che vuole dare (ad esempio: “Ora premo il pulsante con la mano destra”), dopodiché implementa dei programmi motori più fini. Alla fine di questa sequenza, dopo aver specificato i parametri temporali e spaziali del movimento che si deve concretamente produrre, l’informazione arriva alla periferia, cioè al muscolo che esegue il movimento. Ci siamo dunque chiesti se quelle dinamiche decisionali che in passato abbiamo riscontrato esistere a livello di attività muscolare potessero essere tracciate lungo tutta questa sequenza gerarchica di processi motori.

Avete confermato la vostra ipotesi?

Tutt’altro: abbiamo infatti raggiunto risultati totalmente inattesi. A livello di sistema nervoso centrale, dove vengono formulati i propositi motori generali, abbiamo riscontrato degli effetti coerenti con l’estremo periferico della catena, dunque a livello muscolare. Ai livelli intermedi, però, questi effetti non erano più presenti.

Come spiega questi risultati?

Quello che pensavamo essere un processo di decisione unico, che parte dal cervello per arrivare fino ai muscoli, potrebbe in realtà nascondere molteplici componenti diverse che si riflettono ai vari livelli di questa gerarchia motoria.

Stiamo ancora cercando di capire quali siano i processi decisionali coinvolti nei vari livelli, esplorando diverse possibili spiegazioni. Potrebbe essere, per esempio, che all’estremo periferico venga fatto solamente un controllo sull’accuratezza della risposta: monitoriamo il comportamento che stiamo eseguendo per essere certi che sia quello corretto.

Nel programma del PNRR, tramite il quale ha ricevuto un finanziamento per la sua ricerca, viene citato l’invecchiamento. Cosa c’entra con quello che ci ha appena spiegato?

Uno degli obiettivi dei miei studi è proprio quello di capire le specificità dei processi di presa di decisione nell’ambito dell’invecchiamento.

Non possiamo dare per scontato che i risultati siano gli stessi riscontrati negli individui più giovani. Per esempio, in questi compiti di decisione molto semplici, gli anziani sono tipicamente più lenti. Verrebbe da pensare che la causa sia da imputare alla difficoltà cognitiva dell’esercizio. In realtà, si è visto in letteratura che gli anziani sono solamente più cauti. A parità di altri fattori, infatti, hanno bisogno di più evidenza rispetto a un giovane prima di eseguire un’azione: impiegano più tempo per rispondere perché vogliono essere più sicuri.

Insieme a Simone Sulpizio (Università di Milano-Bicocca) stiamo cercando di capire se questa e altre peculiarità della popolazione anziana possano influenzare la dinamica di interazione tra mente e corpo nel contesto decisionale.

Ulteriori informazioni

Il progetto di ricerca “Functional characterization of decisional components in motor responses for young and older adults” ha ricevuto un finanziamento nell’ambito dei Progetti di Ricerca di Interesse Nazionale (PRIN) del PNRR. Il piano di esperimenti è composto da cinque unità: tre di queste vengono svolte nei laboratori dell’Università di Trento sotto la direzione di Michele Scaltritti e Saman Kamari Songhorabadi, le altre due sono coordinate da Simone Sulpizio (PI del progetto) presso l’Università degli Studi di Milano-Bicocca.

Per maggiori info: michele.scaltritti [at] unitn.it

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