Diciamo che i marziani atterrano sulla Terra e desiderano capire di più sugli umani. Qualcuno consegna loro una copia delle Opere complete di Shakespeare e dice: "Quando capisci cosa c'è lì dentro, capirai tutto ciò che è importante su di noi".

I marziani si mettono al lavoro - allocano vaste risorse per registrare ogni dettaglio di questo grande volume fino a quando non sanno dove ogni "e", ogni "a", ogni "t" è su ogni pagina. Rimangono perplessi e tornano sulla Terra. "Abbiamo completamente caratterizzato questo libro", dicono, "ma non siamo ancora sicuri di averle davvero capito davvero."

Il problema è che caratterizzare una lingua non è la stessa che comprenderlo, e questo è anche il problema affrontato dai ricercatori del cervello. I neuroni (cellule cerebrali) usano un linguaggio, un "codice", per comunicare tra loro, e possiamo attingere a quel codice ascoltando le loro "chiacchiere" mentre sparano piccole raffiche di elettricità (impulsi nervosi). Possiamo registrare questo chatter e documentare tutte le sue proprietà.

Possiamo anche determinare la posizione di ogni singolo neurone e di tutte le sue connessioni e dei suoi messaggeri chimici. Tuttavia, non abbiamo ancora capito come funziona il cervello. Per capire un codice abbiamo bisogno di ancorare quel codice al mondo reale.

Luogo, memoria e amministrazione

Agghindiamo facilmente il codice di Shakespeare (scopriamo che "Giulietta" si riferisce a una specifica giovane donna, "Romeo" a uno specifico giovane) ma possiamo farlo per il cervello? Sembra che possiamo. Registrando le chiacchiere dei neuroni mentre gli animali (e talvolta gli umani) svolgono i compiti della vita quotidiana, i ricercatori hanno scoperto che ci sono regioni in cui il codice neurale si riferisce al mondo reale in modi straordinariamente diretti.

Il più noto di questi è il codice per "luogo", scoperto in una piccola e profondamente sepolta parte del cervello chiamata ippocampo. Un determinato neurone ippocampale inizia a parlare furiosamente ogni volta che il suo proprietario (ratto, topo, pipistrello, umano) si reca in un determinato luogo. Ogni neurone tende ad essere più eccitato in un particolare luogo (vicino alla porta, a metà strada lungo un muro) e quindi una grande collezione di neuroni può, tra di loro, essere pronta a "parlare" per qualsiasi posto nell'ambiente. È come se questi neuroni codificassero lo spazio, per formare qualcosa di simile a una mappa mentale.

Per determinare dove ti trovi, devi semplicemente consultare il tuo ippocampo e vedere quale neurone è attivo. (In pratica, naturalmente, molti neuroni saranno attivi in ​​quel luogo e non solo uno - altrimenti ogni volta che un neurone morirà perderesti una piccola parte della tua mappa.) Questi neuroni nell'ippocampo sono chiamati "neuroni del luogo", e sono entità notevoli che formano le fondamenta non solo per la nostra mappa mentale dello spazio che ci circonda, ma anche per i ricordi degli eventi che si verificano in quello spazio - una sorta di record biografico. La loro importanza è evidente nel terribile disorientamento e amnesia che derivano dalla loro degenerazione nella malattia di Alzheimer. Quando il cervello perde il suo legame con il suo posto nel mondo e con il suo passato, il suo proprietario perde ogni senso di sé.

Ci sono molti altri neuroni nel cervello il cui codice sembra decifrabile. Neuroni che si attivano quando si affronta una particolare direzione, o vicino a un muro, o quando vedi tua nonna ... Gradualmente stiamo mettendo insieme la rete di nodi nel cervello che collega il codice interno al mondo esterno.

Questo non è tutto ciò che fanno i neuroni, ovviamente. Gran parte del cervello è coinvolto nella "amministrazione" interna. Ad esempio, una grande parte del Lobo frontale (il cervello dietro la fronte) è coinvolto nel prendere decisioni - come dare priorità alle attività, cosa fare dopo, e così via. Molti neuroni, sparsi in tutto il cervello, hanno doveri di pulizia domestica per mantenere il codice, migliorarlo e perfezionarlo, preservare le parti rilevanti come memoria e scartare il resto.

Alcuni dei più numerosi neuroni sembrano semplicemente avere il compito di sopprimere i loro vicini, così che la conversazione neurale, per così dire, non degeneri nell'equivalente di urla incontrollabili (che, in termini tecnici, riconosciamo come epilessia).

Ancora stanza per psicologia

È chiaro che per capire il cervello dobbiamo studiare tutti gli aspetti del suo funzionamento, non solo quelli che riguardano l'amministrazione interna, ma anche quelli che si collegano al mondo esterno.

Abbiamo bisogno di determinare in che modo l'attività cerebrale si riferisce a ciò che il proprietario del cervello sta pensando, sentendo e facendo rispetto al mondo esterno a quel cervello - cioè, abbiamo bisogno di ancorare il codice al mondo reale.

Per questo, abbiamo bisogno di scienziati che studiano pensieri, sentimenti e comportamenti - psicologi - tanto quanto noi abbiamo bisogno di coloro che studiano l'anatomia e la fisiologia. Lo studio del cervello richiede un'indagine a tutti i livelli - altrimenti, avremo una caratterizzazione completa, ma senza comprensione, di questo organo straordinario.

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Questo articolo è originariamente apparso su The Conversation

Circa l'autore

Kate Jeffery è direttore dell'Istituto di neuroscienza comportamentale presso l'University College di Londra. In generale, mi interessa l'architettura della cognizione a grana fine - in altre parole, come viene rappresentata l'informazione nel cervello?

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