Leggere tra le righe: le capacità deduttive di uomini e topi

Sfruttare una serie di segnali indiretti per arrivare alla soluzione di un mistero: alcune persone sembrano riuscirci meglio di altre, ma la capacità di inferenza (così si chiama questo processo deduttivo) è insita in ognuno di noi. La sfruttiamo per capire in anticipo chi sarà l'assassino in un film giallo o immaginare se è già passato l'autobus dalla quantità di persone alla fermata. A quanto pare, però, quella di saper "leggere tra le righe" per arrivare alla verità non è una prerogativa soltanto umana. Lo dimostra un esperimento compiuto sui topi, che hanno processi neurologici più simili ai nostri di quanto si pensi.

Test su misura. Testare la capacità di inferenza su modelli animali non è affatto semplice, perché alcuni compiti risultano troppo difficili e altri ancora portano a risultati ambigui. A differenza dei tentativi passati, il nuovo lavoro dei neuroscienziati del Champalimaud Centre for the Unknown di Lisbona (Portogallo) ha permesso ai topi di... comportarsi da topi, abbassando le pretese e rinunciando a trattarli come esseri umani in miniatura. Gli scienziati hanno fatto leva sulle doti innate di foraggiamento dei roditori (cioè la capacità di reperire acqua e cibo) per architettare un set sperimentale che li costringesse ad usare l'inferenza per individuare la cannula che avrebbe erogato acqua. Lo studio è stato pubblicato su Neuron.

Valutare la situazione. I topi si muovevano in un percorso contenente due cannule per l'acqua che funzionavano in modo alternato, in base a regole tutte da scoprire: dovevano sfruttare la capacità di inferenza per trovarsi ogni volta sotto il getto attivo e massimizzare la ricompensa (cioè bere più spesso). L'erogazione dell'acqua era controllata da due variabili indipendenti, sconosciute agli animali. Intanto, non tutte le cannule attive erogavano acqua: trovarsi sotto un getto attivo non implicava necessariamente riuscire a bere. Come se non bastasse, la probabilità che una cannula passasse dallo stato attivo a quello inattivo - e quindi la necessità di cambiare posizione e spostarsi sotto l'altra - è stata fissata a una certa soglia, che i topi dovevano intuire.

Questo ha permesso ai ricercatori di controllare la complessità dell'esperimento. Uno scenario relativamente scontato prevedeva per esempio alte probabilità di ricevere acqua da un getto, così come di dover cambiare posizione. In una simile situazione, l'assenza di getto avrebbe innescato un ragionamento di questo genere: di solito l'acqua scende, se quindi non scende mi trovo sotto la cannula sbagliata.

Uno scenario più complicato abbassava invece sia le probabilità che l'acqua uscisse da un getto attivo, sia quelle che la cannula passasse a uno stato inattivo (e smettesse quindi di erogare). In questa situazione, l'incertezza sull'opportunità o meno di spostarsi regnava sovrana.

Per tentativi ed errori. Nell'arco di poche sessioni i topi sono riusciti a capire le regole del gioco e a ottimizzare il loro comportamento di conseguenza. Infatti hanno incassato e sopportato un maggior numero di fallimenti nello scenario più incerto e difficile da prevedere. Se fossero stati mossi soltanto dalla necessità di ricompensa, avrebbero indugiato più a lungo sotto la cannula che aveva erogato più acqua, indipendentemente dalla sua attivazione; invece, si sono spostati non appena avuta la certezza che quel getto non fosse più attivo, una strategia che i ricercatori hanno collegato alla capacità di inferenza.

non così diversi. Per costruire un paragone diretto con l'uomo, il team ha quindi progettato un videogame in cui i partecipanti dovessero colpire con dei sassi un mostro nascosto in una località non nota di un castello. Anche in questo caso esistevano due variabili: la probabilità di riuscire a colpire il mostro quando si trovava nel luogo previsto; e la probabilità che il mostro cambiasse luogo. Il processo di inferenza è funzionato in modo analogo, con uomini e topi messi alla prova dagli stessi ostacoli. Anche i volontari umani hanno faticato di più nello scenario di maggiore incertezza (incertezza sia di trovare il mostro, sia di riuscire a colpirlo); il processo inferenziale umano è risultato però più rapido.

Esperimenti di questo tipo saranno usati per studiare i meccanismi neurali alla base dell'inferenza. I test sui topi hanno evidenziato che la corteccia orbitofrontale nel cervello gioca un ruolo fondamentale in questi processi: quando veniva inattivata, i roditori hanno optato per strategie più basilari e meno "ragionate". Il passo successivo sarà osservare se alcune condizioni psicologiche, come i disturbi nel controllo degli impulsi o la depressione, abbiano effetto sulle capacità di inferenza.