Come il cervello tiene il tempo

Una ricerca fa luce sul meccanismo neurale che permette di stimare il tempo che manca al compimento di un'azione. E rivela che i neuroni lavorano in sequenza per tener traccia fedele dei secondi che passano.

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Alla scoperta del cronometro che tiene il tempo delle nostre decisioni. | James Nazz/CORBIS

Siete fermi al semaforo e il rosso è appena scattato: se iniziate subito ad accelerare sprecherete benzina, se aspettate troppo potreste partire in ritardo. Come fa il cervello a capire quanto tempo trascorso?

 

La capacità di stimare il momento giusto per compiere un'azione dipende da un'innata abilità nel tenere traccia del tempo. Uno studio pubblicato su Current Biology fa luce sulle basi neurali di questo meccanismo.

 

OROLOGIO NASCOSTO. Per andare alle origini del senso del tempo, i ricercatori del Champalimaud Neuroscience Programme di Lisbona si sono concentrati sulla regione cerebrale dello striato, una formazione di sostanza grigia situata alla base di ciascuno dei due emisferi cerebrali.

 

Ricerche passate hanno dimostrato come questa struttura sia implicata nella determinazione del tempo: «Molte condizioni che colpiscono lo striato, come la malattia di Parkinson o di Huntington, causano un malfunzionamento nella capacità di stimare il tempo» spiega Joe Paton, a capo della ricerca.

 

Aspetta, e vedrai. Gli scienziati hanno istruito alcuni topi a premere una leva per ricevere una ricompensa, disponibile a intervalli regolari di tempo. Per esempio, durante una sequenza di 15 tentativi, la ricompensa veniva data soltanto dopo 30 secondi dal rilascio della ricompensa precedente. Dopo ogni sessione, la distanza temporale tra due ricompense veniva aumentata o diminuita, per studiare la capacità dei topi ad adattarsi alla nuova stima del tempo.

 

Come una "ola". I topi si sono comportati un po' come un umano al volante, e hanno preferito non premere la leva se non quando il rilascio della ricompensa era più che vicino. L'analisi dell'attività dei neuroni dello striato ha rivelato che la rappresentazione del tempo è ben rintracciabile nelle risposte individuali di questa popolazione di cellule nervose. «Ogni volta che iniziava una prova, i neuroni hanno iniziato a rispondere in sequenza, come in un'onda lenta, ma affidabile di attività sequenziali» spiega Sofia Soares, coinvolta nello studio.

 

Copia fedele. «La stessa sequenza si è conservata durante i diversi intervalli di tempo, ma ha cambiato ritmo. Per esempio, quando l'attesa era maggiore, la sequenza è risultata più lenta, e viceversa, espandendosi e restringendosi in base alla distanza temporale tra la ricompensa e la risposta dell'animale. Basterebbe guardare dove si trova quest'onda all'interno della popolazione di neuroni per capire quanto tempo è passato».

 

relativo. Per i ricercatori ciò dimostrerebbe che il tempo nel cervello «è relativo, non assoluto, e si misura come una posizione all'interno di un intervallo, e non come un'unità, come un'ora o un secondo». La ricerca dimostra, inoltre, che i neuroni dello striato combinano informazioni motorie e temporali; una combinazione compatibile con alcune delle funzioni in cui questa regione è implicata, come l'apprendimento motorio e il controllo delle azioni.

 

28 aprile 2015 | Elisabetta Intini