Normalmente il processo di apprendimento dell’essere umano è graduale, ma a volte siamo capaci di collegare istantaneamente un risultato a uno stimolo. Come quando, ad esempio, veniamo trattati male dalla commessa in un negozio e giuriamo di non entrare mai più in quel posto.
Questo tipo di apprendimento istantaneo, è di massima utilità quando si tratta di sopravvivenza: si pensi, ad esempio, a un animale che eviti di mangiare una bacca velenosa. In questo caso, l’imputazione della causa del malessere alla bacca può aiutare l’animale a stare lontano dallo stesso pericolo in futuro.
D’altro canto, fare collegamenti immediati e senza prove effettive, può anche portare a false interpretazioni e superstizioni: per esempio si potrebbe incolpare un alimento di essere stato causa di una malattia, quando in realtà il cibo era innocuo, oppure si potrebbe credere che se non si mangia un cibo con cui si è abituati a pranzare, ci si possa ammalare.
Secondo Shinsuke Shimojo, professore di biologia al California Institute of Technology (Caltech), l’apprendimento istantaneo è come un interruttore: o è acceso o è spento.
Gli scienziati da lungo tempo sospettano che l’apprendimento istantaneo coinvolga una diversa area cerebrale rispetto a quella dell’apprendimento graduale, ma finora non hanno saputo spiegare cosa inneschi l’apprendimento istantaneo né in che modo il cervello decida quale modalità usare nelle varie situazioni.
L’IMPORTANZA DELL’INCERTEZZA
Gli scienziati del California Institute of Technology hanno recentemente scoperto che l’incertezza del rapporto causa-effetto (cioè il non sapere se un determinato risultato sia stato davvero causato da un particolare stimolo) è il fattore principale nell’attivazione dell’apprendimento istantaneo.
Gli studiosi spiegano infatti che, più si è incerti sul rapporto causa-effetto più è probabile che si attivi l’apprendimento istantaneo: quando c’è molta incertezza, suggeriscono, bisogna essere più concentrati per individuare il collegamento tra stimolo e risultato.
I ricercatori hanno anche identificato una parte della corteccia prefrontale, l’ampia area del cervello situata esattamente dietro la fronte e associata alle attività cognitive complesse, che sembra valutare questa incertezza causale e poi attivare l’apprendimento a istantaneo quando necessario.
La scoperta potrebbe portare a nuovi approcci per aiutare le persone ad apprendere in modo più efficiente. Il lavoro suggerisce anche che l’incapacità di attribuire in modo appropriato una causa a un effetto, potrebbe essere il problema centrale in alcuni disturbi psichiatrici, che includono disturbi della mente come la schizofrenia.
«In molti credevano che fosse la novità di uno stimolo il fattore principale nella scelta dell’apprendimento istantaneo, ma il nostro modello computazionale ha dimostrato che l’incertezza del legame causa-effetto è più importante», afferma Sang Wan Lee, ricercatore in neuroscienze presso il Caltech e autore principale del nuovo studio. «Se si è incerti, o non si hanno prove di come un particolare risultato sia stato causato da un precedente evento, ci sono più probabilità di collegare rapidamente le due cose».
PREMERE L’INTERRUTTORE
Per indagare sul funzionamento del cervello umano in fase di apprendimento istantaneo, i ricercatori hanno usato un semplice compito comportamentale, affiancato alla risonanza magnetica per immagini del cervello, così da determinare in quale area abbia luogo questo processo causale: dai risultati, è apparso come la corteccia prefrontale laterale sia effettivamente coinvolta nel processo e come, insieme all’ippocampo, ‘prema l’interruttore’ dell’apprendimento istantaneo quando necessario.
«Quella dell’interruttore è una metafora appropriata», spiega il professor Shinsuke Shimojo: poiché infatti l’ippocampo è conosciuto per il suo ruolo nella cosiddetta memoria episodica, in cui il cervello collega immediatamente un particolare contesto a un evento, i ricercatori avevano ipotizzato che questa regione del cervello potesse avere un ruolo anche nell’apprendimento istantaneo. Ma ciononostante, gli scienziati sono rimasti sorpresi nello scoprire che la collaborazione tra ippocampo e corteccia prefrontale laterale non è mai parziale: o è completa o è del tutto assente. «Come l’interruttore della luce, l’apprendimento istantaneo o è acceso o è spento» dice Shimojo.
L’OSSERVAZIONE DEL CERVELLO MENTRE IMPARA
Nello studio comportamentale (un semplice compito di tipo causale) sono state osservate 47 persone, venti delle quali hanno completato lo studio al Caltech Brain Imaging Center, dove i loro cervelli venivano monitorati con la risonanza magnetica per immagini.
Il compito consisteva in diverse prove, in ognuna delle quali ai partecipanti veniva mostrata una serie di cinque immagini – una per volta – sullo schermo di un computer; durante la prova, alcune immagini apparivano molte volte, mentre altre soltanto una volta o due; dopo ogni quinta immagine, veniva mostrato un risultato monetario positivo o negativo.
Dopo un certo numero di prove, ai partecipanti veniva chiesto di valutare in che misura considerassero che ogni immagine e risultato fossero tra loro correlati.
Man a mano che il compito continuava, i partecipanti imparavano gradualmente ad associare alcune delle immagini a particolari risultati. L’apprendimento istantaneo era chiaro nei casi in cui i partecipanti avevano fatto un collegamento tra un’immagine e un risultato dopo averli visti una sola volta insieme.
I ricercatori hanno quindi ipotizzato che la corteccia prefrontale laterale agisca come un regolatore, che media il processo dell’apprendimento istantaneo. Sottolineano, tuttavia, di non aver ancora dimostrato che quella regione del cervello controlli effettivamente il processo in questo modo: per ottenere delle reali prove, avranno bisogno di ulteriori studi, che includeranno la variazione dell’attività della corteccia prefrontale laterale attraverso stimolazioni cerebrali, così da poter osservare come influisca direttamente sul comportamento.
Tuttavia, i ricercatori sono incuriositi dal fatto che la corteccia prefrontale laterale sia molto vicina a un’altra parte della corteccia prefrontale che, in passato, avevano scoperto essere coinvolta nel processo di passaggio fra due altre diverse forme di apprendimento: l’apprendimento abituale e l’apprendimento diretto a uno scopo, che si riferiscono rispettivamente al comportamento abitudinario di routine e alle azioni ragionate ed eseguite con concentrazione.
«Ora potremmo supporre, con cautela, che un’importante funzione generale della corteccia prefrontale laterale sia quella di agire come una guida, che indica alle altre parti del cervello coinvolte in diversi tipi di funzioni comportamentali quando devono e quando non devono influenzare il nostro comportamento», afferma il coautore dello studio John O’Doherty, professore di psicologia e direttore del Caltech Brain Imaging Center.
Questi studi sono stati realizzati con il supporto del National Institutes of Healt (Istituto Nazionale di Sanità), la Gordon and Betty Moore Foundation, la Japan Science and Tecnology Agency-CREST e il Caltech-Tamagawa Global center of Excellence.
Articolo originale in inglese: www.caltech.edu (ripubblicato da Futury.org sotto licenza creative commons 4.0).
