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Queste sono le domande che un neuroscienziato dell’Università di Chicago pone in un nuovo studio innovativo, che esamina le scansioni cerebrali per scoprire come l’attenzione viene sostenuta nel tempo e quando potrebbe fluttuare.
“In generale siamo abbastanza bravi a prestare attenzione, o almeno ci sforziamo per averne, ma il risultato ottenuto non è sempre lo stesso“, ha esordito l’autrice principale Monica Rosenberg, assistente professore nel Dipartimento di Psicologia della Chicago University. “Volevamo costruire un modello in grado di prevedere lo stato di attenzione di una persona, partendo da ciò che vedevamo nelle scansioni del cervello in tempo reale“.
Pubblicato nei “Proceedings of the National Academy of Sciences”, lo studio si basa sui dati di risonanza magnetica funzionale raccolti per questo studio e sui dati di ricerche precedenti, combinando i risultati di 107 individui provenienti da cinque diversi set di dati. Usando ciò che Rosenberg chiama “scienza verde” – moltiplicando i risultati nei dati raccolti per altri scopi – lo studio espande il suo pool di partecipanti oltre ciò che di solito si può trovare in un singolo laboratorio di ricerca.
La ricerca esamina scansioni in risonanza magnetica funzionale (fMRI) di persone che hanno eseguito un’attività al computer più volte in un giorno – guardando un flusso di immagini e premendo un pulsante in risposta ad alcune di esse – nonché coloro che hanno eseguito la stessa attività in giorni diversi. Esamina inoltre le scansioni cerebrali di coloro a cui è stata somministrata dell’anestetico, nonché 30 scansioni di un singolo individuo nel corso di 10 mesi. L’età dei partecipanti variava dai 18 ai 56 anni.
“Se vogliamo costruire modelli basati sul cervello applicabili in contesti clinici o traslazionali, questi modelli devono essere in grado di generalizzare su tutti i set di dati“, ha affermato Rosenberg, esperta dei processi legati all’attenzione. “È opportuno che i modelli non prevedano solo il comportamento dei dati raccolti su un singolo scanner ospedaliero da un singolo gruppo di individui. Se un modello non è in grado di prevedere qualcosa sulle persone in siti e popolazioni diverse, allora è decisamente meno utile“.
Precedenti ricerche hanno scoperto che ogni individuo ha un modello unico di connettività cerebrale funzionale, una sorta di impronta digitale in grado di prevedere le proprie capacità cognitive e attentive.
Rosenberg e i suoi co-autori, inclusi studiosi della Yale University e della University of Florida, hanno testato se tali schemi potessero estendersi per prevedere in che modo l’attenzione di una persona cambia di momento in momento o di giorno in giorno.
Hanno scoperto che i modelli di connettività cerebrale funzionale prevedevano in modo affidabile quando le persone erano più focalizzate sull’attività del computer. Queste previsioni erano estremamente accurate quando venivano mediate in molte sessioni di scansione. Tuttavia, i modelli prevedevano ancora lo stato dell’attenzione anche se misurato in un breve lasso di tempo, ad esempio nei 30 secondi di una sessione di risonanza magnetica.
Precedenti studi hanno sempre utilizzato singoli set di dati, in parte a causa dell’elevato costo della fMRI.
“È solo negli ultimi due anni che la condivisione di set di dati è diventata una pratica molto più comune“, ha affermato Rosenberg. “Questo è ciò che ci dà accesso a una più ampia varietà di campioni, che ci consentono di chiederci quanto siano generalizzabili i nostri modelli“.
Rosenberg spera che ulteriori ricerche possano fornire spunti su come cambia l’attenzione per periodi di tempo più lunghi, come nello sviluppo e nell’invecchiamento.
Sta anche testando se i modelli predittivi si possano tradurre anche in applicazioni esterne alle condizioni di laboratorio. Ad esempio, i ricercatori si chiedono se i loro modelli di connettività cerebrale funzionale possano prevedere fluttuazioni dell’attenzione in condizioni di vita quotidiana, come mentre si ascolta una storia o si guarda un film.
“Quando raccogliamo i dati del cervello in uno scanner fMRI“, ha detto, “spesso assegniamo alle persone compiti psicologici che comportano la visualizzazione di immagini e la pressione di pulsanti. E queste non sono certo le condizioni naturali in cui ci orientiamo nel mondo“.
Lo studio
- “Functional connectivity predicts changes in attention observed across minutes, days, and months”. Rosenberg et al.
PNAS doi:10.1073/pnas.1912226117.
Crediti immagine: pressfoto
