Secondo i neuroscienziati della University of Pennsylvania School of Medicine, la sensibilità del cervello umano all’inaspettato riveste un ruolo fondamentale nella capacità di adattamento e nell’apprendimento di nuovi comportamenti. Utilizzando un gioco di carte a computer e dei microelettrodi per osservare l’attività neuronale del cervello, lo studio, pubblicato sull’ultimo numero di Science (Zaghloul K.A. et al, Human Substantia Nigra Neurons Encode Unexpected Financial Rewards, Science, 13 March 2009), indica che i neuroni nella substantia nigra (SN) hanno un ruolo centrale nell’apprendimento basato su ricompensa, modulando l’apprendimento basato sulla discrepanza tra risultato atteso ed effettivo.

“Questo è il primo studio a registrare direttamente l’attività neurale, evidenziando questo processo di apprendimento negli esseri umani, confermando l’ipotesi di un ruolo dei gangli basali nei modelli di rinforzo che includono apprendimento, dipendenze da droga e altri disturbi relativi a comportamenti basati su ricompensa,” (gioco d’azzardo patologico) sostiene in una nota Kareem Zaghloul, MD, PhD alla Penn. “In risposta ad una inaspettata ricompensa in denaro, queste cellule codificano informazioni che sembrano aiutare i participanti a massimizzare il premio nel compito di apprendimento probabilistico”.

L’apprendimento, già studiato in modelli animali, sembra verificarsi quando i neuroni dopaminergici vengono attivati in risposta a ricompensa inaspettata mentre risultano meno attivi dopo una mancata ricompenza inaspettata. In altre parole, una vincita fortunata sembra che venga memorizzata meglio rispetto ad una perdita probabile. “Analogamente alla teoria economica secondo la quale i mercati efficienti reagiscono agli eventi inaspettati mentre gli eventi attesi non producono effetti, abbiamo scoperto che il sistema dopaminergico del cervello umano sembra essere impostato nello stesso modo razionale, cioè ad imparare qualsiasi cosa accada inaspettatamente ma non quando gli eventi sono prevedibili,” sostiene Michael J. Kahana, PhD, coordinatore dello studio.

I ricercatori hanno utilizzato registrazioni microelettrodiche ottenute con stimolazione cerebtale profonda di pazienti con Parkinson per studiare l’attività neuronale nella SN, che riveste un ruolo fondamentale nel movimento, nei meccanismi di ricompensa e di dipendenza da droga. I pazienti con Parkinson hanno mostrato una compromissione dell’apprendimento nei compiti cognitivi a causa della natura degenerativa del loro disturbo e del numero inferiore di neuroni dopaminergici.

Lo studio è stato supportato da: National Institutes of Health, Conte Center e Dana Foundation.