Anche il cervello ha il suo "effetto farfalla"
Anche il cervello ha il suo "effetto farfalla"
Nei circuiti cerebrali la propagazione e l'amplificazione dei disturbi crea un "rumore" e un'instabiltà molto elevati a cui il cervello riesce a far fronte con particolari strategie di elaborazione
Una caratteristica del cervello che ha sempre lasciato perplessi i neuroscienziati è l'apparente "instabilità" dei suoi circuiti, che sembra in netto contrasto con le sofisticatissime capacità di elaborazione che possiede. Se i chip di un computer mostrassero una simile variabilità di comportamento, l'apparecchio verrebbe subito rottamato. Per questo alcuni scienziati hanno ipotizzato che tale instabilità sia in realtà solo apparente, legata al fatto che il cervello esegue molti compiti contemporaneamente.
Per risolvere la questione alcuni ricercatori dell'University College di Londra hanno condotto un esperimento ispirato al noto "effetto farfalla" studiato da Edward Lorenz.
L'idea dei ricercatori è stata quella di introdurre una piccola perturbazione nel cervello, un equivalente neurale del battito d'ali di una farfalla, e osservare che cosa avveniva nell'attività del circuito: la perturbazione sarebbe cresciuta fino a interessare l'intero cervello o si sarebbe presto spenta? La risposta - come viene riferito in un articolo pubblicato su Nature - è che i circuiti cerebrali sono realmente molto instabili.
La perturbazione considerata era un singolo "picco" di attività nervosa, un impulso inserito in un unico neurone del cervello di un ratto. Questo impulso extra ha dato il via a trenta impulsi extra nei neuroni limitrofi, buona parte dei quali ha determinato un'ulteriore trentina di picchi extra, e così via. Anche se le cifre in gioco sembrano piccole in confronto ai milioni di impulsi al secondo prodotti dal cervello di ratto, è facile calcolare che in breve quel singolo impulso extra influenza milioni di neuroni.
"Il risultato indica che la variabilità che osserviamo nel cervello può effettivamente essere legata al 'rumore' e rappresenta una caratteristica fondamentale del normale funzionamento cerebrale", ha detto Mickey London, primo firmatario dell'articolo.
La rapida amplificazione dei picchi implica che il cervello è estremamente "rumoroso", molto più di un computer. Secondo i ricercatori, per essere in grado di eseguire compiti straordinariamente complessi con una velocità e accuratezza superiore ai più potenti computer in presenza di livelli così elevati di rumore, il cervello deve utilizzare una strategia molto particolare, considerando l'attività di gruppi di neuroni e ignorando la variabilità individuale, ossia il disturbo, prodotto da ciascuno di essi.
Secondo i ricercatori l'elevata rumorosità del cervello potrebbe essere il prezzo pagato dall'elevatissima connettività esistente fra i neuroni: ciascuno di essi è in contatto in media con altri 10.000, con un cablaggio complessivo corrispondente a otto milioni di chilometri. (gg)
***
Sei già iscritto alla nostra newsletter? Puoi richiedere sul tuo computer il nostro "notiziario a domicilio", il servizio gratuito di informazione e aggiornamento scientifico personalizzato, semplicemente iscrivendoti a questo link
(01 luglio 2010)
0 commenti: