Gli stati comportamentali possono influenzare l'esecuzione di compiti sensomotori diretti all'obiettivo. Tuttavia, non è chiaro in che modo le rappresentazioni sensoriali neuronali alterate in questi stati si riferiscano all'esecuzione dei compiti e all'apprendimento.
I ricercatori della Università di Ginevra (UNIGE) e il EPFL hanno dimostrato come la motivazione modifichi i circuiti cerebrali nei topi che controllano la percezione sensoriale prima di prendere decisioni. Questo studio spiega come una motivazione eccessiva o insufficiente possa influenzare la nostra percezione e, di conseguenza, le nostre decisioni.
In collaborazione con il team del professor Carl Petersen presso l'EPFL, i ricercatori hanno studiato il ruolo svolto da uno specifico stato interno: motivazione – nella percezione e nel processo decisionale. Da più di un secolo si sa che esiste una relazione tra causa e performance. Troppa o poca motivazione è dannosa per le prestazioni. Tuttavia, non è chiaro come ciò influisca sui nostri circuiti neurali.
Sami El-Boustani, l'autore principale dello studio, ha dichiarato: “Volevamo osservare come le informazioni sensoriali vengono trasmesse neuroni nella corteccia è alterato dal grado di motivazione e in che misura quest'ultima può influenzare l'apprendimento e le prestazioni in un compito decisionale.
Il gruppo di studio ha creato un paradigma comportamentale utilizzando i topi con un programma di consumo idrico regolamentato. Per prima cosa hanno addestrato i roditori a usare due baffi (A e B) per rispondere agli input tattili e ad eseguire un'azione (leccare un beccuccio) esclusivamente con i baffi A per ottenere una goccia d'acqua. Questi topi hanno risposto principalmente alla stimolazione del baffo A dopo questo addestramento, dimostrando la loro capacità di distinguere tra queste due sensazioni. Per modificare ulteriormente la spinta dei roditori a impegnarsi nell'esperimento, i ricercatori hanno eseguito questi test a livelli di sete progressivamente più bassi.
Le prestazioni dei roditori erano basse quando erano veramente assetati e di conseguenza molto motivati. Leccarono il beccuccio senza discriminare tra i baffi che si erano eccitati. Tuttavia, la loro linea d'azione divenne ideale quando avevano solo un po' di sete. Quando il baffo A è stato attivato, hanno leccato principalmente il beccuccio. Infine, quando non erano particolarmente assetati, di nuovo si comportavano male nell'incarico.
Giulio Matteucci, borsista post-dottorato nel laboratorio di Sami El-Boustani e primo autore dello studio, ha dichiarato: "Osservando l'attività delle popolazioni neuronali responsabili del processo decisionale percettivo in questi topi, i ricercatori hanno scoperto che i neuroni in questi circuiti erano inondati di segnali elettrici quando i topi erano iper-motivati. Al contrario, i segnali erano troppo deboli in uno stato di bassa motivazione. L'ipermotivazione porta alla forte stimolazione dei neuroni corticali, che provoca una perdita di precisione nella percezione degli stimoli tattili.
Al contrario, nello stato di bassa motivazione, l'accuratezza delle informazioni sensoriali è stata recuperata, ma la forza del segnale era troppo bassa per essere trasferita correttamente. Di conseguenza, anche la percezione degli stimoli era compromessa.
Carl Petersen, professore ordinario presso il Brain Mind Institute dell'EPFL e co-autore senior dello studio, ha dichiarato: “Questi risultati aprono nuove prospettive. Rivelano anche che il livello di motivazione ha un impatto non solo processo decisionale ma anche la percezione delle informazioni sensoriali, che porta alla decisione”.
“Questo lavoro suggerisce anche che è necessario disaccoppiare l'acquisizione e l'espressione di nuove conoscenze. Abbiamo osservato che i topi hanno capito la regola molto rapidamente ma hanno potuto esprimere questo apprendimento solo molto più tardi, a seconda di una percezione alterata legata al loro livello di motivazione. Questo svelamento del ruolo della motivazione nell'apprendimento apre la strada a nuovi metodi adattivi che mirano a mantenere un livello ottimale di motivazione durante l'apprendimento".
Riferimento della Gazzetta:
- Giulio Matteucci, Maelle Guyoton, et al. Elaborazione sensoriale corticale attraverso stati motivazionali durante il comportamento diretto all'obiettivo. Neuron. DOI: 10.1016 / j.neuron.2022.09.032
