Stati di Coscienza

ResearchBlogging.orgVi è mai capitato di stare “tra le nuvole” quando vi annoiate? Si tratta di una condizione simile al riposo, quando non siete impegnati in un compito impegnativo nel mondo cisrcostante. Se pensate che pure cervello sia a riposo, vi sbagliate.

I ricercatori infatti hanno individuato una rete di strutture cerebrali, chiamata default mode network (DMN), piuttosto attiva durante il riposo che, viceversa, si deattiva in genere quando è necessario svolgere un’attività esterna alla nostra mente. Il DMN è la rete cerebrale delle attività mentali coinvolte nei processi di pensiero introspettivi.

Quando siete “fra le nuvole”, il metabolismo del vostro cervello in effetti è intenso, cioè la corteccia consuma una gran quantità di energia quando non è rivolta alla faccende quotidiane. Il default mode network coinvolge sostanzialmente alcuni nodi principali: il lobulo parietale inferiore, la corteccia cingolata posteriore, la corteccia prefrontale ventro-mediale e la formazione dell’ippocampo (Raichle, 2001).

Il DMN si attiverebbe proprio quando l’attività mentale non è rivolta a stimoli esterni ma verso il mondo interno. Si ipotizza che il daydreaming (il sognare ad occhi aperti), il ricordo di eventi passati o la pianificazione di progetti futuri  siano processi correlati al DMN. Quando inizia ad attivarsi il sistema che fa a capo all’elaborazione di compiti esterni, ad esempio l’attivazione della memoria di lavoro (una specie di “ram neurale” deputata al mantenimento dei dati transitori in memoria per attività in corso), il DMN si deattiva. Riepilogando, a riposo il cervello mostra di essere controintuitivamente a lavoro.

Il DMN spiega anche alcune condizioni neuropsicologiche importanti. Infatti, se la condizione del sogno ad occhi aperti sembra essere a limite tra il sogno vero e proprio e momento introspettivo, come se si fosse svegli ma non davvero presenti a se stessi, nella ricerca di Julia Sophia Crone e collaboratori è stato scoperto che pazienti con disturbi della coscienza presentano il DMN danneggiato.

Nel loro studio, sono state monitorate le variazioni degli stati di coscienza a 17 pazienti con sindrome dello stato vegetativo, a 8 pazienti con uno stato di coscienza minimo (psicotici e con Alzheimer) e a 25 soggetti di controllo, prendendo come punto di riferimento il sistema del DMN. Il risultato più interessante è stato che i pazienti con uno stato minimo di coscienza mostravano serie difficoltà a deattivare il loro network di default. Probabilmente questi pazienti sono incastrati in un loop di daydreaming, le cui regioni del cervello deputate alle attività esterne sembrano non funzionare bene, pagando un conto salato psicopatologico, non potendo intraprendere in modo coerente e continuo iniziative nel mondo esterno.

Il DMN sorprendentemente non è solo una caratteristica umana. Nell’esperimento di Wim Wanduffel è stato trovato in 10 scimmie un sistema di default mode di simile all’uomo. Il suo gruppo è stato capace di scoprire un network di strutture cerebrali che erano attive quando le scimmie non svolgevano un compito. Yihong Yang nel Maryland e Hanbing Lu hanno individuato un analogo pattern nei topi.

Queste ricerche pongono un interrogativo affascinante: anche gli animali possiedono la capacità di sognare ad occhi aperti o di meditare su se stessi? Oppure lo schema neurale evidenziato rimanda ad un’altra attività funzionale di base? Probabilmente il DMN è coinvolto nei processi di coscienza, ma non per questo ne è causa. Piuttosto pare maggiormente responsabile dei processi di memoria, come Michael Greicius della Stanford University afferma: “il DMN si attiva soprattutto nei lobi mediali temporali e nelle aree della memoria, come dimostrano alcune scoperte in cui possiamo incrementare le connessioni interne al DMN con compiti di memoria automatici”.

Insomma, “sognare ad occhi aperti” non è una condizione mentale insolita e rara. Durante il giorno si verifica decine di volte. Non solo nei momenti in cui vi annoiate, ma anche quando vi riposate un attimo, fantasticate progetti futuri o ricordate specifici eventi passati. Probabilmente, l’attivazione neurale quando siete in standby è un retaggio evolutivo che serviva a mantenere “il motore” del cervello acceso nel caso passasse un predatore nei paraggi. Alcuni di noi purtroppo, in certe condizioni psicopatologiche, sembrano pronti a partire ma nella direzione sbagliata della psicosi.

Mantini D, Gerits A, Nelissen K, Durand JB, Joly O, Simone L, Sawamura H, Wardak C, Orban GA, Buckner RL, & Vanduffel W (2011). Default mode of brain function in monkeys. The Journal of neuroscience : the official journal of the Society for Neuroscience, 31 (36), 12954-62 PMID: 21900574

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9 pensieri su “Stati di Coscienza

  1. Osservando il grafico sembrerebbe che una maggiore frequenza di scarica durante il DMN (come avviene negli psicotici,)sia più difficile da scalzare per attivare la risposta ambientale, ad esempio.
    Non ho letto i riferimenti che citi, ma è conosciuta in letteratura una condizione in cui sia assente o quasi la DMN (ovvio, tranne lo stato vegetativo). Vi è inoltre una ciclicità di alternanza tra DMN e stati di attivazione?

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    • Non ho sotto mano al momento tutti gli articoli cui ho potuto accedere, ma non ricordo la sindrome in cui il network deafult sia assente.
      Riguardo alla ciclicità cito alcuni pezzi importanti di questa ricerca:
      Activation in medial prefrontal default network regions was observed both in association with subjective self-reports of mind wandering and an independent behavioral measure (performance errors on the concurrent task). In addition to default network activation, mind wandering was associated with executive network recruitment, a finding predicted by behavioral theories of off-task thought and its relation to executive resources. Finally, neural recruitment in both default and executive network regions was strongest when subjects were unaware of their own mind wandering, suggesting that mind wandering is most pronounced when it lacks meta-awareness. The observed parallel recruitment of executive and default network regions—two brain systems that so far have been assumed to work in opposition—suggests that mind wandering may evoke a unique mental state that may allow otherwise opposing networks to work in cooperation.
      E questa ricerca:
      Our results indicate that deactivation of the DMN can be associated with the level of consciousness by selecting those who are able to interrupt ongoing introspective processes. In consequence, deactivation of the DMN may function as a marker of consciousness.
      In sostanza sembrerebbe che i due sistemi, attivazione per compiti nell’ambiente esterno e attivazione per attività mentali a riposo, siano interdipendenti piuttosto che antitetici. Alla stregua di una regolazione graduale del flusso di coscienza nella dimensione del controllo, esterno ed interno. C’è da aggiungere che le regioni coinvolte sono molte di più rispetto a quelle indicate nel mio articolo. Queste ultime sono dei supernodi in cui passano i vari flussi neuroelettrici delle regioni coinvolte.
      Io scommetto sulla ciclicità dei due sistemi, come la maggioranza delle attività metaboliche dell’organismo. C’è da dire che se la ciclicità si riflettesse pure nelle funzioni mentali, il discorso prenderebbe una piega affascinante (lo è già in certe sindromi psicopatologiche).

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