La corteccia prefrontale mediale predice gli esiti delle azioni

                                                                                                                                           

 

DIANE RICHMOND

 

 

 

NOTE E NOTIZIE - Anno IX - 24 settembre 2011.

Testi pubblicati sul sito www.brainmindlife.org della Società Nazionale di Neuroscienze “Brain, Mind & Life - Italia” (BM&L-Italia). Oltre a notizie o commenti relativi a fatti ed eventi rilevanti per la Società, la sezione “note e notizie” presenta settimanalmente note di recensione di lavori neuroscientifici selezionati dallo staff dei recensori fra quelli pubblicati o in corso di pubblicazione sulle maggiori riviste e il cui argomento rientra negli oggetti di studio dei soci afferenti alla Commissione Scientifica.

 

 

[Tipologia del testo: RECENSIONE]

 

Un nuovo modello fisiologico della corteccia prefrontale mediale sembra aver risolto il rompicapo della sua funzione di base.

Con la denominazione corteccia prefrontale mediale si intende un territorio che include parti delle aree 8 e 10, e le aree 12, 24 e 32 della mappa citoarchitettonica di Brodmann. Le ultime due aree costituiscono nel loro insieme la corteccia cingolata anteriore. La maggior parte della corteccia mediale del lobo frontale è implicata nell’attenzione e nella motilità somatica secondo modalità funzionali che non sono ancora completamente comprese; per tale ragione i disturbi originati da lesioni mediali non sono bene definiti neurologicamente, eccetto il caso del danno di grande estensione. Le lesioni della regione cingolata anteriore generalmente causano ipocinesia o acinesia, in dipendenza della grandezza, e si accompagnano ad un deficit nell’auto-monitoraggio del comportamento e alla perdita dell’abilità di correggere gli errori. Nelle lesioni bilaterali si ha di frequente mutismo acinetico, spesso accompagnato da deterioramento neurovegetativo. Storicamente, l’effetto più rilevante nei pazienti con lesioni della regione cingolata anteriore è la cataplessia (Ethelberg, 1950) consistente nella perdita generale e parossistica del tono muscolare a seguito di una forte emozione[1]. La patogenesi della cataplessia frontale rimane tutt’oggi oscura.

In sintesi, si può dire che la corteccia prefrontale mediale, e in special modo nella sua regione cingolata anteriore, ha un ruolo centrale per le funzioni cognitive di alto livello e la sua lesione causa numerosi e gravi disturbi clinici, tuttavia il suo ruolo fisiologico di base rimane oggetto di disputa.

Varie teorie in competizione fra loro, basandosi sui risultati di studi neurofisiologici e di neuroimmaging condotti su volontari e su scimmie, hanno riguardato gli effetti degli errori, il conflitto, la probabilità di errore, la volatilità e la ricompensa. Nessun singolo elaborato teorico finora proposto è in grado di rendere conto della varietà, veramente ampia ed eterogenea dei risultati delle osservazioni, e ricondurla ad una coerenza rispetto ad un unico principio interpretativo; dunque il modello proposto da Alexander e Brown costituisce un’assoluta novità e, si spera, un importante punto di partenza per gli studi futuri (Alexander H. A. & Brown J. W. Medial prefrontal cortex as an action-outcome predictor. Nature Neuroscience [Epub ahead of print doi:10.1038/nn.2921], 2011).

I due ricercatori, che lavorano presso il Department of Psychological and Brain Sciences, Indiana University, Bloomington (Indiana, USA), hanno proposto un modello molto semplice, basato sulle regole standard che si applicano ai processi di apprendimento, ma in grado di simulare ed unificare una gamma mai considerata in precedenza di effetti che si rilevano nella corteccia prefrontale mediale.

Il modello, per i cui dettagli descrittivi si rimanda alla lettura del lavoro originale, consente di reinterpretare molti effetti noti dalla sperimentazione precedente e suggerisce una nuova visione della fisiologia di questa regione corticale. Infatti, alla luce della costruzione teorica di Alexander e Brown, la corteccia prefrontale mediale, inclusa la corteccia cingolata anteriore dorsale, sembra essere una regione specificamente dedicata all’apprendimento e alla previsione della probabilità dei risultati delle azioni, sia positivi che negativi, registrando l’evento che contraddice la previsione tanto quanto quello che la conferma, così da integrare gli esiti effettivi dell’esperienza nelle memorie di processo che elaboreranno le successive azioni.

Nel suo insieme, la visione che ha ispirato il modello suggerisce che il controllo cognitivo al livello neurale può essere visto come il risultato della valutazione dei risultati reali delle azioni in rapporto con la probabilità di quelli attesi sulla base delle precedenti esperienze di apprendimento. Il prosieguo degli studi in questo campo sarà la migliore verifica delle idee di Alexander e Brown.

 

L’autrice della nota ringrazia la dottoressa Isabella Floriani per la correzione della bozza e invita alla lettura delle recensioni di lavori di argomento connesso che compaiono nelle “Note e Notizie” (utilizzare il motore interno nella pagina “CERCA” del sito).

 

Diane Richmond

BM&L-24 settembre 2011

www.brainmindlife.org

 

 

 

 

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[1] Fuster propone l’esempio di un paziente che, per effetto di una intensissima emozione causatagli dall’assistere ad un evento sportivo trasmesso per televisione, cadde a terra con una tale perdita di tono muscolare da essere incapace di raccogliere la sigaretta, che gli era caduta di bocca, e che stava bruciando il tappeto (Cfr. p. 199 di Joaquin M. Fuster, The Prefrontal Cortex. Elsevier Academic Press, 2008).