BASI NEURALI DEI
NUMERI: NUOVI ELEMENTI
Molte aree del cervello sono attive quando elaboriamo quantità e simboli numerici, ma solo poche sembrano avere un ruolo specifico e, fra queste, il posto d’onore spetta al solco intraparietale di entrambi gli emisferi, che sembra in grado di rappresentare e codificare i numeri indipendentemente dalla forma di presentazione. Infatti, studi condotti mediante risonanza magnetica funzionale (fMRI) hanno rilevato risposte simili presentando una quantità definita quale, ad esempio, quattro punti su uno schermo, e le sue corrispondenti notazioni simboliche cardinali, ordinali e verbali: 4, IV, quattro.
Due gruppi, guidati da ricercatori noti in questo campo di studi, hanno recentemente pubblicato su Neuron i risultati di un’analisi dettagliata delle risposte del solco intraparietale, condotta mediante una procedura più sensibile di fMRI e l’impiego di un criterio di valutazione delle risposte noto come paradigma di adattamento. In pratica, entrambi i gruppi hanno sfruttato un fenomeno su cui si fa leva in molti studi sull’elaborazione sensoriale: la presentazione ripetuta di uno stimolo induce una riduzione di risposta per effetto di adattamento, ma se si fanno variare lievemente le proprietà dello stimolo, la reazione è di nuovo intensa. Si ritiene che questo ritorno ad un livello di attività più elevata sia dovuto alla risposta, nella stessa area, di una diversa popolazione di neuroni che reagisce ai nuovi caratteri dello stimolo.
In entrambe le ricerche si chiedeva ai volontari di guardare passivamente la presentazione di numeri che, nel primo lavoro, apparivano come cifre o insiemi di punti e, nel secondo, come cifre o parole.
Piazza e colleghi hanno dimostrato che si verificava adattamento, per ripetute esposizioni a numeri vicino al valore 1, nel solco intraparietale di entrambi i lati (Piazza M. et al., A magnitudo code common to numerosities and number symbols in human intraparietal cortex. Neuron 53, 293-305, 2007).
La risposta aumentava al mutare dei numeri ed era tanto maggiore quanto maggiore era la differenza nel valore numerico.
A destra questo comportamento prescindeva dalla modalità di rappresentazione numerica, indicando che la stessa popolazione neuronica codifica sia la forma simbolica della cifra, sia quella analogica dell’insieme di punti.
A sinistra, invece, quando dopo le cifre comparivano gli insiemi di punti, la risposta era sempre elevata, indipendentemente dalla quantità di punti. Questo esito indicava, evidentemente, che la popolazione neuronica di questo lato era sensibile alla forma della rappresentazione.
Piazza e collaboratori concludono che il solco intraparietale codifica bilateralmente per un numero approssimato, indipendentemente dalla notazione, e l’asimmetria emisferica riguarda la risposta ad uno stimolo inatteso.
Nel secondo lavoro è stata adottata una dimensione ridotta dei voxels, per aumentare la sensibilità di misura (Cohen Kadosh R. et al., Notation-dependent and independent representations of numbers in the parietal lobes. Neuron 53, 307-314, 2007).
Cohen Kadosh e i suoi colleghi hanno rilevato che, mentre il solco intraparietale sinistro si adattava al valore numerico indipendentemente dalla notazione, il solco intraparietale destro si adattava al valore dei numeri solo se presentati come cifre, e al contrario non mostrava alcun adattamento se i numeri erano presentati come parole o come combinazioni di parole e cifre.
Questo indicherebbe che nell’emisfero destro esistono due popolazioni neuroniche diverse, l’una specializzata per i numeri rappresentati come cifre e l’altra specializzata per i numeri rappresentati come parole.
Entrambi gli studi hanno rilevato l’esistenza di una codifica indipendente dalla notazione nel solco intraparietale di destra e di sinistra, in più il secondo studio dimostra chiaramente l’esistenza a destra di una popolazione di neuroni che codifica secondo una modalità dipendente dalla notazione.
Non sarà certo sfuggito al lettore di questa nota un’altra differenza fra i due studi, che forse è perfino superfluo ribadire: il primo ha adoperato notazioni simboliche (cifre) e non-simboliche (notazione analogica costituita da un pattern di punti), mentre il secondo ha impiegato solo notazioni simboliche (cifre o lettere).
Presi insieme questi due studi ci consentono di compiere un passo in avanti rispetto alle conoscenze già acquisite in questo campo (Note e Notizie 10-12-05 Le basi neurobiologiche della competenza numerica) e, inoltre, offrono una riprova dell’utilità del paradigma di adattamento per l’accertamento e la distinzione delle specializzazioni funzionali di diverse popolazioni di cellule nervose presenti in una stessa area.
L’autrice
della nota ringrazia Patrizio Perrella,
con il quale ha discusso l’argomento trattato, e Isabella Floriani per la
correzione della bozza.