In pochi millesecondi la decisione del ratto
Il sistema sensoriale dei roditori basato sulle vibrisse è particolarmente interessante: l’animale genera segnali sensoriali “palpando” gli oggetti tramite un moto autocontrollato
Il sistema sensoriale dei roditori basato sulle vibrisse è particolarmente interessante poiché è attivo: l’animale genera segnali sensoriali “palpando” gli oggetti tramite un moto autocontrollato, proprio come noi muoviamo le punte delle dita sulle superfici per verificare le loro caratteristiche tattili.
In un nuovo studio, pubblicato sulla rivista online ad accesso libero PLoS Biology, Moritz von Heimendahl e colleghi dell’International School for Advanced Studies (SISSA) di Trieste hanno combinato una videografia ad alta velocità con le registrazioni della corteccia somatosensoriale per mostrare come sia possibile evidenziare schemi che prevedono le decisioni dei ratti quando essi entrano in contatto con gli oggetti presenti nel loro ambiente.
I ratti toccano superfici lisce o rugose con le loro vibrisse e vanno verso destra o verso sinistra per avere una ricompensa in base alle informazioni che ricavano da tali organi di senso. Monitorando il comportamento con la videografia ad alta velocità gli scienziati hanno trovato che il tasso medio di attivazione era significativamente più alto per le superfici scabre, e per questo il tasso di attivazione è stato proposto come meccanismo di codifica fondamentale.
Quando il ratto identifica correttamente lo stimolo, il tasso di attivazione dei neuroni corticali varia entro una finestra di alcuni millisecondi prima di prendere una decisione che sia adatta alla superficie: alto per quelle scabre e più basso per quelle lisce. Al contatto delle vibrisse con entrambi i tipi di superficie, il tasso di attivazione aumenta di un fattore che varia da due a 10.
Tuttavia, il ratto non può effettuare una media dei diversi contatti, ma deve prendere una decisione immediata utilizzando i segnali generati in ciascun tentativo. Per stimare i segnali relativi a singoli contatti, è stata calcolata la l’informazione scambiata tra stimolo e tasso di attivazione nella finestra temporale che porta alla scelta osservata del ratto.
L’attività durante gli ultimi 75 millisecondi prima della scelta era quella che trasmetteva il segnale più informativo: in questa finestra i gruppi di neuroni trasportavano, in media, 0,03 bit d’informazione sullo stimolo. Inoltre, è statto riscontrato un preciso schema di attivazione neurale corrispondente alla correttezza dello stimolo e al fatto che il contatto delle vibrisse con la superficie fosse o meno ottimale.
Questo esperimento è perciò un primo passo per chiarire quali caratteristiche dell’attività corticale riflettano la capacità dell’animale di discriminazione tattile
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