Ingannare il gps interno del cervello: uno studio in realtà virtuale rivela nuovi meccanismi cerebrali
Ricercatori dell’Istituto Coreano di Scienza e Tecnologia e dell’Istituto Federale Svizzero di Tecnologia di Losanna hanno condotto uno studio innovativo, utilizzando la realtà virtuale multisensoriale all’interno di uno scanner MRI per indurre illusioni di auto-localizzazione e osservare le variazioni nell’attività delle cellule griglia del cervello. Questo esperimento dimostra che le modifiche cognitive nella percezione del luogo possono attivare le cellule griglia senza necessità di movimento fisico o stimoli visivi. I risultati suggeriscono che le coordinate GPS cerebrali reagiscono alle esperienze cognitive, aprendo nuove possibilità per la diagnosi di sintomi allucinatori e lo sviluppo di terapie per condizioni illusorie.
Il dottor Hyuk-June Moon del Centro di Ricerca Bionica presso l’Istituto Coreano di Scienza e Tecnologia, in collaborazione con il team del Prof. Olaf Blanke dell’EPFL, ha utilizzato la realtà virtuale multisensoriale per indurre illusioni di auto-localizzazione durante la scansione MRI, registrando le corrispondenti variazioni nell’attività delle cellule griglia nel cervello umano.
Le cellule griglia e le cellule luogo, presenti nel cervello, svolgono funzioni simili a un sistema di posizionamento globale (GPS), essenziali per riconoscere la nostra posizione nello spazio. Durante il tragitto verso un luogo specifico, le cellule GPS si attivano sequenzialmente in base alla loro posizione, giocando un ruolo cruciale nella memorizzazione degli eventi spaziali.
La ricerca precedente ha affrontato sfide significative, poiché le modifiche puramente cognitive della posizione e la risposta delle cellule GPS non erano state indagate in modelli animali, come i ratti, nei quali tali percezioni non possono essere indotte o confermate. Inoltre, i metodi convenzionali per lo studio delle cellule GPS richiedevano l’apertura del cranio e la misurazione dell’attività delle singole cellule nelle strutture profonde del cervello mediante elettrodi invasivi, limitando la comprensione delle cellule GPS umane.
Per osservare l’attività delle cellule griglia durante i cambiamenti illusori di auto-localizzazione, i ricercatori hanno combinato la tecnologia VR compatibile con MRI con stimolazione corporea multisensoriale. Le immagini fMRI misurate durante l’esperimento hanno permesso di stimare l’attività delle cellule griglia, mentre le esperienze illusorie soggettive dei partecipanti sono state valutate attraverso questionari post-sperimentazione e metriche comportamentali che riflettevano la loro percezione della posizione.
Di conseguenza, il team ha dimostrato per la prima volta che i cambiamenti puramente cognitivi nelle posizioni magnetiche e le modifiche illusorie dell’auto-localizzazione indotte da stimoli corporei multisensoriali, senza variazioni nei segnali visivi ambientali, provocano attività corrispondenti delle cellule griglia umane.
Questo studio clinico è il primo a dimostrare che gli stimoli corporei multisensoriali da soli possono evocare attività delle cellule griglia, senza alcun tipo di navigazione (né attiva né immaginaria) e senza cambiamenti nella prospettiva visiva. Mostra che le coordinate GPS nel cervello umano rispondono non solo alla posizione fisica del corpo ma anche alle informazioni di posizione basate su varie attività cognitive ed esperienze, sollevando la possibilità di una diagnosi oggettiva dei sintomi allucinatori attraverso l’analisi delle immagini cerebrali. I risultati sono attesi anche per contribuire allo sviluppo di nuove terapie, fornendo bersagli per il trattamento di pazienti affetti da sintomi illusori come l’esperienza extracorporea.
Il dottor Moon ha affermato: “A differenza degli studi precedenti sulle cellule griglia umane, che si basavano su cambiamenti nei segnali visivi ambientali da una prospettiva in prima persona, abbiamo proposto un nuovo elemento chiave di ricerca integrando segnali corporei multisensoriali”, aggiungendo, “Pianifichiamo di condurre ulteriori ricerche collaborative internazionali per comprendere meglio i meccanismi cerebrali alla base delle illusioni causate da varie malattie mentali e neurologiche, e sviluppare trattamenti di stimolazione cerebrale non invasivi che possano alleviare questi sintomi”.