Recenti ricerche condotte dal MIT hanno scoperto che le mappe cognitive, memorie spaziali stoccate nell'ippocampo e nel cortex entorinale, non solo ci aiutano a navigare in luoghi fisicamente esplorati, ma si attivano anche quando pensiamo a sequenze di esperienze senza alcun movimento fisico o input sensoriale. Questo studio, pubblicato su Nature, mostra per la prima volta come l'immaginazione e la simulazione mentale siano possibili grazie all'attivazione di mappe cognitive non spaziali nel cortex entorinale.
Il team di ricerca, guidato da Mehrdad Jazayeri, professore associato di scienze cerebrali e cognitive e membro dell'Istituto McGovern per la Ricerca sul Cervello del MIT, ha esplorato queste dinamiche in studi sperimentali con animali. Gli animali sono stati formati per utilizzare un joystick per navigare attraverso una sequenza di immagini. Sorprendentemente, questi hanno dimostrato di poter navigare mentalmente tra nuove coppie di immagini mai viste prima, indicando la presenza di una mappa cognitiva piuttosto che una semplice strategia di memorizzazione.
Durante gli esperimenti, l'attività dei neuroni nel cortex entorinale mostrava bump di attività correlati alla rappresentazione mentale delle immagini intermedie, anche se gli animali non le stavano visualizzando concretamente. Questi "bump" di attività neuronale seguivano il timing atteso per il passaggio delle immagini, suggerendo che la mappa cognitiva non codifica particolari caratteristiche visive delle immagini ma piuttosto l'ordine temporale in cui si susseguono.
Per approfondire il funzionamento di queste mappe cognitive, i ricercatori hanno sviluppato un modello computazionale basato su un tipo di modello noto come continuous attractor model. Questo è stato adattato per apprendere dai pattern di attività generati durante l'input sensoriale e per utilizzarli successivamente nella ricostruzione delle esperienze, anche in assenza di stimoli sensoriali.
Questa ricerca non solo apre nuove vie per comprendere come funziona la navigazione mentale e le simulazioni mentali, ma pone anche le basi per futuri studi che potrebbero esplorare come la memoria di struttura emerga e cristallizzi nella mente. Il progetto è stato supportato da enti di finanziamento prestigiosi come il Consiglio di Ricerca in Scienze Naturali e Ingegneria del Canada, i Fondi di Ricerca del Québec, gli istituti nazionali di Sanità e il Premio per la Scienza del Cervello Paul e Lilah Newton.
Insomma, questo studio non solo conferma l'importanza del cortex entorinale e dell'ippocampo nell'elaborazione delle esperienze spaziali, ma estende la nostra comprensione del loro ruolo nel dominio delle esperienze sequenziali e immaginarie, offrendo nuove prospettive su come il nostro cervello lavora per navigare non solo nel mondo fisico ma anche in quello dei nostri pensieri e delle nostre memorie sequenziali.