Ricercatori dell’Università di Ginevra e dell’EPFL rivelano come la motivazione influenzi i circuiti neurali della percezione e influisca sul processo decisionale.
Buon umore o cattivo umore, concentrazione o distrazione, necessità impellente o meno: i nostri stati interni influenzano direttamente le nostre percezioni e il nostro processo decisionale. Sebbene il ruolo della motivazione nell’esecuzione di compiti comportamentali sia noto da oltre un secolo, grazie al lavoro degli psicologi Robert Yerkes e John Dilligham Dodson, il suo effetto preciso sul cervello rimane poco chiaro. Un team dell’Università di Ginevra (UNIGE), in collaborazione con l’EPFL, ha osservato nei topi l’impatto sui circuiti neurali responsabili della percezione sensoriale prima del processo decisionale. Questo studio rivela perché un livello di motivazione troppo alto o troppo basso può degradare i nostri sentimenti e di conseguenza le nostre scelte. Questi risultati, pubblicati sulla rivista Neuron , aprono nuove prospettive nei metodi di apprendimento.
Andare al lavoro la mattina presto, scegliere un ristorante a pranzo: molte delle nostre decisioni sono motivate da esigenze, come guadagnarsi da vivere o soddisfare la fame. Tuttavia, il processo decisionale è un meccanismo complesso, che può essere influenzato anche da fattori esterni, come l’ambiente o altri individui, e dai nostri stati interni, come l’umore, il livello di attenzione o il grado di motivazione.
Il laboratorio di Sami El-Boustani, professore assistente presso il Dipartimento di Neuroscienze di Base della Facoltà di Medicina dell’Università di Ginevra e beneficiario di una borsa di studio Eccellenza (FNS), sta studiando i circuiti neurali coinvolti proprio in questo meccanismo. In un lavoro recente, svolto in collaborazione con l’équipe di Carl Petersen all’EPFL, il suo team ha studiato il ruolo svolto da uno specifico stato interno - la motivazione - nella percezione e nel processo decisionale. Sebbene sia noto da più di un secolo, grazie al lavoro degli psicologi americani Robert Yerkes e John Dilligham Dodson, che esiste una relazione tra motivazione e rendimento - troppa o troppo poca motivazione è dannosa per il rendimento - non è ancora chiaro come questo impatti sui nostri circuiti neurali. "Volevamo osservare come le informazioni sensoriali trasmesse dai neuroni della corteccia siano modificate dal grado di motivazione e in che misura quest’ultima possa avere un effetto sull’apprendimento e sulle prestazioni in un compito decisionale", spiega Sami El-Boustani, uno degli autori principali dello studio.
A tal fine, il team di ricerca ha sviluppato un dispositivo che coinvolge i topi in un regime di consumo idrico controllato. In primo luogo hanno addestrato questi roditori a rispondere a stimoli tattili attraverso due baffi (A e B) e a produrre un’azione - leccare una provetta - solo per la vibrisse A al fine di ottenere una goccia d’acqua. Dopo questo addestramento, questi topi hanno reagito principalmente alla stimolazione delle vibrisse A, indicando così la loro capacità di discriminare tra queste due sensazioni. Infine, i ricercatori hanno condotto questi esperimenti a diversi livelli decrescenti di sete, per variare la motivazione dei roditori a partecipare al compito.
L’ipermotivazione offusca le informazioni sensoriali
In uno stato di grande sete - e quindi di grande motivazione - i roditori hanno avuto prestazioni scarse. Leccano il tubo indistintamente, senza distinguere tra le vibrisse stimolate. Al contrario, in uno stato di sete moderata, la qualità della loro azione è diventata ottimale. Leccavano il tubo soprattutto quando la stimolazione avveniva attraverso le vibrisse A. Infine, quando non avevano molta sete, la qualità delle loro prestazioni è calata di nuovo.
Osservando l’attività delle reti neuronali responsabili del processo decisionale in questi topi, i ricercatori hanno scoperto che i neuroni di questi circuiti venivano inondati di segnali elettrici quando i roditori erano ipermotivati. Al contrario, in uno stato di scarsa motivazione, i segnali erano deboli. "L’ipermotivazione porta a una forte stimolazione dei neuroni, che causa una perdita di precisione nella percezione degli stimoli tattili", spiega Giulio Matteucci, borsista nel laboratorio di Sami El-Boustani e primo autore dello studio.
Al contrario, nello stato di bassa motivazione, l’accuratezza delle informazioni sensoriali è stata mantenuta, ma il livello dei segnali era troppo basso per essere trasferito correttamente. Di conseguenza, anche la percezione degli stimoli risultava compromessa.
Una nuova concezione dell’apprendimento
Questi risultati aprono nuove prospettive. Innanzitutto, forniscono una vera base neurale per la legge di Yerkes-Dodson. "I nostri risultati rivelano anche che il livello di motivazione non influisce solo sul processo decisionale, ma anche sulla percezione delle informazioni sensoriali, che ne è un prerequisito", spiega Carl Petersen, professore del Brain Mind Institute dell’EPFL.
Questo lavoro suggerisce anche che è necessario dissociare l’acquisizione e l’espressione di nuove conoscenze. "Abbiamo osservato che i topi capivano l’esperimento molto rapidamente, ma che potevano esprimere - o esprimere male - questo apprendimento molto più tardi, a seconda di una percezione alterata legata al loro livello di motivazione". Questa decifrazione del ruolo della motivazione apre la strada a nuovi metodi di apprendimento adattivo che mirano a mantenere un livello ottimale di motivazione.
Riferimenti
10.1016/j.neuron.2022.09.032
https://www.cell.com/neuron/fulltext/S0896-6273(22)00898-4
