Gli esseri umani non hanno eguali nella percezione, nella capacità di acquisire conoscenze attraverso la percezione sensoriale e quindi elaborare tali informazioni attraverso il pensiero. Dopotutto, nessun’altra specie ha inviato tentacoli su altri pianeti, prodotto vaccini salvavita o creato arte. Cosa ci rende più intelligenti degli altri animali nel cervello umano?
La nostra comprensione della funzione cerebrale è cambiata nel corso degli anni. Ma gli attuali modelli teorici descrivono il cervello come un “sistema di elaborazione delle informazioni distribuito”. Ciò significa che contiene molti componenti che sono strettamente collegati attraverso i fili del cervello. Per comunicare tra loro, le regioni del cervello si scambiano informazioni attraverso un sistema di segnali di input e output.
Tuttavia, questa è solo una piccola parte di un quadro più complesso Secondo uno studio pubblicato sulla rivista Nature Neuroscience† Il modo in cui elaboriamo le informazioni differisce anche tra gli esseri umani e gli altri primati, il che potrebbe spiegare perché la nostra specie ha capacità cognitive superiori.
I ricercatori hanno scoperto che diverse aree del cervello utilizzano effettivamente strategie diverse per interagire tra loro. Alcune aree del cervello scambiano informazioni con altre in modo molto modulare, utilizzando input e output. Ciò garantisce che i segnali appaiano ripetibili e affidabili. Questo è il caso delle aree specializzate in funzioni sensoriali e motorie (come l’elaborazione di informazioni e movimenti sonori e visivi).
Questo ci permette di vedere con un occhio
Prendi gli occhi, ad esempio, che inviano segnali alla parte posteriore del cervello per l’elaborazione. La maggior parte delle informazioni inviate è duplicata e viene fornita da ciascun occhio. In altre parole, metà di queste informazioni non è necessaria.
Ma il sistema garantisce durata e affidabilità: questo è ciò che ci permette di vedere con un occhio solo. Questa capacità è essenziale per la sopravvivenza. In effetti, è molto importante che le connessioni tra queste regioni del cervello siano cablate anatomicamente, come un telefono fisso.
Tuttavia, non tutte le informazioni ridondanti fornite dagli occhi sono ridondanti. La combinazione delle informazioni di entrambi gli occhi alla fine consente al cervello di elaborare la profondità e la distanza tra gli oggetti. È un esempio di un modo fondamentalmente diverso di elaborare le informazioni, in un modo che è maggiore della somma delle sue parti. Chiamiamo questo tipo di elaborazione delle informazioni – quando segnali complessi provenienti da diverse reti cerebrali vengono combinati – “sinergico”.
La sinergia è ciò che ci rende speciali?
L’elaborazione sinergica è più comune nelle aree del cervello che supportano un’ampia gamma di funzioni cognitive più complesse, come l’attenzione, l’apprendimento e la memoria di lavoro, nonché la cognizione sociale e numerica. Il sistema non è “fisso”, nel senso che può cambiare in risposta alle nostre esperienze e connettere reti diverse in modi diversi. In questo modo è più facile combinare le informazioni.
Tali aree in cui c’è una grande sinergia – di solito nella parte anteriore e centrale della corteccia (lo strato esterno del cervello) – integrano diverse fonti di informazioni provenienti da tutto il cervello. Pertanto, sono collegati in modo più ampio ed efficiente al resto del cervello rispetto alle aree che si occupano delle informazioni sensoriali primarie relative al movimento.
Le aree di alta sinergia che supportano l’integrazione delle informazioni contengono tipicamente molte sinapsi, le connessioni microscopiche che consentono ai neuroni di comunicare.
La differenza tra il cervello delle scimmie e quello umano
I ricercatori hanno voluto vedere se questa capacità di raccogliere e costruire informazioni attraverso le complesse reti del cervello differisce tra gli esseri umani e gli altri primati, che sono i nostri parenti evolutivi.
Per scoprirlo, hanno studiato dati di imaging cerebrale e analisi genetiche di diversi tipi. Hanno scoperto che le interazioni sinergiche sono responsabili di una percentuale maggiore del flusso totale di informazioni nel cervello umano rispetto ai macachi. Al contrario, i cervelli di entrambe le specie sono simili nella misura in cui si basano su informazioni ridondanti.
Tuttavia, gli scienziati hanno anche esaminato in modo specifico la corteccia prefrontale, un’area nella parte anteriore del cervello che supporta funzioni cognitive più avanzate. Nei macachi, l’elaborazione dell’iperinformazione è più comune in questa regione, mentre negli esseri umani è una regione pesante sinergica.
angolo genetico
Anche la corteccia prefrontale ha subito un’espansione significativa con lo sviluppo. Quando i ricercatori hanno esaminato i dati del cervello di uno scimpanzé, hanno scoperto che quando una regione del cervello umano si espandeva di dimensioni durante l’evoluzione rispetto a quella di uno scimpanzé, quella regione diventava più dipendente dalla sinergia negli esseri umani.
I ricercatori hanno anche esaminato le analisi genetiche di donatori umani. Ciò ha dimostrato che le regioni del cervello associate all’elaborazione sinergica delle informazioni hanno maggiori probabilità di esprimere geni umani unici legati allo sviluppo e alla funzione del cervello, come l’intelligenza. Ciò li ha portati a concludere che ulteriore tessuto cerebrale umano ottenuto come risultato dell’evoluzione potrebbe essere dedicato principalmente alla sinergia.
(kg)
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