Elezioni nel cervello

Se vivi negli Stati Uniti e non sei stato barricato in una grotta negli ultimi mesi, sei stato sommerso da pubblicità politica e parli di sondaggi, votazioni, incertezze e di come il mondo finirà se il candidato X sarà eletto. Forse ti chiedi se il nostro approccio caotico (sebbene divertente) al processo decisionale collettivo sia il modo migliore per farlo. Forse ti chiedi se denaro e pubblicità distorcono il processo.

Potresti anche chiederti cosa succede nel tuo cervello quando prendi delle decisioni. In un certo senso, questo processo è analogo ai primari e alle elezioni statunitensi.

Gli elettori nel nostro cervello sono cellule nervose o neuroni. Ogni neurone vota sparando un potenziale d'azione (chiamato anche spike) in un dato momento o rimanendo in silenzio. Un picco è un breve segnale elettrico che viene trasmesso a un gruppo di neuroni sulla sua lista di destinatari individuali. Ogni neurone in ogni momento somma i voti dai propri neuroni di input per decidere se dovrebbe picchiettare o meno. In definitiva, il comportamento (movimento) è implementato dai picchi di un sottogruppo di neuroni, i motoneuroni, che sono collegati ai muscoli e li inducono a contrarsi.

In molti casi, un gran numero di neuroni del cervello determinano collettivamente la tua prossima mossa votando. Ad esempio, mentre stai leggendo questo, i tuoi occhi guizzano da un punto all'altro sullo schermo. Questi movimenti oculari sono chiamati saccadi.

Le Saccade sono innescate da neuroni nel mesencefalo che sono disposti in una mappa dello spazio di movimento, dove i neuroni in ciascuna parte della mappa attivano saccadi con una particolare angolazione e distanza. Se temporaneamente impedisci ai neuroni di una sub-regione di votare (soppressione degli elettori?) Anestetizzandoli, allora la saccade si sposta in modo prevedibile in angolo e / o distanza, almeno nelle scimmie. Quindi, in assenza della soppressione degli elettori, i voti dell'intero set di neuroni nel midbraine stabiliscono collettivamente dove i tuoi occhi si muovono, attraverso qualcosa come una pura democrazia.

Tuttavia, non tutti i neuroni votano allo stesso modo. Alcuni sono più uguali di altri. Se un neurone genera più picchi al secondo, vota più spesso. (Vengo da Chicago, dove c'è una storia di questo genere di cose …). I neuroni a fuoco rapido influenzano l'esito comportamentale più dei neuroni nella maggioranza relativamente silenziosa. Ciò ha anche una contropartita nella politica statunitense: chi può parlare più forte (o pagare più pubblicità) ha maggiori probabilità di influenzare i destinatari dei messaggi. Ciò può anche essere importante nel tipo di caucus (come i democratici in Iowa) in cui i membri di gruppi di candidati troppo piccoli per essere contenti sono persuasi a passare a un altro gruppo.

Nella mappa del mesencefalo delle saccade, se attivi due diversi sottoinsiemi di neuroni, potresti effettivamente attivare una saccade che si trova tra le due saccadi stimolate in angolo e distanza. Chiamalo un compromesso. (Ti ricordi di cosa si tratta, giusto?) Per alcuni comportamenti, tuttavia, noi (o almeno le scimmie) usiamo un diverso tipo di elezione, chiamato vincitore-piglia tutto, in cui gruppi in competizione di neuroni lo distruggono per determinare il comportamento risultato. Questo accade quando proviamo a giudicare la direzione del movimento degli oggetti leggermente in movimento che vediamo. Se si stimolano due aree all'interno della parte del cervello che controlla questa percezione visiva, di solito si innesca una percezione del movimento o l'altra, non un compromesso tra di esse. Questo processo è simile al modo in cui la maggior parte degli stati USA assegna i delegati alle elezioni primarie.

Fonte: Rakesh Kumar Banote, studente di dottorato, Istituto di neuroscienze e fisiologia, Università di Göteborg; usato con permesso

Non tutti i processi decisionali nel cervello sono democratici. In alcuni casi, un singolo neurone chiama i colpi, come un dittatore. Neuroni come questo sono chiamati neuroni di comando. Potrebbero non esserci neuroni di comando nel cervello umano (anche se è quasi impossibile saperlo con certezza), ma certamente esistono in molti invertebrati. C'è almeno un esempio nei vertebrati.

Pesci e anfibi hanno un gigantesco neurone su ciascun lato chiamato cellula Mauthner (la coppia di grandi globuli rossi nella foto). Un singolo picco in una cellula di Mauthner innesca un intero movimento di fuga, in cui l'animale si allontana rapidamente dal pericolo e nuota. Quando questo neurone parla, tutto il corpo risponde. Poiché è così grande (in particolare il suo assone, che è come un lungo filo che va dal cervello fino al midollo spinale), può inviare il suo comando molto rapidamente, il che è importante se si vuole evitare di essere mangiato.

Ma se il neurone Mauthner viene ucciso, subentra immediatamente un piccolo gruppo di altri (grandi, ma non giganti) neuroni (i più piccoli neuroni rossi nella foto), una specie di oligarchia che sta aspettando dietro le quinte nel caso in cui il dittatore venga assassinato . I neuroni di comando e le oligarchie neuronali possono anche agire insieme per controllare i movimenti. È probabilmente la regola, non l'eccezione, che molteplici forme di processo decisionale si verificano simultaneamente per controllare molti dei nostri comportamenti.