In un gesto simile a quello di un Jedi, i ratti possono spostare un oggetto digitale usando solamente il loro cervello.

In un'impresa che ricorda Yoda che solleva le ali X da una palude in Star Wars, i ratti hanno dimostrato la capacità di sollevare cubi digitali e posizionarli vicino a un bersaglio usando solo la loro immaginazione. A differenza di Yoda, però, questi ratti non possiedono la Forza. Stavano semplicemente usando il potere del loro cervello.

Questa capacità insolita, descritta in dettaglio nel numero di Science del 3 novembre, ci fornisce informazioni su come il cervello può anticipare eventi futuri e ricordare quelli passati.

Il neurofisico dell'UCLA Mayank Mehta descrive la ricerca come "fantastica", aggiungendo che apre "molte possibilità entusiasmanti". Egli suggerisce che una migliore comprensione dell’area cerebrale coinvolta potrebbe aiutare gli scienziati nella diagnosi e nel trattamento dei disturbi della memoria.

Albert Lee, un neuroscienziato, e il suo team si concentrano sull’esplorazione di come il cervello possa rivisitare i ricordi passati e prevedere potenziali scenari futuri, un fenomeno spesso definito “viaggio mentale nel tempo”. Secondo Lee, che ha condotto il nuovo studio presso il Janelia Research Campus dell’Howard Hughes Medical Institute ad Ashburn, in Virginia, questi processi contribuiscono alla ricchezza e alla complessità della nostra vita mentale.

Per indagare le complessità del cervello, i ricercatori hanno iniziato con una semplice domanda: "Possiamo essere in un posto e pensare a un altro?", che è ciò che fanno questi ratti. Lee, che ora è un investigatore dell'HHMI presso Beth Israel Deaconess Medical Center di Boston, si è affrettato a ricordarci che ai ratti non era richiesto di rievocare ricordi complessi come le vacanze passate.

Lee, il neuroscienziato e ingegnere Chongxi Lai, anch'egli ora al Beth Israel Deaconess, e i loro colleghi ricercatori hanno addestrato i ratti a muoversi su un tapis roulant sferico nel mezzo di un mondo virtuale 3-D proiettato su uno schermo. Le risposte delle cellule nervose nell’ippocampo dei ratti – un’area del cervello nota per immagazzinare complesse informazioni spaziali – sono state registrate mentre navigavano nell’ambiente. Ciò ha permesso ai ricercatori di associare l'attività cerebrale registrata con posizioni nel mondo virtuale.

Nella fase successiva, i ricercatori erano curiosi di vedere se i ratti fossero in grado di navigare nel mondo virtuale usando l’immaginazione. Ai ratti è stato insegnato a spostare un cubo virtuale su una colonna tortuosa attivando particolari schemi di attività cerebrale nell'ippocampo. Il completamento con successo del compito garantisce ai ratti un trattamento con acqua. Durante questo esperimento, il controllo del mondo virtuale è stato dato al cervello dei ratti, rendendo irrilevante la loro attività fisica sul tapis roulant.

Dopo un addestramento sufficiente, i ratti hanno eseguito il compito senza problemi, come evidenziato dalla loro attività cerebrale. Attivando il modello cellulare destro nei loro ippocampi, sono stati in grado di mettere a fuoco e posizionare il cubo vicino alla colonna tortuosa per diversi secondi. In un compito separato, i ratti si sono teletrasportati mentalmente sulla colonna tortuosa all'interno del mondo virtuale.

Una vista dall'interno del mondo virtuale che i ratti hanno visto in un nuovo studio mostra una colonna alta e tortuosa (a sinistra). Con solo il cervello al lavoro, i ratti hanno spostato in modo affidabile un cubo virtuale nella colonna richiesta, hanno rivelato i ricercatori.

I risultati forniscono "una prova evidente che i ratti possono usare l'immaginazione per eseguire compiti nuovi e artificiali", afferma il neuroscienziato Daoyun Ji del Baylor College of Medicine di Houston, che non è stato coinvolto in questo particolare studio. Questa capacità non è limitata ai ratti, poiché afferma "È probabile che noi esseri umani immaginiamo attivando anche le memorie dell'ippocampo".

L'ippocampo, spiega Mehta, è una struttura altamente complessa situata nelle profondità del cervello e non ancora del tutto compresa. La ricerca, inclusa quella di Mehta, dimostra che vari fattori influenzano le attività cellulari in questa regione oltre le semplici posizioni spaziali astratte. "C'è chiaramente molto da considerare", afferma Mehta. Egli insinua inoltre che i dispositivi che utilizzano i segnali neurali dell'ippocampo potrebbero in futuro svolgere compiti più complessi, come il controllo di computer e arti robotici.

Lee suggerisce che, rispetto ai ratti, gli esseri umani probabilmente hanno un repertorio più ampio, possono controllare il loro ippocampo per periodi più lunghi e hanno concetti più complessi codificati nel loro cervello.

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