Simple Science

Scienza all'avanguardia spiegata semplicemente

# La biologia# Neuroscienze

L'impatto del suono sulle decisioni

Uno studio rivela che i suoni possono influenzare l'eccitazione ma non il processo decisionale.

― 6 leggere min


Insight sulla Decisione eInsight sulla Decisione eil Suonoprestazioni cognitive e nelle scelte.Esaminando il ruolo del suono nelle
Indice

Quando ci impegniamo in compiti mentali difficili, certe parti del nostro cervello si attivano. Un sistema importante coinvolto in questo processo si chiama locus coeruleus, che rilascia una sostanza chimica chiamata Noradrenalina. Questo sistema è fondamentale durante le sfide cognitive e può influenzare il nostro comportamento in modi sia positivi che negativi.

Un modo comune per misurare questo tipo di attività cerebrale è attraverso le dimensioni della pupilla. Quando il nostro cervello è attivato, le nostre pupille tendono a dilatarsi. Questa dilatazione è collegata a quanto ci sentiamo vigili e a quanto bene ci comportiamo nei compiti cognitivi. In parole semplici, i nostri occhi possono dirci molto su cosa sta succedendo nei nostri cervelli.

Sperimentare con i suoni per aumentare l'attenzione

Per studiare come l'attivazione influisce sul nostro pensiero, i ricercatori hanno condotto esperimenti in cui venivano riprodotti suoni non collegati ai compiti da svolgere dai partecipanti. L'idea era che questi suoni potessero aumentare l'attenzione e aiutare nelle decisioni difficili.

Ricerche precedenti hanno mostrato che suoni irrilevanti possono accelerare le risposte a informazioni visive importanti. Quando vengono riprodotti, anche le nostre pupille si dilatano, indicando un aumento dell'attivazione. Tuttavia, non era chiaro se questi suoni potessero influenzare in modo affidabile le stesse risposte cerebrali che si verificano durante un pensiero concentrato.

I ricercatori hanno scelto di esaminare compiti visivi difficili perché c'erano già chiare evidenze che l'attivazione può influenzare il processo decisionale in questi contesti. Erano particolarmente interessati al ruolo della dilatazione pupillare nel ridurre i pregiudizi nelle scelte fatte durante questi compiti.

Impostazione degli esperimenti

I ricercatori hanno progettato tre esperimenti per testare le loro idee. Nei primi due esperimenti, ai partecipanti è stato chiesto di fare scelte basate su segnali visivi mentre venivano riprodotti diversi tipi di suoni in sottofondo. I suoni variavano in tempistica e durata per vedere come avrebbero influenzato le decisioni.

Nel primo esperimento, i partecipanti dovevano decidere se riuscivano a vedere un debole schema visivo mescolato a del rumore. Il suono irrilevante iniziava prima che facessero la loro scelta e durava per un breve periodo. Nel secondo esperimento, i suoni erano molto più brevi e si verificavano a tempi casuali durante il processo decisionale.

Osservando le reazioni delle pupille

Durante gli esperimenti, i ricercatori monitoravano attentamente come rispondevano le pupille. Hanno notato che le pupille reagivano in modo diverso quando i suoni irrilevanti erano presenti rispetto a quando erano assenti. Specificamente, quando i partecipanti sentivano i suoni non pertinenti, le loro pupille si dilatavano, il che indicava un aumento dell'attivazione.

I ricercatori hanno trovato che le risposte delle pupille variavano da un tentativo all'altro. Alcuni casi mostravano una forte dilatazione, mentre altri indicavano costrizione. Questa variabilità suggeriva che c'erano fattori interni che influenzavano quanto i partecipanti si sentivano attivati durante ogni prova.

Impatto dei suoni irrilevanti sulle decisioni

I ricercatori volevano vedere se i suoni avrebbero cambiato il modo in cui i partecipanti prendevano decisioni. Si aspettavano che i suoni aiutassero a ridurre i pregiudizi nelle scelte. Curiosamente, mentre le risposte pupillari ai suoni erano affidabili e sostanziali, i suoni non alteravano in modo consistente come i partecipanti facevano le loro scelte.

In entrambi gli esperimenti, i suoni irrilevanti non avevano un grande impatto sulle prestazioni decisionali. I partecipanti mostravano una preferenza costante per certe scelte, indipendentemente dal fatto che i suoni fossero presenti o meno. I suoni non sembravano alterare il loro livello di vigilanza o le strategie decisionali.

Esaminare decisioni più complesse

Nel terzo esperimento, i ricercatori miravano a capire come i suoni irrilevanti influenzassero decisioni più complesse. Ai partecipanti venivano presentati una serie di segnali visivi in diverse orientazioni e veniva chiesto loro di determinare se l'orientazione media tendesse verso una categoria o un'altra.

Proprio come nei precedenti esperimenti, i suoni venivano introdotti in momenti diversi durante il compito. Le pupille si dilatavano in risposta ai suoni, mostrando che c'era ancora una reazione fisiologica. Tuttavia, i suoni ancora una volta non sembravano cambiare il pregiudizio dei partecipanti o come pesavano le evidenze nelle loro decisioni.

Comprendere il disconnessione tra attivazione e comportamento

Nonostante la costante risposta pupillare ai suoni, non c'era cambiamento nei processi decisionali. Questo ha portato i ricercatori a interrogarsi sul perché i suoni irrilevanti non influenzassero le scelte, anche se causavano attivazione.

Una possibilità è che la risposta del cervello ai suoni irrilevanti sia diversa dalla risposta durante il coinvolgimento in compiti focalizzati. I suoni possono attivare aree cerebrali o vie diverse che non hanno lo stesso effetto sulle decisioni come i compiti cognitivi. La relazione tra attivazione e comportamento potrebbe essere più complessa di quanto ci si aspettasse.

L'importanza delle caratteristiche del suono

Il modo in cui percepiamo i suoni può anche svolgere un ruolo in come l’attivazione influisce sul nostro processo decisionale. Per esempio, se un suono è prevedibile, potrebbe non suscitare la stessa reazione di un suono inaspettato. Infatti, suoni che sono attesi possono ancora causare dilatazione pupillare, ma questa reazione potrebbe non tradursi in cambiamenti nel processo decisionale.

Negli esperimenti, i suoni venivano riprodotti frequentemente, portando potenzialmente i partecipanti a considerarli meno sorprendenti. Questo potrebbe significare che i suoni non erano abbastanza forti da influenzare significativamente le scelte.

La sfida di misurare l'attivazione di base

Un altro aspetto preso in considerazione dai ricercatori era la dimensione di base della pupilla. La Dimensione della pupilla può variare notevolmente, e questa dimensione pre-prova potrebbe influenzare come i suoni influenzano il processo decisionale. Nella loro analisi, i ricercatori hanno trovato una relazione negativa tra la dimensione pupillare di base e la capacità dei suoni di indurre risposte.

Tuttavia, hanno anche scoperto che la dimensione di base non impattava significativamente su come i suoni influenzassero il comportamento. Quindi, mentre la dimensione di base è un fattore importante, sembra che gli effetti dei suoni irrilevanti sul processo decisionale rimanessero stabili attraverso le prove, indipendentemente dalla dimensione iniziale della pupilla.

Direzioni future

La complessità del sistema di attivazione del cervello richiede ulteriori indagini. Gli studi futuri potrebbero concentrarsi sulle aree cerebrali specifiche che rispondono a diversi tipi di suoni e su come queste risposte potrebbero interagire con i processi cognitivi. Comprendendo meglio queste dinamiche, i ricercatori possono ottenere intuizioni sul ruolo dell'attivazione nel processo decisionale.

Inoltre, potrebbe essere utile esplorare come diverse caratteristiche dei suoni, come volume e lunghezza, influenzino la loro efficacia nel modellare l'attenzione e il comportamento. Comprendere come questi elementi lavorano insieme potrebbe portare a migliori applicazioni per migliorare le prestazioni cognitive in vari contesti, inclusi quelli clinici.

Conclusione

In sintesi, la ricerca mostra che, anche se i suoni irrilevanti possono evocare risposte pupillari significative, non portano necessariamente a cambiamenti nel comportamento decisionale. Questo mette in evidenza la complessità della relazione tra attivazione e cognizione.

Monitorare la dimensione pupillare può fornire preziose intuizioni sull'attività cerebrale durante i compiti cognitivi. Tuttavia, i risultati attuali suggeriscono di essere cauti nel presumere che qualsiasi manipolazione dell'attivazione si tradurrà direttamente in cambiamenti nel modo in cui prendiamo decisioni. La ricerca futura dovrebbe continuare a indagare questa intricata relazione per capire come l'attivazione possa essere sfruttata efficacemente per migliorare le prestazioni cognitive e informare i trattamenti per le persone con disabilità cognitive.

Fonte originale

Titolo: Task-irrelevant stimuli reliably boost phasic pupil-linked arousal but do not affect decision formation

Estratto: The arousal systems of the brainstem, specifically the locus coeruleus-noradrenaline system, respond "phasically" during decisions. These central arousal transients are accompanied by dilations of the pupil. Mechanistic attempts to understand the impact of phasic arousal on cognition would benefit from the ability to experimentally manipulate arousal in a temporally precise manner. Here, we evaluated a non-invasive candidate approach for such a manipulation in humans: presenting task-irrelevant auditory stimuli at different latencies during the execution of a challenging task. Task-irrelevant auditory stimuli drive responses of brainstem nuclei involved in the control of pupil size. But it is unknown whether such sound-evoked responses mimic the central arousal transients evoked during cognitive computations. A large body of evidence has implicated central arousal transients in a bias reduction during challenging perceptual decisions. We thus used challenging visual decisions as a testbed, combining them with task-irrelevant sounds of varying onset latency or duration. Across three experiments, the sounds consistently elicited well-controlled pupil responses that superimposed onto task-evoked responses. While we replicated a negative correlation between task-evoked pupil responses and bias established in previous work, the task-irrelevant sounds had no behavioral effect. This dissociation suggests that cognitive task engagement and task-irrelevant sounds may recruit distinct neural systems contributing to the control of pupil size.

Autori: Jan Willem de Gee, J. Hebisch, A.-C. Ghassemieh, E. Zhecheva, M. Brouwer, S. van Gaal, L. Schwabe, T. H. Donner

Ultimo aggiornamento: 2024-05-14 00:00:00

Lingua: English

URL di origine: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.05.14.594080

Fonte PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.05.14.594080.full.pdf

Licenza: https://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0/

Modifiche: Questa sintesi è stata creata con l'assistenza di AI e potrebbe presentare delle imprecisioni. Per informazioni accurate, consultare i documenti originali collegati qui.

Si ringrazia biorxiv per l'utilizzo della sua interoperabilità ad accesso aperto.

Altro dagli autori

Articoli simili