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Investigare il Coinvolgimento e il Disimpegno nella Focalizzazione sul Compito

Uno studio esplora come l'attività cerebrale influisce sull'impegno e sul disimpegno nei compiti nei macachi.

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Tutti abbiamo giorni buoni e giorni no quando si tratta di portare a termine le cose. A volte ci sentiamo carichi e pronti ad affrontare i Compiti, mentre altre volte non riusciamo nemmeno a trovare l’energia per fare le cose più semplici. È normale distrarsi, soprattutto con dispositivi come i telefoni, che ci allontanano da ciò su cui dovremmo concentrarci. Questo problema non riguarda solo la perdita di interesse per i compiti. Per alcune persone, questa mancanza di motivazione è un problema serio legato a condizioni di salute mentale.

Rimanere concentrati sui compiti per lungo tempo è fondamentale per raggiungere i nostri obiettivi. Anche se fattori esterni come le ricompense possono influenzare la nostra motivazione, ci sono anche motivazioni interne che possono incidere su quanto ci sentiamo coinvolti. A volte, anche quando ci sono ricompense a motivarci, possiamo comunque perdere la concentrazione. Questo fa pensare che mantenere la nostra attenzione richieda energia mentale che può esaurirsi. Prendere delle pause può aiutare a ripristinare questa energia.

Quando la motivazione cambia, potremmo notare modifiche nella velocità con cui rispondiamo ai compiti. Tuttavia, scegliere di impegnarsi in un compito o di allontanarsene è una decisione completamente diversa rispetto a quanto velocemente sappiamo che possiamo agire. Ad esempio, l'impegno non è la stessa cosa della perdita di attenzione, che porta a errori nel modo in cui rispondiamo durante i compiti.

In questo studio, indaghiamo come le persone passano dall'essere concentrate a perdere interesse in diversi compiti. Registriamo l'Attività Cerebrale per capire cosa succede quando qualcuno si disimpegna improvvisamente da un compito. Abbiamo scelto di studiare le scimmie macaque perché passano naturalmente dall'essere concentrate a non esserlo, offrendoci una migliore opportunità di vedere come funziona.

Metodologia

Design dello studio

Abbiamo esaminato quattro compiti diversi con le scimmie macaque, monitorando la loro attività cerebrale usando una tecnica chiamata fMRI. Questo metodo ci permette di vedere come i loro cervelli reagiscono quando perdono improvvisamente la concentrazione sui compiti, indipendentemente da quali siano.

Le scimmie macaque sono ideali per questo tipo di ricerca perché, a differenza degli esseri umani che potrebbero non arrendersi durante un esperimento, esse passano frequentemente dall'essere concentrate a perdere interesse. Questo comportamento ci dà un'opportunità unica di studiare come avvengono questi disimpegni e come si relazionano a specifiche attività cerebrali.

Compiti

I quattro compiti che abbiamo usato ci hanno permesso di analizzare diversi processi decisionali. Ogni compito era progettato per testare come le scimmie rispondevano a varie ricompense e sfide. Durante questi compiti, abbiamo registrato quando le scimmie si sono disimpegnate e come si sono riimpegnate con il compito successivamente.

Per analizzare il loro comportamento in modo coerente attraverso i diversi compiti, abbiamo definito il disimpegno come ogni volta che le scimmie non rispondevano per più di tre secondi, o quando non rispondevano affatto durante una prova.

Analisi dati

Abbiamo categorizzato le risposte delle scimmie in due tipi: impegnate e disimpegnate. In questo modo, abbiamo potuto monitorare i loro livelli di Coinvolgimento durante i compiti. Abbiamo anche rimosso le influenze di fattori esterni, come il livello delle ricompense che ricevevano, per concentrarci invece sulla loro motivazione interna.

Usando questi metodi, abbiamo scoperto che il coinvolgimento delle scimmie non era costante; variava nel tempo. Abbiamo trovato che i momenti di impegno e disimpegno spesso avvenivano in cluster, il che significa che se una scimmia si era disimpegnata una volta, era probabile che si disimpegnasse di nuovo poco dopo.

Per ottenere un quadro dettagliato dei livelli di impegno, abbiamo utilizzato modelli matematici che ci hanno aiutato a stimare quanto fossero coinvolte le scimmie in qualsiasi momento durante i compiti. Abbiamo bloccato temporalmente la nostra analisi su due eventi chiave: la fine di un compito e l'inizio del compito successivo per vedere come l'impegno variava durante questi periodi.

Risultati

Livelli di impegno

Quando abbiamo esaminato i dati, abbiamo visto schemi chiari di attività cerebrale legati sia ai momenti di impegno che a quelli di disimpegno. Nello specifico, abbiamo trovato una parte del cervello chiamata corteccia cingolata anteriore perigenuale (pgACC) che era attiva quando le scimmie erano coinvolte. Quest'area mostrava livelli di attività diversi durante i periodi di alto impegno e quando avveniva il disimpegno.

Abbiamo anche scoperto che quando c'era un'improvvisa variazione nell'impegno-una disimpegnamento sorprendente-anche altre aree del cervello mostravanocambiamenti di attività. Questi schemi di comportamento suggeriscono che il disimpegno può avvenire in modo inaspettato, anche quando una scimmia è generalmente concentrata sul compito.

Attività neurale

Analizzare l'attività cerebrale ci ha dato intuizioni su come venga gestito l'impegno. È stata osservata un'attività significativa in regioni come il pgACC, che gioca un ruolo fondamentale nella motivazione e nelle risposte emotive.

Quando le scimmie erano impegnate, quest'area mostrava un’attività aumentata. Tuttavia, quando diventavano disimpegnate, l'attività in questa regione diminuiva notevolmente. Questo suggerisce che il pgACC è strettamente legato alla gestione dei livelli di impegno.

È interessante notare che abbiamo anche trovato che diversi tipi di compiti suscitavano schemi di attività distinti nel cervello. Ad esempio, le scimmie avevano risposte varie a seconda della natura delle ricompense per cui stavano lavorando. La risposta del cervello non era uniforme in tutti i compiti, indicando che sia il tipo di compito che il livello di ricompensa influenzavano significativamente l'impegno.

Effetti della stimolazione

Per approfondire queste scoperte, abbiamo usato una tecnica chiamata stimolazione ultrasonica transcranica (TUS) per alterare l'attività nel pgACC. Questa manipolazione ci ha permesso di vedere se i cambiamenti nell'attività cerebrale influenzassero quanto erano coinvolte le scimmie durante i compiti.

Dopo la stimolazione del pgACC, le scimmie hanno mostrato un miglioramento significativo nel mantenere l'impegno nei compiti, specialmente nella prima metà del periodo di test. Al contrario, la stimolazione di altre aree di controllo non ha avuto lo stesso effetto, evidenziando il ruolo unico del pgACC nel mantenere la concentrazione.

Discussione

I risultati di questo studio sottolineano l'importanza del pgACC nella regolazione dell'impegno nei compiti. Le nostre scoperte suggeriscono che quest'area cerebrale è cruciale per gestire la concentrazione, e le interruzioni nella sua attività possono portare a un aumento del disimpegno.

Comprendere questi processi può fornire indicazioni sul motivo per cui alcune persone potrebbero avere difficoltà con la motivazione e l'impegno nelle attività quotidiane. Questo è particolarmente rilevante nei contesti come la depressione e altre problematiche di salute mentale in cui l'impegno nei compiti è spesso compromesso.

Lo studio fa luce su come l'impegno fluttui e rivela che il disimpegno non è semplicemente una mancanza di interesse, ma può essere una decisione attiva influenzata da diverse aree cerebrali. Mappando queste attività neurali, possiamo comprendere meglio le dinamiche della concentrazione e della distrazione, il che ha implicazioni più ampie sia per la ricerca che per le pratiche terapeutiche.

Conclusione

In sintesi, questa ricerca dimostra che l'impegno nei compiti è un processo dinamico che coinvolge attività cerebrali intricate. Con le scimmie macaque come nostro modello, siamo stati in grado di osservare come l'impegno nei compiti possa cambiare e identificare le aree cerebrali associate a questi cambiamenti. Il pgACC è emerso come un’area cruciale per mantenere la concentrazione, e manipolare la sua attività ha mostrato che migliorare l'impegno è possibile.

Una continua ricerca in questo settore ha il potenziale per approfondire la nostra comprensione della motivazione e aprire la strada a nuovi approcci per affrontare questioni legate al disimpegno, soprattutto per coloro che affrontano sfide di salute mentale. Man mano che avanziamo, sarà essenziale esplorare le connessioni tra le nostre scoperte e gli aspetti più ampi del comportamento umano, della cognizione e del benessere emotivo.

Fonte originale

Titolo: General mechanisms of task engagement in the primate frontal cortex

Estratto: Staying engaged with a task is necessary to maintain goal-directed behaviors. Although engagement varies with the specific task at hand it also exhibits continuous, intrinsic fluctuations widely. This intrinsic component of engagement is difficult to isolate behaviorally or neurally in controlled experiments with humans. By contrast, animals spontaneously move between periods of complete task engagement and disengagement, even in experimental settings. We, therefore, looked at behavior in macaques in a series of four tasks while recording fMRI signals. We identified consistent autocorrelation in task disengagement. This made it possible to build models capturing task-independent engagement and to link it to neural activity. Across all tasks, we identified common patterns of neural activity linked to impending task disengagement in mid-cingulate gyrus. By contrast, activity centered in perigenual anterior cingulate cortex (pgACC) was associated with maintenance of task performance. Importantly, we were able to carefully control for task-specific factors such as the reward history, choice value, and other motivational effects, such as response vigor, as indexed by response time, when identifying neural activity associated with task engagement. Moreover, we showed pgACC activity had a causal link to task engagement; in one of our tasks, transcranial ultrasound stimulation of pgACC, but not of control regions, changed task engagement/disengagement patterns.

Autori: Jan Grohn, N. Khalighinejad, C. Jahn, A. Bongioanni, U. Schuffelgen, J. Sallet, M. Rushworth, N. Kolling

Ultimo aggiornamento: 2024-01-16 00:00:00

Lingua: English

URL di origine: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.01.16.575830

Fonte PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.01.16.575830.full.pdf

Licenza: https://creativecommons.org/licenses/by/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.

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