Una nuova ricerca condotta da scienziati dell’Università del Colorado Boulder suggerisce che gli occhi potrebbero davvero essere la finestra dell’anima o, per lo meno, il modo in cui gli esseri umani muovono gli occhi può rivelare preziose informazioni su come prendono decisioni.
Il vigore delle saccadi riflette l’aumento delle variabili decisionali durante la deliberazione.
Punti salienti
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Riepilogo
Durante la deliberazione, mentre consideriamo con calma le nostre opzioni, le attività neurali che rappresentano variabili decisionali che riflettono la bontà di ciascuna opzione aumentano in varie regioni della corteccia cerebrale.
Se le opzioni sono rappresentate visivamente, facciamo saccadi , concentrando lo sguardo su ciascuna opzione. La cinematica di queste saccadi riflette lo stato delle variabili decisionali? Per testare questa idea, abbiamo coinvolto partecipanti umani in un compito decisionale in cui consideravano due opzioni difficili che richiedevano di camminare su varie distanze e pendenze. Mentre deliberavano, facevano saccadi tra rappresentazioni simboliche delle loro opzioni. Queste saccadi del periodo di deliberazione non influenzavano lo sforzo che avrebbero esercitato in seguito, ma le velocità delle saccadi aumentavano gradualmente e in modo differenziale: il tasso di aumento era più veloce per le saccadi verso l’opzione che successivamente indicavano come loro scelta. Il tasso di incremento, infatti, codifica la differenza nel valore soggettivo delle due opzioni. È importante sottolineare che i partecipanti non hanno rivelato la loro scelta alla fine della deliberazione, ma hanno invece aspettato un periodo di ritardo e alla fine hanno espresso la loro scelta facendo un’altra saccade. Sorprendentemente, il vigore di questa saccade è stato ridotto al valore basale e non è più codificato dal valore soggettivo. Pertanto, il vigore saccadico sembrava fornire una finestra in tempo reale sul processo nascosto di valutazione delle opzioni durante la deliberazione.
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Le nuove scoperte offrono ai ricercatori una rara opportunità nel campo delle neuroscienze: la possibilità di osservare il funzionamento interno del cervello umano dall’esterno. I medici potrebbero anche utilizzare i risultati per esaminare un giorno i loro pazienti per malattie come la depressione o il morbo di Parkinson.
"I movimenti oculari sono incredibilmente interessanti da studiare", ha affermato Colin Korbisch, dottorando presso il Dipartimento di Ingegneria Meccanica Paul M. Rady della CU Boulder e autore principale dello studio. “A differenza delle braccia o delle gambe, la velocità dei movimenti oculari è quasi del tutto involontaria. "È una misura molto più diretta di questi processi inconsci che si verificano nel cervello."
Lui e i suoi colleghi, inclusi ricercatori della Johns Hopkins University di Baltimora, hanno pubblicato i loro risultati sulla rivista Current Biology .
Nello studio, il team ha chiesto a 22 soggetti umani di camminare su un tapis roulant e poi di scegliere tra diverse configurazioni visualizzate sullo schermo di un computer: una breve camminata su un pendio ripido o una camminata più lunga su un terreno pianeggiante. .
I ricercatori hanno scoperto che gli occhi dei soggetti li tradivano: anche prima di prendere una decisione, gli utenti del tapis roulant tendevano a muovere gli occhi più velocemente quando guardavano verso le opzioni che alla fine avevano scelto. Più muovevano vigorosamente gli occhi, più sembravano preferire la loro scelta.
"Abbiamo scoperto una misura accessibile che ti dirà, in pochi secondi, non solo cosa preferisci ma quanto lo preferisci", ha affermato Alaa Ahmed, autore principale dello studio e professore associato di ingegneria meccanica alla CU Boulder.
occhi sospettosi
Ahmed ha spiegato che come o perché gli esseri umani prendono decisioni (tè o caffè? cani o gatti?) è notoriamente difficile da studiare. I ricercatori non dispongono di molti strumenti che consentano loro di guardare facilmente all’interno del cervello. Ahmed, tuttavia, ritiene che i nostri occhi possano fornire informazioni su alcuni dei nostri processi mentali. È particolarmente interessata a un tipo di movimento noto come "saccade".
"Il modo principale in cui i nostri occhi si muovono è attraverso le saccadi", ha detto Ahmed. "È allora che i tuoi occhi saltano rapidamente da un punto di fissazione all’altro."
Rapidità è la parola chiave: le saccadi in genere richiedono solo poche decine di millisecondi per essere completate, rendendole più veloci di un battito di ciglia medio.
Per scoprire se questi movimenti rapidi forniscono indizi su come gli esseri umani prendono le decisioni, Ahmed e i suoi colleghi hanno deciso di andare in palestra.
Nel nuovo studio, il team ha installato un tapis roulant nel campus della CU Boulder. I soggetti dello studio si sono esercitati su varie inclinazioni per un periodo di tempo e poi si sono seduti davanti a un monitor e a un dispositivo basato su una fotocamera ad alta velocità che monitorava i movimenti degli occhi. Mentre erano sullo schermo, hanno valutato una serie di opzioni, avendo 4 secondi per scegliere tra due opzioni rappresentate da icone: volevano camminare per 2 minuti con una pendenza del 10% o per 6 minuti con una pendenza del 4%? Una volta fatto ciò, sono tornati sul tapis roulant per sentire la bruciatura a seconda di ciò che hanno scelto.
Il team ha scoperto che gli occhi dei soggetti subivano una maratona di attività in un breve periodo di tempo. Mentre consideravano le loro opzioni, le persone svolazzavano tra le icone, prima lentamente e poi più velocemente.
"Inizialmente, le saccadi per entrambe le opzioni erano ugualmente vigorose", ha detto Ahmed. "Poi, col passare del tempo, quel vigore è aumentato e aumentato ancora più velocemente per l’opzione che alla fine hanno scelto."
I ricercatori hanno anche scoperto che le persone che prendevano le decisioni più affrettate, forse i membri più impulsivi del gruppo, tendevano anche a muovere gli occhi con maggiore forza. Una volta che i soggetti hanno deciso la loro scelta, i loro occhi hanno rallentato nuovamente.
“Le letture in tempo reale di questo processo decisionale richiedono in genere il posizionamento di elettrodi invasivi nel cervello. Avere questa variabile più facile da misurare apre molte possibilità”, ha affermato Korbisch.
Diagnosi della malattia
I movimenti oculari rapidi possono essere importanti per molto di più che capire come gli esseri umani prendono le decisioni. Studi sulle scimmie, ad esempio, hanno suggerito che alcuni degli stessi percorsi cerebrali che aiutano i primati a scegliere tra questo o quello potrebbero andare storti anche nelle persone affette da Parkinson, una malattia neurologica in cui le persone avvertono tremori, difficoltà di movimento e altri problemi.
"I movimenti lenti non sono solo un sintomo del Parkinson, ma compaiono anche in molti disturbi di salute mentale, come la depressione e la schizofrenia", ha detto Ahmed. “Pensiamo che questi movimenti oculari potrebbero essere qualcosa che i professionisti medici tracciano come strumento diagnostico, un modo per identificare il progresso di alcune malattie”.
