Svelato per la prima volta il codice del movimento

Un team multidisciplinare dell’Istituto Italiano di Tecnologia (IIT) e del Dipartimento di Psicologia dell'Università di Bologna ha recentemente pubblicato uno studio sulla rivista scientifica Current Biology nel quale viene svelato il codice del movimento. I ricercatori grazie all’unione di scienze computazionali, neuroscienze e scienze cognitive sono riusciti a scoprire non solo in che area del cervello viene compreso il movimento altrui, ma anche quali sono gli elementi che il nostro cervello legge negli altri per comprenderne le intenzioni.

Stati mentali come intenzioni, emozioni, aspettative e decisioni sono codificati in variazioni impercettibili nel movimento che il nostro cervello sfrutta per “leggere” la mente altrui. Semplicemente osservando una persona afferrare una bottiglia siamo in grado, per esempio, di prevedere se la persona intende bere o passare la bottiglia ad un'altra persona. Mappare la corrispondenza tra intenzioni e variazioni nel movimento tuttavia non è semplice dal momento che si tratta di variazioni molto piccole, nascoste in una variabilità molto più grande che contraddistingue tutti i movimenti, e che fa sì che non ci siano due movimenti uguali tra loro.

Per riuscirci, il team di studiosi ha sviluppato nuovi modelli matematici applicandoli a centinaia di movimenti eseguiti con intenzioni diverse. L'obiettivo era costruire una mappa motoria che permetta di comprendere come l’intenzione è codificata nelle caratteristiche del movimento (posizione, velocità, accelerazione, ecc.). Ottenuta la mappa di un movimento semplice come quello di afferrare una bottiglia, codificato da 64 dimensioni, 16 variabili di movimento in 4 intervalli di tempo differenti, i ricercatori, hanno poi applicato tecniche non invasive di perturbazione dell’attività cerebrale - la stimolazione magnetica transcranica (TMS) - per identificare nel lobo parietale sinistro l’area cerebrale che “legge” e permette di decodificare l’intenzione dal movimento.

Lo studio nasce dalla collaborazione tra il gruppo di ricerca "Non-invasive brain stimulation" diretto da Alessio Avenanti presso il Centro studi e ricerche in Neuroscienze Cognitive del Dipartimento di Psicologia dell’Università di Bologna (Campus di Cesena), insieme ai laboratori IIT di Cognition, Motion and Neuroscience, diretto da Cristiana Becchio, e di Neural Computation, diretto da Stefano Panzeri. Gli studiosi hanno applicato al movimento strumenti matematici per "crackare" il codice neurale messi a punto dal team di Panzeri.

"Ad oggi, il linguaggio motorio delle intenzioni non era noto. Per decifrarlo abbiamo applicato alla cinematica del movimento, ovvero alle caratteristiche spazio-temporali del movimento, strumenti matematici sviluppati per decifrare il codice neurale", spiega Cristina Becchio. "Questo approccio ci ha permesso di capire non solo come l’informazione è scritta nel movimento, ma anche come viene letta da chi osserva e quali sono le computazioni coinvolti nel processo di lettura".

"Lo studio non si limita a dimostrare un coinvolgimento del nostro cervello motorio nella lettura dell’intenzione - spiega Alessio Avenanti - ma, grazie alla combinazione di tecniche di neurostimolazione e strumenti analitici, permette di dimostrarne il ruolo essenziale, evidenziando le specifiche operazioni di lettura svolte dal lobulo parietale inferiore".

Questo lavoro fornisce strumenti fondamentali per capire le difficoltà che le persone affette da autismo incontrano nel leggere l’intenzione altrui e potrebbe rappresentare una base sulla quale costruire nuovi potenziali trattamenti a questo tipo di patologia. Potrà inoltre aprire la strada ad applicazioni nella robotica mediante la realizzazione di robot e cobot (robot collaborativi) in grado di leggere le intenzioni altrui e esprimere l’intenzionalità tipica degli esseri umani.