Descrivere regioni interagenti piuttosto che un singolo punto del ragionamento
Il ragionamento è associato a un insieme di aree cerebrali interagenti, in particolare a parti della corteccia prefrontale e della corteccia parietale. Non esiste un unico “punto del ragionamento” fisso: problemi diversi richiedono tipi diversi di informazioni e operazioni mentali, e il cervello coordina questi processi attraverso una rete. In parole semplici, le aree prefrontali possono aiutare a mantenere a mente un obiettivo o una regola e a combinare le informazioni, mentre le aree parietali possono aiutare a rappresentare o confrontare le relazioni. Queste sono linee guida utili, non assegnazioni biunivoche.
Perché il ragionamento coinvolge una rete neurale
Un compito di ragionamento può richiedere diversi passaggi: comprendere la domanda, tenere a mente i fatti rilevanti, confrontare le possibilità, notare una relazione e scegliere una risposta. Questi passaggi utilizzano tipi diversi di informazioni. Un rompicapo visivo, ad esempio, richiede l'elaborazione di forme; un'argomentazione verbale richiede l'elaborazione di parole e significati. Entrambi possono richiedere anche attenzione, memoria e la verifica di una regola.
Il capitolo didattico dell'University of Texas Health Science Center di Houston sull'associazione e i processi esecutivi descrive come le aree di associazione colleghino le informazioni provenienti da aree sensoriali e da altre aree associative, e come le aree prefrontali partecipino alla memoria, alla pianificazione e alla formazione di concetti di ordine superiore. Questo quadro generale aiuta a spiegare perché il ragionamento sia descritto meglio come un'attività coordinata piuttosto che come un compito svolto da una porzione isolata di corteccia.
I ricercatori utilizzano il neuroimaging per confrontare l'attività durante i compiti, e tali confronti possono mostrare quali aree siano coinvolte in condizioni particolari. Tuttavia, il fatto che un'area diventi più attiva durante un compito non significa di per sé che essa svolga l'intero compito, né che sia utilizzata esclusivamente per il ragionamento. Il pattern osservato dipende da ciò che viene chiesto di fare ai partecipanti, dal compito di controllo utilizzato e da come i ricercatori analizzano i dati.
Cosa possono apportare le aree prefrontali e parietali
La corteccia prefrontale si trova verso la parte anteriore del cervello. Alcune delle sue regioni sono coinvolte nel mantenimento di obiettivi e informazioni, nella selezione di regole pertinenti e nella combinazione di informazioni man mano che un compito diventa più complesso. In un esperimento sottoposto a revisione paritaria, Wendelken e colleghi hanno studiato il ragionamento relazionale nei bambini e negli adolescenti. I partecipanti dovevano giudicare se due elementi visivi condividessero una caratteristica o se due coppie corrispondessero in base alla stessa caratteristica. I ricercatori hanno scoperto che la corteccia prefrontale rostrolaterale e il lobo parietale inferiore mostravano pattern di attivazione differenti per i giudizi relazionali più semplici e più complessi, con variazioni di tali pattern tra i 6 e i 18 anni.
Questo esperimento supporta un esempio cauto: la corteccia prefrontale rostrolaterale può contribuire quando il ragionamento richiede di combinare relazioni, mentre le aree parietali inferiori possono contribuire a rappresentare o elaborare le relazioni. Non stabilisce una divisione del lavoro universale e i suoi partecipanti erano giovani impegnati in uno specifico compito visivo. Altri compiti, fasce d'età o metodi di analisi possono mostrare pattern differenti.
La corteccia parietale si trova verso la parte superiore posteriore del cervello. Comprende aree coinvolte nell'elaborazione di informazioni spaziali e numeriche, tra le altre funzioni. Uno studio separato basato sulle Matrici Progressive Avanzate di Raven ha esaminato il ragionamento visuo-spaziale e verbale-analitico, riscontrando diverse associazioni con la connettività cerebrale spontanea tra le regioni, comprese le aree visive, parietali, temporali e frontali. Il report degli autori, sottoposto a revisione paritaria, è un altro promemoria del fatto che il “ragionamento” include richieste specifiche distinte e non corrisponde esattamente a una singola localizzazione.
Un confronto tra compiti: una regola, due tipi di ragionamento
Prendiamo in considerazione due compiti illustrativi. Nel primo, si osserva una sequenza di forme e si decide quale forma completi un pattern visivo. Nel secondo, si legge una breve argomentazione e si decide se la sua conclusione derivi dalle premesse. Entrambi implicano l'individuazione o la verifica di una relazione, ma il primo si basa fortemente su informazioni visive e spaziali, mentre il secondo poggia maggiormente sul linguaggio e sul significato.
Questo confronto è una spiegazione, non una valutazione individuale o l'affermazione che questi specifici compiti producano una particolare scansione cerebrale. Mostra perché i dettagli del compito siano importanti: un compito con pattern visivi può reclutare processi visivi e parietali insieme a quelli di controllo e confronto; un'argomentazione verbale può reclutare processi legati al linguaggio insieme a quelli di controllo e confronto. I sistemi prefrontali possono aiutare a mantenere attivo l'obiettivo o la regola pertinente in entrambi i casi, mentre i contributi parietali possono variare a seconda delle informazioni e delle relazioni prese in esame. Il pattern specifico dipende dal compito.
Cosa significa — e cosa non significa — “associato al ragionamento”
Quando un'area cerebrale è associata al ragionamento, di solito significa che i ricercatori hanno osservato una relazione tra l'attività in quell'area e le prestazioni o le richieste del compito all'interno di uno studio. Ciò non significa che quell'area da sola causi tutto il ragionamento, che ogni tipo di ragionamento la utilizzi allo stesso modo o che l'osservazione dell'immagine cerebrale di una persona fornisca una misura semplice della sua capacità di ragionamento. Una revisione della ricerca frontoparietale descrive la rete come un supporto al coordinamento flessibile con altre reti cerebrali e rileva che la sua organizzazione funzionale varia da individuo a individuo; si veda la revisione di Marek e Dosenbach.
La risposta breve più accurata è che il ragionamento attinge a reti distribuite e interagenti. Le regioni prefrontali sono spesso coinvolte nel mantenimento degli obiettivi e nella combinazione delle informazioni; le regioni parietali possono contribuire a rappresentare e confrontare le relazioni. Quali aree siano più importanti dipende dal tipo di ragionamento e dalle richieste del compito.
Leggere con attenzione i titoli sulle regioni cerebrali
Se un titolo afferma che una determinata area è la sede del ragionamento, cercate il compito utilizzato nello studio alla base della notizia. Chiedetevi se i partecipanti abbiano risolto un rompicapo visivo, valutato un'argomentazione o confrontato quantità. Quindi controllate quale attività di confronto abbiano utilizzato i ricercatori e se il risultato descriva una media tra i partecipanti. Un'area evidenziata può essere una parte importante di un compito senza agire da sola. Questa abitudine di lettura rende l'affermazione scientifica più utile: permette di apprendere ciò che uno studio ha rilevato, lasciando al contempo spazio ad altri compiti e reti neurali per produrre pattern differenti.
Fonti e ambito
Il confronto originale tra i due compiti illustra i limiti del mappare un'unica area per tutte le forme di ragionamento. Le fonti elencate supportano i fatti esposti; esempi ed esercizi sono applicazioni editoriali originali.