Come la neuroscienza di rete sta creando una nuova era di controllo mentale

Reti complesse costituiscono la spina dorsale della società moderna: Internet, la rete aerea, il modello delle connessioni tra gli individui. E emergono costantemente esempi più complessi: il modo in cui i geni interagiscono nelle cellule, il modo in cui le informazioni fluiscono attraverso il sistema bancario e l'ecosistema.

Più il sistema è complesso, più è difficile controllarlo. Tuttavia, informatici, medici, economisti e simili esercitano un minimo di controllo su molte di queste reti.

E questo solleva una domanda interessante: è possibile esercitare lo stesso tipo di controllo sulla rete più complessa che conosciamo: il cervello umano?

Oggi riceviamo una sorta di risposta, grazie al lavoro di John Medaglia dell'Università della Pennsylvania a Filadelfia e ad alcuni amici che valutano la disciplina che sta emergendo all'intersezione tra neuroscienze di rete e teoria del controllo di rete. Una domanda critica... è come modulare una rete cerebrale umana per trattare i deficit cognitivi o migliorare le capacità mentali, dicono. Supponiamo che il controllo della rete sia fondamentalmente correlato al controllo mentale.

L'idea alla base di questo tipo di controllo è semplice. L'iniezione di energia in una parte di una rete dovrebbe influenzare l'attività in altre parti della rete.

Nel cervello, questo tipo di manipolazione è già utilizzato nelle tecniche di stimolazione cerebrale profonda, come quelle utilizzate per il morbo di Parkinson. Ciò comporta l'iniezione di energia in una parte del cervello chiamata gangli della base, che è coinvolta nel movimento. Questo riduce quindi la compromissione del movimento.

Una tecnica simile viene utilizzata anche per il disturbo ossessivo compulsivo, in cui le persone sperimentano impulsi schiaccianti a impegnarsi in comportamenti ripetitivi. Questo è spesso associato a un'attività elettrica insolita nei circuiti fronto-striatali del cervello. La stimolazione cerebrale profonda può normalizzare questa attività e migliorare sostanzialmente la qualità della vita.

Nonostante il successo di questo tipo di tecniche, Medaglia e colleghi sottolineano che ci sono sfide significative nel controllo di altri comportamenti. Un problema è che la stimolazione non influenza solo una parte del cervello, ma tende a diffondersi a cascata in molte aree in modi difficili da caratterizzare.

Ecco perché comprendere la connettività attraverso il cervello è un importante obiettivo futuro. Questo è l'obiettivo dei vari progetti di connettoma nel mondo: mappare i percorsi strutturali attraverso il cervello.

E si comincia già a suggerire che il cervello utilizzi diverse strategie di controllo. Ognuna di queste strategie sono potenziali bersagli per il controllo mentale.

Ad esempio, i neuroscienziati pensano che il sistema fronto-parietale controlli la nostra capacità di passare da un compito all'altro. Curiosamente, questo sistema non è fortemente legato ad altre parti del cervello, ma il lavoro teorico ha già dimostrato che sembra funzionare spostando il cervello in stati difficili da raggiungere lungo una sorta di paesaggio energetico. Quindi una strada per il controllo mentale potrebbe essere quella di utilizzare iniezioni di energia per guidare il cervello attraverso questo paesaggio.

Non è del tutto chiaro come questo possa essere fatto, ma ci sono diverse tecnologie che hanno un potenziale. Questi includono la stimolazione magnetica transcranica, che utilizza un campo magnetico esterno per indurre correnti in parti del cervello, insieme a vari stimolatori impiantati, che iniettano energia direttamente. Migliorare la risoluzione di questo tipo di iniezione di energia è un importante obiettivo futuro.

Nessuna discussione sul controllo del cervello sarebbe completa senza un accenno all'etica. Medaglia e compagni dedicano un po' di tempo a delineare il pensiero attuale su questo argomento. Basano la loro discussione sui quattro principi fondamentali dell'etica medica e della ricerca: non maleficenza, beneficenza, giustizia e diritto all'autodeterminazione.

Questa è un'area che dovrà evolversi man mano che emergono nuove tecniche. Con l'avanzare della scienza del controllo mentale, sarà importante chiarire le pratiche di controllo accettabili rispetto alla nostra natura fondamentale e alla nostra identità personale, affermano Medaglia e co.

Un altro obiettivo stimolante è capire il legame tra controllo neurale e controllo psicologico. La mappatura tra le dinamiche cerebrali e i processi cognitivi specifici sarà fondamentale per informare il controllo psicologico (cioè la 'mente'), affermano Medaglia e co.

E qui sta un punto cieco significativo in questo lavoro: il ruolo dell'informazione. I processi della mente sono chiaramente basati sull'informazione. E gran parte della psicologia si è concentrata su come le informazioni possono cambiare gli stati cerebrali. Ad esempio, cambiare lo stato emotivo di una persona con un viaggio al cinema o leggendo un libro.

Questo è il controllo mentale basato sull'informazione. Eppure Medaglia e compagni non menzionano questo tipo di effetti basati sull'informazione.

Forse è comprensibile. Il ruolo delle informazioni nei processi cerebrali è poco compreso. I neurologi non capiscono nemmeno i codici neurali al lavoro nel nostro cervello.

Finché non avranno quella comprensione e altro, le tecniche odierne sembreranno rozze. In confronto, nessuno tenterebbe di riparare uno smartphone malfunzionante scaricandolo con una corrente da un paio di elettrodi. Né riparerebbero un sito Web in crash con un potente campo magnetico esterno.

In effetti, solo una minima parte dei possibili malfunzionamenti delle tecnologie dell'informazione potrebbe essere affrontata in questo modo.

E così è probabile che accada con il cervello umano. È probabile che un approccio basato sull'informazione sia molto più efficace.

Il legame tra informazione e mente è oggi poco compreso. Se una migliore comprensione è un'eredità di questo tipo di lavoro, sarebbe stato un significativo passo avanti.

Rif: arxiv.org/abs/1610.04134 : Controllo mentale: frontiere nella guida della mente

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