Sulla base dell’analisi video, gli scienziati hanno identificato tre gesti facciali su cui volevano concentrarsi: le labbra che i macachi usano per segnalare accettazione o sottomissione; la minaccia che affrontano quando cercano di sfidare o respingere gli avversari; e masticare, un movimento non sociale e volontario. Quindi, utilizzando le scansioni fMRI, il team ha identificato le aree chiave del cervello coinvolte nell’attivazione di questi gesti. E una volta fatto ciò, Yanni e i suoi colleghi sono andati più in profondità, letteralmente.
sotto il cofano
“Abbiamo preso di mira queste regioni del cervello con precisione submillimetrica per impiantare array di microelettrodi”, spiega Yanni. Ciò, per la prima volta, ha permesso al suo team di registrare simultaneamente l’attività di molti neuroni in cui il cervello genera i gesti facciali. Gli elettrodi sono andati alla corteccia motoria primaria, alla corteccia premotoria ventrale, alla corteccia somatosensoriale primaria e alla corteccia motoria cingolata. Mentre lo erano, il team ha nuovamente esposto i macachi allo stesso insieme di stimoli sociali, cercando le firme neurali di tre gesti facciali selezionati. E poi le cose hanno preso una piega sorprendente.
I ricercatori si aspettavano di vedere una chiara divisione delle responsabilità, con la corteccia cingolata che controllava i segnali sociali, mentre la corteccia motoria era specializzata nella masticazione. Hanno invece scoperto che ogni regione era coinvolta in ogni tipologia di gesto. Sia che i macachi stessero minacciando un rivale o semplicemente godendosi uno spuntino, tutte e quattro le regioni del cervello si attivavano in una sinfonia coordinata.
Ciò ha portato il team di Yanni a chiedersi come il cervello distingue tra gesti sociali e masticazione, perché a quanto pare non si trattava di dove il cervello elabora le informazioni. La risposta risiede nei diversi codici neurali, ovvero nei diversi modi in cui i neuroni rappresentano e trasmettono le informazioni al cervello nel tempo.
Sequenza temporale
Analizzando le dinamiche delle popolazioni neurali, il team ha identificato una gerarchia temporale nella corteccia del macaco. La corteccia cingolata utilizza un codice neurale statico. “Statico significa che il modello di attivazione dei neuroni è costante attraverso più ripetizioni dello stesso gesto facciale e tempo”, ha spiegato Yanni, e poi ha mantenuto il proprio modello di attivazione fino a 0,8 secondi. “Un singolo decodificatore che ha appreso questo schema può essere utilizzato in qualsiasi momento o durante qualsiasi test per leggere le espressioni facciali”, ha detto Yanni.
