Per decenni, la cultura popolare ha inquadrato il nostro processo decisionale come un incontro in gabbia tra il freddo e razionale 'cervello logico' e l'impulsivo e antico 'cervello lucertola'. Ma secondo una nuova ricerca, ciò è accurato quanto i consigli azionari di un biscotto della fortuna.

Nabil Imam, professore assistente alla Scuola di Scienze Computazionali e Ingegneria del Georgia Tech e membro della facoltà dell'Istituto per le Neuroscienze, la Neurotecnologia e la Società (INNS), non compra la teoria a strati degli anni '50. "Non è così che un biologo evoluzionista penserebbe al problema", ha detto, dando gentilmente fuoco a una metafora amata.

Lo studio, pubblicato su Science Advances, suggerisce che l'evoluzione del cervello non riguarda l'impilare nuove regioni sopra quelle vecchie come una torre di Jenga neurologica. Invece, riguarda il cablaggio - e una feroce competizione per lo spazio cerebrale limitato.

Imam e i suoi colleghi hanno confrontato cervelli biologici e reti neurali artificiali, scoprendo che l'evoluzione potrebbe allocare lo spazio cerebrale tra due strategie di cablaggio in competizione: mappe spaziali (come quelle nella neocorteccia, che elaborano vista, suono e tatto) e reti distribuite 'a codice a barre' (come nel sistema limbico, che gestisce olfatto, memoria ed emozione). Entrambe le strategie sono stabilite prima della nascita, rendendo il cervello meno una tabula rasa e più un appartamento già arredato.

Il sistema limbico - spesso pigramente raggruppato come 'cervello rettiliano' - controlla le emozioni, ma contiene anche regioni per memoria, olfatto, navigazione e regolazione emotiva. "Perché le persone raggruppano tutte queste diverse regioni in un unico grande sistema?", si è chiesto Imam. Bella domanda, dato che una teoria degli anni '70 non regge esattamente.

I ricercatori hanno esaminato come il sistema limbico e la neocorteccia variano insieme in 182 specie. Hanno trovato un chiaro schema: quando una parte del sistema limbico era relativamente grande, anche altre regioni limbiche lo erano, mentre la neocorteccia si riduceva. Ciò suggerisce un'espansione coordinata, non un'evoluzione indipendente.

Per testare cosa guida questo, hanno usato modelli di intelligenza artificiale. Reti con connessioni spaziali localizzate eccellevano in vista, suono e tatto, mentre reti distribuite 'a codice a barre' erano migliori per olfatto e memoria. Poi, hanno creato una rete multimodale in cui entrambi i sistemi competevano per 'proprietà immobiliare'. Quando l'ambiente simulato premiava l'olfatto, il sistema distribuito si espandeva e la neocorteccia si riduceva; quando la vista era favorita, accadeva il contrario.

Questo compromesso spiega stranezze del mondo reale: l'armadillo a nove fasce, una creatura dipendente dall'olfatto, vanta un grande sistema limbico, mentre la scimmia scoiattolo, che fa affidamento sulla vista, ha un cervello con una neocorteccia prominente.

Le implicazioni vanno oltre la biologia. Se gli ingegneri possono imitare questa architettura pre-cablata nell'IA, potrebbero costruire sistemi che apprendono più come i cervelli biologici, richiedendo meno dati ed energia. "Le reti neurali artificiali di oggi sono addestrate con enormi quantità di dati - è questione di nutrimento", ha detto Imam. "Ma il cervello non è una tabula rasa... È un mix di natura e nutrimento, e la natura è quell'architettura pre-cablata".

Questo lavoro, una collaborazione con la Cornell University e sostenuto dalla National Science Foundation, suggerisce che l'evoluzione del cervello riguarda meno il salire una scala di logica e più lo spostare risorse in un tiro alla fune neurale. E questa è una metafora che possiamo sostenere.