Riassunto analitico
Lo studio di risonanza magnetica funzionale (fMRI) mira a meglio caratterizzare le basi neurali dell'investimento volontario di sforzo mentale, un concetto questo spesso solo intuitivamente applicato in molti ambiti clinici e pedagogici. Si è dunque valutato l'effetto comportamentale (tempi di reazione e numero di errori) e neurale dell'istruzione di eseguire un compito con il massimo sforzo o in totale relax.
Metodi:
Abbiamo impiegato un compito simile a allo Stroop, in cui i volontari erano invitati, premendo uno di quattro tasti, a indicare il colore dell'inchiostro di una parola (a sua volta, il nome di un colore) presentata centralmente su uno schermo. Il colore dell'inchiostro dello stimolo poteva essere congruente al suo significato (ad esempio, la parola 'ROSSO' scritta in rosso) o incongruente (ad esempio, la parola 'ROSSO' scritta in verde). Per ogni sessione di risonanza o run (Philips Achieva 3T scanner, 112 volumi, TR = 2.5 s, 35 sezioni, dimensioni voxel: 3mm), gli stimoli erano presentati in modo pseudo-casuale in quattro blocchi di 30 secondi (6 congruente + 6 stimoli incongruenti per blocco, ISI = 2,5 s), alternati a cinque blocchi di 25 secondi di riposo; per un totale di 6 sessioni. Il numero finale dei soggetti sperimentali è di 45, di cui a un primo gruppo è stato chiesto di eseguire i run dispari in modalità “con il massimo impegno” (EXR) e i pari “in relax e scioltezza” (RLX), mentre a un secondo di invertire l'ordine delle modalità. Per l'analisi dei dati comportamentali è stato utilizzato un modello statistico misto, che tenesse conto sia di variabili intersoggettive, quali il gruppo di appartenenza (“prima EXR” o “prima RLX”), sia variabili intrasoggettive, quali il run, la condizione di sforzo e il tipo di stimolo (congruente/incongruente). Un modello simile è stato utilizzato per l'analisi dei dati fMRI, per la quale è stato utilizzato il programma AFNI.
Risultati:
Sui tempi di risposta, si è osservato un effetto significativo per il grado di sforzo (F (1,11397) = 22.31, p <.0001; RLX-EXR = 81 ms), il tipo di stimolo (F (1,11397) = 1.084,52, p <. 0001; incongruente-congruente = 483 ms), l'interazione tra grado di sforzo e stimolo (F (1, 11397) = 0,79, p = 0,0018), e il run (F (1, 11397) = 118.63, p <.0001). Sul numero di errori, l'unico effetto significativo è quello del tipo di stimolo (F (1,668) = 53.92, p <.0001), mentre ai limiti della significatività si assesta l'effetto di interazione tra il grado di sforzo e il tipo di stimolo (p=0.02).
Per i dati fMRI, la mappa di attivazione per l'effetto sul grado di sforzo (EXR-RLX), alla soglia scelta di p = 0.0025 e cluster di dimensioni di 34 voxel, ha rivelato cluster significativi nella corteccia prefrontal mediale, nel giro frontale supriore e nel lobulo paracentrale (con RLX> EXR), oltre che bilateralmente nel solco intraparietale, nella corteccia parietale laterale, nella corteccia visiva primaria e nel verme cerebellare (con EXR> RLX). Altri contrasti sono stati valutati, tra cui l'interazione tra grado di sforzo e tipo di stimolo.
Conclusioni:
La modulazione volontaria di sforzo nello Stroop modifica molto lievemente il numero di errori commessi, ma molto i tempi di reazione. Si tenta di interpretare tali dati come risposta affermativa alla domanda se sia possibile modulare liberamente il grado di risorse mentali investite in un compito, al netto delle variabili “difficioltà intrinseca” e “ricompensa” (parametri dai quali il paradigma cognitivo vigente fa dipendere totalmente lo sforzo mentale). I dati di risonanza funzionale confermano tale ipotesi, aprendo la strada ad eventuali applicazioni cliniche (in neurologia e psichiatria) della modulabilità volontaria della circuiteria alla base delle funzioni esecutive (aumento dell'attività nei circuiti attentivi parietali e nelle aree sensoriali, diminuzione dell'attività nella defaut mode network).
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