Il Cervello Multi-Tasking - Albanese

8/2/2019 Il Cervello Multi-Tasking - Albanese

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Il Cervello Multi-Tasking

Quante cose possiamo realmente fare allo stesso tempo?

Francesco Albanese

Si dice che Napoleone fosse in grado di fare cinque cose contemporaneamente. In particolare, sembra fosse in

grado di dettare ai suoi segretari fino a cinque lettere, saltando dalluna allaltra senza perdere il filo del discorso.

Di testimoni oculari in grado di confermare questa sua capacit oggi non ce ne sono pi e pertanto non sappiamo

quanto di questa affermazione sia leggenda e quanto verit, anche se in definitiva la questione non appare poi

cos improbabile. La cosa certa che limperatore francese non sapeva che ai giorni nostri questa sua capacit

avrebbe preso il nome di multi-tasking.

Cos il Multi-Tasking

Il termine multi-tasking (dallinglese task, compito) appartiene allinformatica, ed la capacit di un sistema ope-

rativo (Windows, Linux, per citarne solo un paio) di eseguire pi compiti, pi task, contemporaneamente: scari-

chiamo la posta, mentre navighiamo su internet ed ancora mentre magari stiamo installando un programma e

abbiamo una sessione di video-chat aperta. Senza contare che anche il sistema operativo, per funzionare, ha bi-

sogno di eseguire costantemente alcuni processi dei quali non ci accorgiamo, un po come non ci accorgiamo che

nel nostro corpo il sangue circola nelle vene e gli zuccheri vengono bruciati. E il bello di questa faccenda che

possiamo passare a nostro piacimento da un taskallaltro, da unafinestra allaltra, e verificare che, mentre navi-

gavamo su internet, la posta stata scaricata, il programma stato installato e la video-chat ancora l, funzio-

nante, con un nuovo messaggio al quale dobbiamo rispondere. Il principio di funzionamento che sta alla base del

multi-tasking nel computer lo stesso di quello di Napoleone, con la sola differenza che nel primo caso gestito

dal sistema operativo, nel secondo dal cervello.

Cervello e Computer Multi-Tasking

Non certo questa la prima volta in cui viene fatto un parallelo tra il cervello ed il computer. E il motivo per cui

questa analogia viene continuamente riproposta che semplicemente funziona. Nel computer c un sistema

operativo che organizza le informazioni memorizzate e che fa da interfaccia con lesterno occupandosi di tra-

sformare le richieste in un linguaggio comprensibile dallarchitettura interna, dallhardware; un processore

(CPU) che si occupa di elaborare le richieste, i task, e di restituire il risultato; ci sono una memoria a lungo termi-

ne e una memoria temporanea, volatile; ci sono infine circuiti che si occupano di gestire le informazioni audio e

video, o sensoriali (ed esempio, gli input da tastiera). Nel cervello possiamo grossomodo individuare gli stessi

principi di funzionamento. Anche qui sono presenti circuiti che trasformano gli stimoli provenienti dallesterno

in informazioni (elettrochimiche) comprensibili dal cervello; circuiti che si occupano di gestire le informazioni

audio e le informazioni video o quelle sensoriali; una memoria a breve termine ed una a lungo termine, e co-s via. Ci sono per alcune forzature, non da poco: tanto per fare un esempio, se nel computer il processore un

quadratino di silicio dalle dimensioni e dai confini limitati, nel cervello non esiste unarea univoca e ben definita

che si occupa di elaborare le richieste e di restituire il risultato. Piuttosto lintero cervello a essere anche pro-

cessore. Riguardo la memoria, invece, se nel computer funziona in modo sequenziale (vale a dire ci si accede at-

traverso un indice), nel nostro cervello il principio di funzionamento di tipo associativo (vale a dire che

laccesso ad un ricordo apre potenzialmente laccesso a molti altri, e non ad uno solo).

Nel computer, il multi-tasking gestito dal sistema operativo, attraverso due suoi componenti: loschedulered il

dispatcher(fig. 1). Il primo si occupa di decidere quale taskeseguire, tra le richieste che gli arrivano contempo-

raneamente; il secondo si occupa di assegnare il controllo della CPU al taskscelto dalloscheduler. Ad esempio, se

al sistema operativo arriva la richiesta di esecuzione contemporanea del task A e del task B, lo schedulerdecide a

quale dei due dare la precedenza di esecuzione (supponiamo al task A) ed invia lesito della sua decisione al di-

spatcheril quale richiede alla CPU di occuparsi dellelaborazione del task A.


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Figura 1

Dopo alcuni istanti, lo schedulerdecider di passare allesecuzione del task B ed invier questa informazione aldispatcherche a sua volta richieder alla CPU di sospendere lesecuzione del task A a favore del task B. Questo

passaggio dallesecuzione di un compito ad un altro, che chiaramente valido anche quando il numero di task da

eseguire maggiore di due, prende il nome di content switch, a sottolineare che i task vengono eseguiti alternati-

vamente, e solo apparentemente in contemporanea. Infatti la CPU (se stessimo parlando di cervello potremmo

dire lattenzione) viene dedicata un po ad un task, un po ad un altro.

Come il computer, anche il cervello in grado di elaborare in contemporanea informazioni di diversa natura e di

eseguire pi compiti simultaneamente. Ne abbiamo esperienza ogni giorno: camminiamo mentre cerchiamo nel-

la tasca le chiavi di casa; guidiamo lauto mentre programmiamo la nostra serata e ascoltiamo musica; una casa-

linga esperta gira il sugo, parla al telefono incastrato tra la spalla e un orecchio, mentre con laltro segue il pro-

gramma della lavatrice, il tutto tenendo docchio il bambino che vaga per la cucina.

Ma allora, c davvero molto da invidiare a Napoleone? In realt, la casalinga del nostro esempio, per fare cinque

cose allo stesso momento, inconsapevolmente sta utilizzando due scorciatoie. Per facilitarsi la vita, il cervello uti-

lizza attenzione divisa e apprendimento.

Le Scorciatoie del Cervello

Chiunque sia stato a una festa sa perfettamente che possibile focalizzare lattenzione sulla conversazione che

stiamo intrattenendo con il nostro accompagnatore, mettendo in secondo piano il brusio, le chiacchiere e il ru-

more dellintera sala. Questo fenomeno, chiamato non a caso dagli psicologi effetto party, un esempio efficace di

attenzione selettiva, vale a dire la capacit di focalizzare lattenzione su una specifica e ben definita categoria di

stimoli, perch ritenuti dinteresse o dimportanza maggiore rispetto agli altri (che sono cos esclusi

dallelaborazione). Lattenzione selettiva quindi una strategia adottata dal cervello per economizzare le risorse

dellorganismo, per evitare cio di elaborare informazioni inutili o irrilevanti.

Lattenzione selettiva lingrediente fondamentale per lapprendimento di una competenza. Chi guida lauto or-

mai da qualche anno, sa bene quanto pi semplice sia guidare oggi, rispetto alle prime volte che si seduto al vo-lante. Allora la faccenda appariva piuttosto complicata: cera da coordinare i piedi sui pedali del freno e della fri-

zione, da ascoltare il suono del motore per cambiare marcia al momento giusto, da premere la frizione assieme al

pedale dellacceleratore; e tutto questo mentre ci si doveva muovere nel traffico! Cera quindi da capire di quanto

lauto svoltasse a destra o a sinistra in base alla quantit di forza muscolare che mettevamo nel girare il volante,

quanto peso caricare sul pedale del freno per frenare ma non inchiodare; cera da decidere in pochi istanti quan-

do fermarsi e quando passare a un incrocio, chi aveva la precedenza, dove e se poter sorpassare; e da rispondere

costantemente ad amletici dilemmi, del tipo: quellauto ha intenzione di svoltare? Dove sta andando? Le sono

troppo vicino? Mi far passare o mi verr addosso?

Durante esperienze di apprendimento come questa, lattenzione selettiva e praticamente del tutto focalizzata

sulle competenze che stiamo apprendendo. Al contempo, le risorse cognitive sono impiegate in maniera quasi

esclusiva nellelaborazione degli stimoli pertinenti. Dopo qualche anno, quando ormai i comportamenti di guida

sono divenuti iperappresi, non c pi bisogno di unattenzione selettiva rivolta alla guida, n per quanto riguarda

laspetto pi tecnico (coordinazione degli arti, sequenza delle manovre, ecc.), n per la gestione delle dinamiche


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del traffico (distanza di sicurezza, precedenze, posizione del veicolo sulla carreggiata, ecc.). Dopo che si real-mente appreso come guidare, la pratica di guida nella sua totalit viene registrata nella memoria procedurale, di-ventando cos un qualcosa che sappiamo fare, mi si passi il termine, in automatico. Lapprendimento, dunque, ciconsente di non dover dedicare pi troppa attenzione al compito che stiamo eseguendo, perch ci sono gi notilinsieme di stimoli che dobbiamo elaborare e linsieme delle risposte che possiamo, e dobbiamo, dare. A questopunto, quindi, ci possiamo anche concedere il lusso di unattenzione divisa e, proprio grazie a questa capacit,

possiamo ascoltare la radio mentre guidiamo, o parlare col passeggero, o ancora fare progetti per la serata. Nelcaso di un guidatore esperto, lattenzione divisa tra il compito della guida e il compito accessorio (ascoltare,parlare, progettare). Dividendo lattenzione possibile svolgere contemporaneamente due o pi attivit, una del-le quali anche piuttosto complessa come la guida.Per tornare allesempio della nostra casalinga, lattenzione della donna si divide tra i cinque compiti (girare il su-go, tenere il telefono tra spalla e orecchio, parlare al telefono, seguire il programma della lavatrice, guardare ilbambino). Ma cosa accade realmente nel cervello quando la nostra attenzione focalizzata su un compito da ese-guire?

Il Cervello Mono-Tasking

La corteccia prefrontale gioca un ruolo fondamentale nel rapporto che lessere umano stabilisce con lambiente.In particolare, deputata alla gestione delle funzioni esecutive, vale a dire quelle funzioni che comprendono pro-

cessi mentali quali lattenzione, la progettazione, lapprendimento, la memoria di lavoro, la soluzione di proble-mi. Va da s che trovarsi a dover eseguire un compito con efficacia comporti lutilizzo di questarea cerebrale, an-che se le modalit di attivazione del cervello cambiano a seconda che ci si trovi di fronte alla necessit di eseguireuncompito semplice, uncompito complesso, due opi compiti.Lesecuzione di un compito semplice, che nasce da un nostro semplice desiderio del tipo: voglio quel biscotto, sitraduce nellattivazione della corteccia prefrontale anteriore, dove si forma lintenzione, l obiettivo. Questa inten-zione viene trasmessa alla corteccia prefrontale posteriore, la quale si occupa di comunicare al resto del cervelloche c da prendere quel biscotto. Cos, il braccio si muove verso il dolcetto, la mano lo afferra e la nostra mente sadove il biscotto si trovi adesso.Durante lesecuzione di un compitocomplesso, si attivano tre diverse reti neuronali, ognuna delle quali si occupadi un aspetto specifico della soluzione:(a)Alert State Network, una rete che si occupa di mantenere alto lo stato di allerta, indispensabile per ottenerebuoni risultati in compiti che richiedono limpiego delle funzioni cognitive superiori. Gli studi di neuroimagingmostrano attivit neuronale nelle regioni fronto-parietali, ogniqualvolta ci si trovi in uno stato di allerta, ancheper un brevissimo periodo.(b) Orientation and Selection Network, una rete che si occupa di selezionare informazioni specifichedallambiente e di orientare lattenzione (sia per riflesso che volontariamente) verso una specifica sorgente distimoli, quelli di interesse per il soggetto. Le aree attivate durante lorientamento sono il pulvinar, il collicolo su-periore, il lobo parietale superiore e le aree frontali oculari.(c) Executive Control Network, una rete che si occupa di monitorare e risolvere conflitti tra i calcoli che si verifi-cano in aree cerebrali differenti e che per questo coinvolge operazioni mentali complesse. attivata in situazioniche richiedono pianificazione o decisione, riconoscimento di errori, emissione di risposte nuove (o non ancoraben apprese), oppure in quelle situazioni che appaiono pericolose o difficili da risolvere, ma anche nel supera-mento di azioni abituali. Importante nodo di questa rete la corteccia cingolata anteriore che, assieme alla cor-teccia fronto-laterale, riceve le afferenze del sistema dopaminergico provenienti dallarea tegmentale ventrale.

Se ad esempio vogliamo attraversare un ruscello a piedi senza bagnarci, la rete (a) provveder a mantenere altolo stato di allerta (attenzione, ti puoi bagnare!), la rete (b) si occuper di selezionare gli stimoli utili per questocompito (dov il prossimo sasso sporgente su cui poggiare il piede?) ed infine la (c) si impegner per fare la sceltamigliore (meglio quel sasso o quellaltro?).Ma cosa accade quando c un altro compito da eseguire contemporaneamente? E quando i compiti sono pi didue?

Il Cervello Multi-Tasking

La corteccia prefrontale anteriore conferisce allessere umano labilit di perseguire simultaneamente pi scopi.Il punto : con quale accuratezza? A questa domanda ha dato risposta un recentissimo studio di neuroimagingcondotto su 32 partecipanti da Etienne Koechlin e Sylvain Charron dell'agenzia di ricerca biomedica francese IN-SERM di Parigi. Koechlin e Charron hanno mostrato che lavorare su un singolo compito attiva la corteccia pre-

frontale anteriore, e successivamente la posteriore, di entrambi gli emisferi cerebrali. Ma quando viene aggiunto


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un compito da svolgere in simultanea, il cervellosuddivide il lavoro tra i suoi due emisferi: dalla Risonanza Ma-

gnetica funzionale si potuto osservare che lattivit della corteccia prefrontale dellemisfero destro corrispon-

deva allesecuzione di un compito, quella del sinistro allesecuzione dellaltro. Ogni lato del cervello lavorava in-

dipendentemente, eseguendo i due compiti in maniera soddisfacente. Per, nel momento in cui ai partecipanti

veniva assegnato un terzo compito, questi cominciavano ad avere qualche difficolt e spesso si dimenticavano di

eseguirne uno. Inoltre, facevano il triplo degli errori di quando dovevano eseguire solo due compiti. Koechlin so-

stiene che il cervello non pu gestire in maniera efficace pi di due compiti perch ha solo due emisferi.Riprendendo lanalogia tra cervello e computer, che avevamo momentaneamente abbandonato per approfondire

la conoscenza del funzionamento del cervello che si trova a dover eseguire compiti, potremmo dire che: nel caso

di un compito semplice da eseguire, il cervello si comporta come un computer con sistema operativo mono-

tasking, ma con due CPU: il singolo compito viene eseguito da entrambi i processori, da entrambi gli emisferi del

cervello (fig. 2). Lo stesso avviene nel caso in cui si debba eseguire un compito complesso, anche se le risorse ne-

cessarie per la sua soluzione sono maggiori, come maggiori sono le aree cerebrali implicate (fig. 2).

Figura 2

Di fronte alla necessit di eseguire due compiti contemporaneamente, il cervello si comporta ancora come un

computer con sistema operativo mono-tasking con due CPU, ma in questo caso non necessario n unoscheduler,

n un dispatcher, perch i due task vengono eseguiti contemporaneamente, in parallelo dai due processori, daidue emisferi del cervello (fig. 3).

Figura 3

I problemi nascono quando i compiti da eseguire sono pi di due. In questo caso, pur impiegando entrambi gli

emisferi, entrambi i processori, il cervello deve necessariamente comportarsi da multi-tasking (fig. 4).


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Figura 4

Cos si d un gran da fare giocando la carta dellattenzione divisa tra i compiti da eseguire, cercando il pi possibi-le di funzionare anche comeschedulere dispatcher. Ma se nel computer loschedulergestisce molto democratica-mente i task in base ad un freddo algoritmo, con la garanzia inoltre di ritrovare nello stesso identico stato il task

che era stato sospeso, nel cervello tutte queste garanzie non ci sono. Infatti, intervengono fattori esterni ai com-piti, quali apprendimento, motivazione, stati danimo, e cos via, che vanno a condizionare, e direzionare,lattenzione su uno specifico compito piuttosto che su un altro. Riprendendo lesempio della pratica di guida, co-me gi detto, il fatto che sia stata appresa rende possibile lesecuzione di altri compiti in contemporanea, comeparlare col passeggero e ascoltare musica. Ma pensiamo a cosa succede se un veicolo, inaspettatamente ci tagliala strada. Sorpresa, paura, allerta! Immediatamente ogni risorsa cerebrale dirottata sul compito guida: le trereti (a, b, c) si attivano immediatamente per eseguire e superare con successo questo task. Una volta superato ilcompito, incolumi, il cervello-schedulerpu distogliere lattenzione dal taskguida e tornare ai task colloquio col

passeggero e ascolto musica. Ma cosa stavamo dicendo? E che brano stavano dando alla radio qualche istantefa? Ebbene s, qualcosa andato perso. O meglio, niente si perde, ma non sono stati creati sufficienti appigli perrecuperare informazioni sugli ultimi secondi dei compiti che accompagnavano i taskguida.Forse ha proprio ragione Koechlin, il cervello non fatto per il multi-tasking. Possiamo sfidare continuamentenoi stessi e le nostre capacit individuali, mettendoci continuamente alla prova, ma dobbiamo anche mettere in

conto la possibilit che i risultati non siano poi cos soddisfacenti. E dobbiamo mettere in conto anche il fatto checerti compiti, certi task, hanno la priorit su altri, come ad esempio quelli il cui buon esito ci garantisce la so-pravvivenza e la salute. La motivazione interna allesecuzione corretta di questi task cos forte che pu portarea quello che viene chiamatosequestro neuronale, vale a dire limpiego totale delle risorse cerebrali per la soluzio-ne di quellunico compito, trascurando gli altri. Questo ci ricorda un po quello che accade nei computer con si-stemi operativi pi datati, quando un task non cede il controllo allo scheduler perch vengano eseguiti altri com-piti, e diciamo che il computer si bloccato. Il principio di base lo stesso. La differenza che il nostro cervellonon ha il tasto reset.

Riferimenti bibliografici

Benedetti, F. (2005). Fisiologia delle funzioni esecutive frontali: correlazioni con il sistema extrapiramidalie.http://www.limpe.it/2005/corso/testo%201.pdf

Charron, S. e Koechlin E. (2010). Divided Representation of Concurrent Goals in the Human Frontal Lobes. Science 16 April 2010: Vol.328. no. 5976, pp. 360 363

Joelving, Frederik (2009). Mental Bottleneck. Scientific American Mind, Nov/Dic 2009, Vol.20, Numero 6 Posner MI e Petersen SE (1990). The attention system of the human brain. Annu Rev Neurosci 1990, 13:25-42. Telis G. Telis (2010). Multitasking splits the brain, 15 aprile 2010 http://news.sciencemag.org/sciencenow/2010/04/multitasking-

splits-the-brain.html

Francesco Albanese Psicologo, Psicoterapeuta, Specialista in Psicologia Clinica, Giornalista. Da anni si occupa di divulgazione su cartastampata ed on-line, contando numerose pubblicazioni in materia di Attaccamento in et adulta e Psicologia Clinica, Psicologia del Traffico,Psicologia della Musica. co-fondatore della testata on-line PsicoLAB.net ed attualmente dirige le riviste on line di informazione scientificaNeuroscienze.net e AltraNatura.it. Ha partecipato a svariati eventi in qualit di relatore e spesso fornisce la propria consulenza in trasmissio-ni radiofoniche o per la carta stampata italiana e internazionale. Collabora alla ricerca in campo di Attaccamento col Dipartimento di Psichia-

tria, Neurobiologia, Farmacologia e Biotecnologie dellUniversit di Pisa. Attualmente, oltre a quelli gi citati, i suoi interessi riguardano gliaspetti psicologici correlati alla dimensione spirituale dellessere umano.


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pagine.

Esempi:

Art ico l i pubb l ica t i su Giorn a le: Gillberg, C. (1990). Autism and pervasive developmental

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Libr i: Atkinson, J. (2000). The developing visual brain . Oxford: Oxford University Press Oxford Psychology

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Co n t r i b u t i a L ib r i: Rojahn, J, e Sisson, L. A. (1990). Stereotyped behavior. In J. L. Matson

(Ed.),Handbook of behavior m odification w ith the m entally retarded(2nd ed.). New York: PlenumPress.

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