Columbia University nella città di New York

Cos’è l’inferenza transitiva e come si credeva che funzionasse nel cervello?

Greg Jensen: L’inferenza transitiva è stata al centro dello studio in psicologia per più di un secolo. Era una delle metriche principali utilizzate dallo psicologo svizzero Jean Piaget, che ha studiato notoriamente il legame tra lo sviluppo infantile e l’emergere dell’intelligenza.

VF: L’inferenza transitiva è la forma di ragionamento che usiamo quando confrontiamo due oggetti che non abbiamo mai confrontato direttamente l’uno con l’altro prima. Prendere NCAA March Madness, per esempio. Ogni anno, le persone in tutto il paese costruiscono staffe decidendo quale squadra di basket del college avanzerà in ogni turno, anche se non hanno mai visto le due squadre affrontarsi. Per prendere queste decisioni, il cervello passa al setaccio i suoi banchi di memoria. Fa una “congettura” istruita su quale squadra uscirà in cima: se la Squadra A di solito batte la Squadra B e la Squadra B di solito batte la Squadra C, allora è logico supporre che la Squadra A batterà la Squadra C. Questa è inferenza transitiva.

HT: Piaget considerava l’inferenza transitiva una misura dell’intelligenza, e fino agli anni ‘ 70 era dato per scontato che questo tipo di pensiero di alto livello sorge solo in ritardo nello sviluppo, una volta che inizi a pensare in termini di astrazioni concrete. Il pensiero era che solo un adulto umano con un cervello completamente sviluppato era capace di questo tipo di ragionamento.

Quel pensiero si è evoluto più recentemente?

HT: Alla fine degli anni 1990 e all’inizio degli anni 2000, prove chiare e indiscusse di inferenza transitiva sono state trovate al lavoro su più specie. Ad esempio, animali non mammiferi come piccioni e polli hanno utilizzato un ragionamento transitivo simile all’inferenza durante l’esecuzione di compiti. Questi risultati hanno iniziato un cambiamento nel campo. Tutti abbiamo iniziato a capire che l’inferenza transitiva non era unicamente umana ed era più traducibile tra le specie di quanto si pensasse in precedenza.

GJ: Un indizio per comprendere l’inferenza transitiva era che sembrava particolarmente importante per gli animali che vivevano in gruppi sociali grandi e complessi, rispetto a quelli che vivono in piccoli gruppi o che sono raccoglitori solitari.

Qual è il legame tra gruppi sociali complessi e inferenza transitiva?

GJ: Gruppi sociali complessi — ad esempio come quelli osservati tra pinguini, scimmie o balene in natura — sono strutturati in gerarchie sociali. Sarebbe quasi impossibile per un animale memorizzare la gerarchia sociale dell’intero gruppo, giorno dopo giorno, per imparare il proprio posto in quella gerarchia.

HT: Per aggirare la necessità di memorizzare, l’animale deduce la sua classifica sociale osservando le interazioni dei suoi vicini e quindi estrapolando. Il suo cervello fa tutto questo senza usare il linguaggio.

VF: La scoperta più eccitante della nostra ricerca più recente indica che il cervello risolve questi problemi spazialmente, che è qualcosa che puoi fare senza il linguaggio.

Cosa significa risolvere il problema spazialmente?

GJ: Per svolgere compiti complessi di ragionamento deduttivo, abbiamo scoperto che viene utilizzata la mappa cognitiva del cervello, la parte del cervello che una volta si pensava fosse coinvolta nelle relazioni spaziali.

HT: La mappa cognitiva è stata originariamente concepita dagli psicologi come una mappa interna dell’ambiente circostante-incisa nel cervello-per aiutare a trovare la propria strada. Ma la gente ora ipotizza che le mappe cognitive abbiano usi oltre la navigazione; come rappresentare relazioni astratte.

VF: La nostra ricerca più recente ha dimostrato che le mappe cognitive possono dedurre le relazioni sociali proprio come deducono quelle spaziali. Questo rende l’apprendimento più efficiente. Proprio come non è necessario memorizzare ogni possibile percorso su una mappa per trovare la strada verso una nuova destinazione, un animale non ha bisogno di memorizzare la posizione di tutti nel loro gruppo sociale. Può applicare una piccola quantità di logica per aiutarlo a navigare in quella decisione.

Quali sono i grandi takeaway di questa scoperta?

VF: Questo lavoro evidenzia la natura essenziale dell’inferenza transitiva. Poiché è conservato in centinaia di milioni di anni di evoluzione, è probabilmente un processo fondamentale.

HT: I nostri risultati sono in contrasto con la nozione che l’inferenza transitiva richiede un cervello avanzato; anche in assenza di linguaggio o di un cervello grande, possono essere fatte inferenze complesse.

GJ: Sebbene l’architettura neurale sottostante differisca tra le specie, ci sono modelli comuni che sono alla base del modo in cui l’evoluzione ha risolto le decisioni.

Come speri di utilizzare questa conoscenza per il futuro?

HT: Ora stiamo iniziando a studiare questa forma di ragionamento in disturbi come l’autismo. Ci sono prove preliminari che i bambini con diagnosi di autismo possono essere carenti in questo tipo di apprendimento.

VF: La nostra previsione è che i bambini autistici avrebbero più difficoltà a fare previsioni in base a ciò che hanno imparato. Mentre approfondiamo ulteriormente i nostri studi, è incredibile ciò che stiamo scoprendo sulle capacità del cervello.

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Herbert Terrace, PhD, è un professore di psicologia della Columbia.

Vincent Ferrera, PhD, è un ricercatore principale presso l’Istituto Zuckerman della Columbia e professore di neuroscienze presso il Vagelos College of Physicians and Surgeons della Columbia.

Greg Jensen, PhD, ha completato la sua formazione post-dottorato come membro di Terrace e Ferrera labs. Ora è un visiting assistant professor di psicologia al Reed College.

I documenti a cui si fa riferimento in questo Q& A sono:

Jensen G, Alkan Y, Ferrera VP, Terrace HS. 2019. La scienza avanza 5(7).

Jensen G, Terrace HS, Ferrera VP. 2019. Frontiers in Neuroscience 13 (878).

Questa ricerca è stata supportata dal National Institute of Mental Health (NIH-MH081153 e NIH-MH111703) e dal Kavli Institute for Brain Sciences alla Columbia.

Gli autori non segnalano conflitti di interesse finanziari o di altro tipo.