L’università di Trento misura la sintonia di coppia: ecco cosa accade nel cervello quando si interagisce (con complicità)

Portare la ricerca dal laboratorio a casa, dall’ambiente controllato alla vita reale. È lo snodo per conoscere meglio l’interazione umana. Le potenzialità della tecnica sono in continua evoluzione.
In questa direzione è stato compiuto un passo in avanti per capire cosa accade a livello cerebrale quando due persone entrano in contatto e interagiscono tra loro come in una conversazione o nel farsi un regalo e in altre situazioni di cooperazione e scambio.

Metodologia e risultati sono descritti sulla rivista scientifica Neuroimage nell’articolo “Emotional Content and Semantic Structure of Dialogues are associated with Interpersonal Neural Synchrony in the Prefrontal Cortex”.

A firmare il lavoro sono Alessandro Carollo e Gianluca Esposito (corresponding authors), Massimo Stella e Andrea Bizzego dell’Università di Trento (Dipartimento di Psicologia e Scienze cognitive) nell’ambito di una collaborazione internazionale con Mengyu Lim della Nanyang Technological University di Singapore.
Il loro contributo consiste nell’aver fatto nuova luce sull’associazione tra il modo in cui le persone comunicano, in termini di emozioni e di linguaggio, e la loro attività cerebrale.

«Per la prima volta abbiamo combinato tecniche di AI applicate a misurazioni di neuroimaging su due persone contemporaneamente. E, pur avendolo fatto in un laboratorio, abbiamo cercato di creare delle situazioni meno controllate rispetto al solito, in cui ogni coppia partecipante fosse libera di inventare un dialogo e di immaginare di farsi un regalo e di sorprendersi nel riceverlo» dice Alessandro Carollo, primo autore dello studio.

La ricerca ha coinvolto nei laboratori del Dipartimento di Psicologia e Scienze cognitive dell’Università di Trento, a Rovereto, 42 coppie di partecipanti per un totale di 84 persone, di età compresa tra 18 e 35 anni.
«Abbiamo combinato tecniche di intelligenza artificiale con l’imaging cerebrale più avanzata per studiare come le emozioni e la struttura del linguaggio influenzino l’attività cerebrale nelle interazioni. Questo studio rivela che, quando due persone interagiscono, la loro attività cerebrale si sincronizza, soprattutto nella corteccia prefrontale. Il contenuto emotivo e la struttura del linguaggio sono collegati a questa sincronia neurale», spiega Gianluca Esposito.

I dialoghi sono stati trascritti a mano, quindi sono state utilizzate tecniche di intelligenza artificiale per codificare le trascrizioni e arrivare a indici emotivi e indici sintattici/semantici delle conversazioni.

Per le misurazioni di neuroimaging, è stata poi utilizzata la spettroscopia funzionale nel vicino infrarosso (functional Near-Infrared Spectroscopy, fNIRS).
Simile a un elettroencefalogramma, meno invasiva rispetto alla risonanza magnetica e ad altre metodiche, è una tecnica in grado di registrare quale sia nelle diverse aree cerebrali la dinamica dell’emoglobina, la molecola che trasporta l’ossigeno nel sangue. Con una sorgente di luce, che emette fasci di fotoni, e un fotorilevatore sistemati su un caschetto si misura la quantità di luce assorbita dall’emoglobina e si valuta così l’attività cerebrale.
Alessandro Carollo illustra: «È una tecnica facile da trasportare e di poco ingombro: una piccola scatola con un paio di cuffie e i relativi cavi. Sarà sufficiente poi il collegamento con un portatile per avere tutto ciò che serve a studiare le interazioni umane».
Riprende: «La prospettiva è portare la ricerca dal laboratorio a casa, dall’ambiente controllato alla vita reale, in cui le persone siano libere di parlare tra loro e di interagire».
Il contributo del gruppo di ricerca è promettente.

Gianluca Esposito dichiara: «L’approccio migliore sembra essere quello transdisciplinare, che integra contenuto emotivo e informazioni semantiche/sintattiche. I risultati ottenuti sulla sincronizzazione neuronale hanno una serie di risvolti interessanti. Dallo studio emerge che emozioni e struttura del linguaggio influenzano le nostre conversazioni e i processi neurali che guidano poi in modo in cui entriamo in relazione. Ciò apre nuove strade per approfondire le interazioni umane. Pensiamo a quelle tra genitore e figlio, tra partner, amici, o semplicemente di due sconosciuti che si trovano a interagire per caso».

L’articolo
“Emotional Content and Semantic Structure of Dialogues are associated with Interpersonal Neural Synchrony in the Prefrontal Cortex” (doi https://doi.org/10.1016/j.neuroimage.2025.121087) è stato pubblicato dalla rivista scientifica open access Neuroimage.
Corresponding authors sono Alessandro Carollo (che è anche il primo autore) e Gianluca Esposito. Gli altri autori di UniTrento sono Massimo Stella e Andrea Bizzego. Con loro poi Mengyu Lim della Nanyang Technological University di Singapore.