18 Giugno 2018
17:37

Chi sono i neuroni ‘silenziosi’ che raccontano come funziona il nostro cervello

Uno studio mette in luce un nuovo tipo di attività neuronale al di fuori dei normali picchi di potenziale di azione fin ora conosciuti dai ricercatori. Analizzare gli “inter-spike” ci ha permesso, oltre a capire il funzionamento dei processi di ragionamento in tempo reale, di mappare i gruppi di cellule della corteccia prefrontale e dell’ippocampo nel cervello umano.
A cura di Lorenzo Fargnoli

Uno scienziato, identificando un nuovo stato di attività neuronale adibito a elaborare informazioni in tempo reale, è riuscito a mappare più di 15 diversi gruppi di cellule. Lo studio del dottor Joe Z. Tsien del Medical College of Georgia presso l'università di Augusta è andato ad indagare in quel mondo ancora quasi del tutto sconosciuto che è il funzionamento del cervello e delle sue cellule, scoprendo che i neuroni "silenziosi" raccontano di loro molto di più di quando sono "chiaccheroni".

Il silenzio del neurone. Il dottor Joe Z. Tsien fa uso di una metafora poetica per spiegare il funzionamento neuronale: "una superficie oceanica può sembrare calma rispetto a uno tsunami, ma non è mai veramente immobile". I neuroni generano percezioni, pensieri e azioni, emettendo impulsi elettrici chiamati potenziali d'azione o picchi (spike), ma fra un picco e l'altro non c'è un vero e proprio silenzio elettrico, anzi le cellule registrano comunque una certa attività. Fino ad oggi era considerato solo "rumore" elettrico privo di significato, ma la nuova ricerca sembra riscrivere quest'idea. Queste fasi, dette inter-spike, servono a crittografare le informazioni in base alle nostre percezioni e la nostra esperienza.

L'esperimento. Per scoprire quali neuroni entrano in gioco in questa fase è stato elaborato un esperimento. Un topo viene addestrato in un semplice gioco e scansionato durante la sua esecuzione: esposta una parete a un raggio luminoso, se questo scava nel punto indicato e torna nella posizione originaria riceve un premio, se non compie una di queste attività non lo riceve. "Si tratta di un compito semplice, ma in cui è necessario il ragionamento e il modo in cui la mente esegue questo processo non è stato compreso a pieno", afferma Tsien.

Gruppi di neuroni Cercando i neuroni con un uguale inter-spike durante uno stimolo Joe Z. Tsien è riuscito a identificare 15 diversi gruppi di cellule dentro la corteccia e l'ippocampo che lavorano collettivamente per gestire problemi come i cicli del sonno, capire dove siamo, il modo in cui agiamo in risposta a stimoli e competenze acquisite." Per identificare i gruppi cellulari che aiutano il topo ad avere successo, devi scoprire quali sono gli intervalli inter-spike di ogni neurone e quando sono fuori dal loro normale intervallo di occorrenza", dice Tsien." Infatti pare che gli inter-spike meno attesi e al di fuori dalla normale ciclicità siano quelli con il maggior flusso di informazioni.

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