Cervello, ecco i neuroni sentinella

Cervello, ecco i neuroni sentinella.Come fa il cervello ad accorgersi dei cambiamenti che avvengono intorno a noi? Grazie ai “neuroni sentinella”. La scoperta è frutto della collaborazione fra i ricercatori del Riken Brain Science Institute in Giappone e del Laboratorio di Biochimica Clinica e Biologia Molecolare dell’Università di Pisa. Lo studio è stato pubblicato questa settimana sulla prestigiosa rivista Cerebral Cortex.

I ricercatori hanno scoperto che alcune aree del sistema visivo si comportano come vere e proprie “sentinelle” nei confronti dei cambiamenti nello stimolo. L’attivazione dei neuroni di queste aree aumenta infatti ogniqualvolta vi è un cambiamento nel mondo che ci circonda. Nello studio gli scienziati hanno utilizzato la risonanza magnetica funzionale (fMRI) per misurare istante per istante l’attività cerebrale mentre i volontari venivano esposti a stimoli visivi le cui caratteristiche venivano mutate in maniera imprevedibile. In questo modo hanno dimostrato che alcune aree della corteccia visiva, chiamate V4, VO e V3B, segnalano prontamente cambiamenti delle proprietà dello stimolo visivo, come il movimento o l’intensità di luce.

“Percepire cambiamenti nell’ambiente che ci circonda è cruciale per la sopravvivenza dell’individuo – spiega il Prof. Pietro Pietrini, direttore del laboratorio pisano che ha preso parte a questa ricerca e ora a capo della Psicologia Clinica pisana – in quanto permette di rispondere rapidamente a potenziali pericoli: si pensi ad esempio al movimento appena percettibile nella vegetazione dietro cui si nasconde una preda, o all’ombra che precede l’imminente attacco di un uccello predatore, ma anche a come rispondiamo prontamente all’aumento di luminanza dei fari posteriori che segnalano che l’auto davanti a noi sta frenando”. “Queste strutture corticali contengono un vero e proprio sistema di vigilanza per la rilevazione degli eventi salienti”, afferma Pietrini.

Mauro Costagli

Nella foto: Mauro Costagli, a fianco della risonanza magnetica a 7 Tesla di Pisa.

La ricerca è stata condotta dal Dott. Mauro Costagli (nella foto), giovane studioso rientrato in Italia dopo molti anni trascorsi presso i laboratori del Riken Brain Science Institute giapponese, uno dei centri più importanti al mondo per la ricerca sul cervello. Laurea in Ingegneria conseguita brillantemente presso l’Università di Pisa, dottorato di ricerca sotto la guida del Prof. Pietrini, Costagli è oggi tornato a fare scienza a Pisa presso la Fondazione IMAGO7, dove sta lavorando alla messa a punto del tomografo di risonanza a 7 Tesla, il più potente sistema di risonanza magnetica in Italia, e uno dei pochissimi in Europa.

“Il nuovo tomografo permette di esaminare nel dettaglio la struttura e il funzionamento del cervello umano in maniera non invasiva. Comprendere i più fini meccanismi cerebrali alla base della percezione del mondo esterno e della vita emotiva apre importanti prospettive anche in campo neurologico e psichiatrico, specialmente per quelle patologie di cui ancora non si conoscono i correlati cerebrali”, commenta Mauro Costagli.

“Mauro è rientrato in Italia dopo sette anni di ricerca ad alto livello in Giappone… E’ un giovane promettente, bell’esempio di giovane brillante laureato Italiano che, dopo un lungo periodo all’estero, in uno dei posti più prestigiosi del mondo per lo studio del cervello, ha deciso di tornare e di mettersi alla prova in un progetto di grande ambizione, contribuendo all’eccellenza della ricerca nel nostro Paese”, ha dichiarato a BrainFactor con orgoglio Pietrini.

Reference:

Mauro Costagli, Kenichi Ueno, Pei Sun, Justin L. Gardner, Xiaohong Wan, Emiliano Ricciardi, Pietro Pietrini, Keiji Tanaka e Kang Cheng. Functional Signalers of Changes in Visual Stimuli: Cortical Responses to Increments and Decrements in Motion Coherence. Cerebral Cortex Advance Access published September 25, 2012 http://cercor.oxfordjournals.org/content/early/2012/09/24/cercor.bhs294.full.pdf

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