domenica 26 gennaio 2014

Come il cervello controlla il movimento delle nostre braccia

di Alberto Carrara, LC

Un passo in più verso una miglior comprensione di come il nostro cervello (in particolare, la nostra corteccia motoria) controlli il movimento degli arti superiori (braccia) è stato compiuto dai ricercatori della Stanford School of Engineering proprio qualche giorno fa con la pubblicazione, sulla prestigiosa rivista Neuron (vol. 81, n. 2, pp. 438-451; Published online January 22 2014 doi:10.1016/j.neuron.2013.11.003), di un articolo intitolata: Neural Dynamics of Reaching following Incorrect or Absent Motor Preparation.

Il video Neural prosthetics: understanding reach planning è disponibile sulla pagina dell’istituzione americana, come pure su YouTube. Vedi video qui.



Krishna V. Shenoy e i colleghi: K. Cora Ames e Stephen I. Ryu, hanno approfondito le ricerche sull’attività neuronale della corteccia motoria delle scimmie allo scopo di migliorare ulteriormente la progettazione e la funzionalità delle protesi biomeccaniche che si interfacciano con il cervello umano e che già oggigiorno stanno consentendo a pazienti con lesioni mutilanti, di condurre una vita migliore, almeno con un’aumentato grado di autonomia personale.

Di seguito ripropongo la sintesi in inglese dello studio pubblicato su Neuron il 22 gennaio:

Highlights
Neural trajectories do not achieve the prepare-and-hold state without a delay period. Motor cortical activity responds more quickly to target cues than to the go cue. Initial target-related activity is similar between delayed and nondelayed reaches.

Summary
Moving is thought to take separate preparation and execution steps. During preparation, neural activity in primary motor and dorsal premotor cortices achieves a state specific to an upcoming action but movements are not performed until the execution phase. We investigated whether this preparatory state (more precisely, prepare-and-hold state) is required for movement execution using two complementary experiments. We compared monkeys’ neural activity during delayed and nondelayed reaches and in a delayed reaching task in which the target switched locations on a small percentage of trials. Neural population activity bypassed the prepare-and-hold state both in the absence of a delay and if the wrong reach was prepared. However, the initial neural response to the target was similar across behavioral conditions. This suggests that the prepare-and-hold state can be bypassed if needed, but there is a short-latency preparatory step that is performed prior to movement even without a delay.
Sul portale NeuroscienceNews.com si può leggere un’approfondimento allo studio con l’intervista all’autrice.


A novembre dell’anno scorso (2013) mi ero occupato su questo blog di questo settore della ricerca neuroscientifica, soprattutto dopo aver partecipato, a Roma presso l’Università RomaTre, al VII Annual Ri.MED ScientificSymposium intitolato: Advances in Neuroscience. Presented in memory of Rita-Levi Montalcini,
in cui scienziati provenienti dall'Italia e dagli Stati Uniti, in particolare, dall'Università di Pittsburgh, hanno esposto le loro ricerche sugli ultimi sviluppi della ricerca sui motoneuroni e la corteccia motoria, in particolare si sono presentati i risultati degli studi relativi all'interfaccia cervello-macchina (mind-body-machine interface).




Ho ripreso questi sviluppi nella mia lezione del 6novembre 2013 agli studenti di filosofia dell’Ateneo Regina Apostolorum di Roma e nella mia introduzione all’incontro del Gruppo di Ricerca in Neurobioetica del 29 novembre relativo al potenziamento neuro-cognitivo e il trans-post-umanesimo.

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