martedì 8 luglio 2014

Circuiti cerebrali e comportamenti semplici

di Alberto Carrara, LC
Coordinatore del Gruppo di Neurobioetica (GdN) e
Fellow della Cattedra UNESCO in Bioetica e Diritti Umani

Lo scorso 4 luglio 2014 sulla rivista European Journal of Neuroscience pubblicata nella sola versione online (al momento; doi:10.1111/ejn.12664), un gruppo di neuroscienziati della Brown University hanno pubblicato un interessante lavoro mappando cellula per cellula all’interno di semplici circuiti cerebrali di girino coinvolti in uno specifico comportamento semplice, l’evitamento di collisione con ostacoli ambientali. L’abstract dell’articolo, intitolato Excitation and inhibition in recurrent networks mediate collision avoidance in Xenopus tadpoles, si può leggere QUI.

Come spiegano i ricercatori, il punto di partenza, cioè il razionale dello studio riguarda la modalità di processamento dell’informazione da parte del sistema nervoso. Nello specifico, si pensa che il cervello dei vertebrati processi le informazioni sensoriali provenienti dall’ambiente esterno attraverso reti neuronali distribuite o diffuse (distributed neural networks).

La cosa sorprendente è che ancora oggi non è del tutto chiaro come gli stimoli sensoriali vengano codificati e rilevati da quete reti neurali e nemmeno è sufficientemente provato che ruolo giochi l’inibizione sinaptica in questo processo di appercezione sensoriale.

I ricercatori della Brown University hanno utilizzato il modello comportamentale di evitamento di ostacoli ambientali del girino (il cui nome scientifico risulta essere prorpio quello di Xenopus tadpoles) per comprendere meglio il funzionamento e la caratterizzazione di questi circuiti o reti neurali alla base del processo di percezione sensoriale.

I risultati hanno mostrato come il sistema visivo del girino sia selettivo per stimoli incombenti rilevanti dal punto di vista comportamentale. La rilevazione cerebrale di questi stimoli luminosi avviene in primo luogo a livello del tectum ottico, quella porzione o struttura pari che risulta costituire la maggior parte del mesencefalo dei vertebrati.

L’attività e il comportamento dei neuroni di questa struttura sono state caratterizzate dal punto di vista neurofisiologico. Ci si è resi conto che il meccanismo di inibizione sinaptica gioca un ruolo importante allo scopo di mantenere una sensibilità selettiva nei confronti di uno stimolo visivo comportamentale rilevante.

Questo studio ha permesso di produrre un modello di reti neurali eccitatorie e inibitorie coinvolte in un comportamento semplice come l’evitamento di un ostacolo ambientale.

Questa ricerca si situa all’interno di un progetto più vasto e che coinvolge un settore della riflessione neurobioetica estremamente affascinante: il passaggio dal comportamento alle sue componenti “atomiche”, cioè alle sue strutture neurali che lo mediano e la ricomposizione dalle singole parti al tutto comportamentale.

Questo presuppone l’idea, filosoficamente e neuroscientificamente non provata, che siano le attività eccitatorie/inibitorie di reti neurali a produrre uno specifico comportamento.

Per ulteriori informazioni si può leggere QUI la sintesi che NeuroscienceNews fa.

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