I ricercatori del dipartimento di Neuroscience and Brain Technologies (NBT)
dell'Istituto Italiano di Tecnologia, hanno scoperto che le varie aree
sensoriali sono in competizione tra loro e che si attivano in modo gerarchico
seguendo specifici canali di comunicazione. La scoperta e' descritta sulla
rivista Neuron e pone le basi per lo sviluppo di nuove interfacce elettroniche
per la riparazione cellulare del cervello. Il gruppo di ricercatori, coordinati
da Paolo Medini, team leader del Dipartimento NBT, ha studiato i meccanismi e i
circuiti che consentono alle diverse aree sensoriali del cervello di comunicare
tra loro, svelando un'influenza reciproca tra i diversi gruppi neurali che
ricevono e gestiscono le informazioni provenienti da udito, tatto e vista.
L'attivita elettrica di un gruppo, infatti, inibisce o stimola l'attivita' di un
altro, in modo che la comunicazione delle aree sensoriali verso quelle delle
decisioni motorie sia preclusa o favorita solo per alcuni sensi. "Nella nostra ricerca - ha spiegato Medini - abbiamo preso come modello il sistema visivo dei topi. Grazie all'applicazione di metodi di registrazione e stimolazione dei neuroni ad alta risoluzione temporale e spaziale, siamo riusciti a identificare con precisione i circuiti e le cellule che mediano gli effetti inibitori di un'area sull'altra". In particolare, lo studio evidenzia il rilascio di neurotrasmettitori inibitori da parte dei neuroni nella corteccia uditiva verso i microcircuiti neurali di tatto e vista. Al contrario, i neuroni dedicati all'elaborazione visiva inibiscono le aree corticali acustiche, mentre stimolano le aree corticali che elaborano il senso del tatto. I microcircuiti lungo cui i diversi gruppi neurali comunicano sono stati esplorati con tecniche optogenetiche, che combinano insieme l'esattezza di una modificazione genetica e la semplicita' della fotostimolazione. "I diversi neuroni sono stati modificati geneticamente in modo da esprimere una proteina fotosensibile che, una volta stimolata dall'esterno con fasci luminosi, innesca l'attivita' elettrica nella specifica area sensoriale", ha detto Giuliano Iurilli, studente di dottorato nel dipartimento NBT di IIT e primo autore dell'articolo". "Questo ci ha permesso di registrare - ha continuato - il flusso di comunicazione interno alle connessioni tra le diverse aree, partendo dal momento esatto in cui una di esse e' stimolata". "Penso che la sfida delle neuroscienze sia rappresentata dalla necessita' di riparare i danni che si possono presentare in specifici punti dei circuiti cerebrali", ha detto Medini, team leader nell'Unita' Advanced Neurotechnologies di NBT. "Il nostro studio - ha aggiunto - rappresenta la base da cui sviluppare nuove terapie di riparazione cellulare, infatti ci consente di iniziare a progettare interfacce neuroelettroniche innovative in grado di sostituire le aree sensoriali danneggiate". La scoperta, infine, apre la strada alla comprensione delle modificazioni che avvengono nel cervello a seguito di deprivazioni sensoriali profonde quali la cecita' o la sordita'. "Il prossimo passo della nostra ricerca - ha concluso Medini - sara' di approfondire la conoscenza di come i circuiti neurali si riorganizzano in mancanza di un senso e quindi di intervenire con dispositivi artificiali". Per approfondimenti
fonte: www.sanitanews.it
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