Rapporti fra attività cerebrale a riposo e durante un compito
ROBERTO COLONNA
NOTE
E NOTIZIE - Anno XIII – 27 giugno 2015.
Testi pubblicati sul sito
www.brainmindlife.org della Società Nazionale di Neuroscienze “Brain, Mind
& Life - Italia” (BM&L-Italia). Oltre a notizie o commenti relativi a
fatti ed eventi rilevanti per la Società, la sezione “note e notizie” presenta
settimanalmente lavori neuroscientifici selezionati fra quelli pubblicati o in
corso di pubblicazione sulle maggiori riviste e il cui argomento è oggetto di
studio dei soci componenti lo staff dei
recensori della Commissione Scientifica
della Società.
[Tipologia del testo: RECENSIONE]
Un progresso epocale nello studio delle basi neurali dell’attività psichica e del comportamento umano è stato compiuto quando si è avuta la possibilità di visualizzare con metodiche di neuroimmagine il nostro encefalo in funzione durante compiti sperimentali. La massima parte degli studi condotti sulle basi delle nostre attività cognitive e comportamentali, sia in condizioni normali che patologiche, si basa su quadri neurofunzionali ricavati da scansioni di tomografia in risonanza magnetica funzionale (in passato anche da indagini PET), e solo raramente sullo studio di correlati elettrofisiologici.
Anche quando siamo a riposo, ossia non siamo impegnati in attività motorie e il flusso mentale è passivamente lasciato a seguire le percezioni, senza alcuna intenzione cosciente di elaborazione o discorso interno, il cervello è attivo. Le differenze fra questo stato e quello che si accompagna a compiti sperimentali sono minori di quanto si possa immaginare e, in gran parte, rilevate grazie all’analitica osservazione dei ricercatori. Alcuni hanno dimostrato che configurazioni funzionali (patterns) in stato di quiete rassomigliano molto alle configurazioni funzionali rilevate durante un comportamento attivo e, pertanto, si pone un grosso problema, sia all’interpretazione corrente di stato di riposo, sia all’attribuzione del valore di correlati funzionali di un determinato compito alle immagini che ne accompagnano l’esecuzione.
Pertanto, un problema di estremo rilievo nelle neuroscienze consiste in una migliore distinzione fra attività spontanea del cervello ed attività specificamente dedicata ad un compito. A tal fine si è ritenuto necessario approfondire il rapporto tra il pattern di funzione corrente il pattern di funzione dedicata, per cercare di chiarire, non solo come gli schemi funzionali evocati da un compito modificano la configurazione fisiologica di fondo, ma anche se e come tale quadro generico interagisce, contribuisce o partecipa alla costituzione del pattern che possiamo riconoscere durante l’esecuzione di un compito particolare.
In questo
ambito, Maurizio Corbetta, Sara Spadone e vari colleghi hanno condotto uno
studio per valutare come l’attività cerebrale spontanea in corso è modificata
dall’esecuzione di un compito e se e come l’attività di fondo, a riposo, influenza quella evocata dal
compito (Spadone S., et al., Dynamic reorganization of human
resting-state networks during visuospatial attention. Proceedings of The National Academy of Sciences
USA – Epub ahead of print doi: 10.1073/pnas.1415439112,
2015).
La provenienza degli autori dello
studio è la seguente: Department of Neuroscience, Imaging and Clinical Science
and Institute of Advanced Biomedical Technologies, University G. D’Annunzio,
Chieti (Italia); Department of Neurology, Radiology Anatomy and Neurobiology,
Washington University School of Medicine, St. Louis, MO (USA).
[Il lavoro è stato edito da Robert Desimone del Massachusetts Institute of Technology]
I ricercatori dell’Università Gabriele D’Annunzio di Chieti hanno comparato la connettività funzionale istantanea (IFC) e le variazioni della connettività funzionale diretta (DFC) in due reti che sono fortemente correlate, ma ben separate, oltre che anatomicamente, anche funzionalmente in condizioni di riposo: la rete visiva (VIS) e la rete dorsale dell’attenzione (DAN).
Mentre i volontari partecipanti allo studio eseguivano un compito di attenzione visuospaziale, che implica il dinamico e selettivo ridirezionamento dell’informazione visiva tra gli emisferi, i ricercatori misuravano IFC e DFC, verificandone i cambiamenti rispetto allo stato di riposo.
Rinviando alla lettura dell’articolo per la descrizione dei compiti e delle verifiche sperimentali condotte, qui si propone la sintesi interpretativa dei dati emersi dallo studio.
Gli autori deducono che una “spina dorsale” stabile di connettività topografica funzionale all’interno delle reti rimane operativa durante la transizione fra lo stato di riposo in condizioni di veglia e lo stato di investimento in attenzione selettiva. Rilevano, poi, che il relativo decremento di correlazione fra la “banale” attività in corso nella corteccia visiva e la sincronizzazione fra corteccia fronto-parietale e corteccia visiva, era rilevante in termini di comportamento, indicando che le modulazioni delle configurazioni di attività a riposo sono importanti per la prestazione nel compito sperimentale. La connettività a riposo di più alto livello nella DAN era relativamente non interessata durante l’attenzione, potenzialmente indicando un ruolo per un’attività simultanea in corso quale “prior” per la selezione dell’attenzione.
L’autore della nota invita alla
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