Regole di apprendimento desunte da neuroni corticali
ROBERTO COLONNA
NOTE
E NOTIZIE - Anno XIII – 07 novembre 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]
Le modificazioni sinaptiche dipendenti dall’esperienza costituiscono uno dei meccanismi fondamentali della memoria e dell’apprendimento, ma sono quanto di più difficile si possa cercare di misurare in vivo. Subkin Lim e colleghi hanno elaborato un metodo basato su un modello di rete che deduce regole di plasticità sinaptica dall’analisi delle statistiche delle risposte di neuroni della corteccia cerebrale del lobo temporale, implicata nell’elaborazione percettiva dell’oggetto. Le risposte neuroniche, come in vari altri studi che hanno sfruttato le proprietà di questa regione corticale implicata nella visione, sono studiate basandosi sulla differenza paradigmatica fra stimoli visivi nuovi e stimoli già familiari, ossia riconosciuti sulla base di una memoria rievocata dalla nuova presentazione.
(Lim S., et al., Inferring
learning rules from distributions of firing rates in cortical neurons. Nature
Neuroscience – Epub ahead of print doi: 10.1038/nn.4158, 2015).
La provenienza degli autori è la
seguente: Department of Neurobiology, Department of Statistics, Department of
Computer Science, University of Chicago, Chicago, (USA); Department of
Neuroscience, Columbia University, New York, NY (USA); Department of
Neuroscience, Brown University, Providence, Rhode Island (USA).
Si ritiene che l’informazione relativa agli stimoli esterni sia immagazzinata nei circuiti corticali attraverso modificazioni della connettività sinaptica dipendenti dall’esperienza. Tali modificazioni della connettività di rete dovrebbero portare a cambiamenti nell’attività neuronica quando si incontra ripetutamente un particolare stimolo. I ricercatori si sono chiesti quali regole di plasticità sono coerenti con le differenze nella statistica delle risposte visive a stimoli nuovi o già familiari nella corteccia temporale inferiore, un’area implicata nel riconoscimento dell’oggetto.
Sukbin Lim e colleghi presentano ed impiegano un metodo che consente di inferire la dipendenza della regola di apprendimento presunta dal tasso di depolarizzazione e scarica post-sinaptica. I ricercatori in questo studio dimostrano che la regola inferita mostra depressione per frequenze di accensioni post-sinaptiche basse e potenziamento per frequenze di accensioni post-sinaptiche alte.
Raccomandando la lettura del testo integrale del lavoro originale per i dettagli della sperimentazione, riportiamo che le osservazioni indicano chiaramente che la soglia di separazione fra depressione e potenziamento è fortemente correlata con la distribuzione dei tassi di scarica (mean e s.d.).
Infine, i ricercatori dimostrano che i modelli di rete realizzanti una regola estratta dai dati rilevati, presentano stabili dinamiche di apprendimento e portano a rappresentazioni più distribuite degli stimoli.
L’autore della nota ringrazia la
dottoressa Isabella Floriani per la correzione della bozza e invita alla
lettura delle recensioni di argomento connesso che appaiono nella sezione “NOTE
E NOTIZIE” del sito (utilizzare il motore interno nella pagina “CERCA”).
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