Come sono scolpite le mappe dei suoni nella corteccia uditiva
ROBERTO COLONNA
NOTE
E NOTIZIE - Anno XV – 27 gennaio 2018.
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]
Lo studio delle basi neurali
della percezione del suono, all’origine dell’esperienza della musica, ha
fornito nel tempo nozioni ben definite sull’organizzazione sensoriale che porta
dalla trasduzione in segnali bioelettrici delle onde di rarefazione e
compressione giunte alla velocità di circa 344 m/s al timpano e trasmesse dall’orecchio
medio alla coclea, fino alle vie acustiche che, attraverso il corpo genicolato
mediale, proiettano all’area uditiva primaria o area 41 di Brodmann della corteccia
del lobo temporale. Tutta la via acustica, a partire dalla coclea, presenta un
preciso rapporto fra sede topografica e frequenza veicolata, in una specifica
organizzazione tonotopica. Le mappe
sensoriali della corteccia cerebrale, che intervengono nell’elaborazione dei
segnali con memorie di processo sempre più ricche e importanti con
l’accumularsi delle esperienze, sono rimodellate nelle fasi precoci della vita,
per adattarsi all’ambiente circostante. È noto che l’induzione di questa
plasticità avviene per effetto di segnali, sia sensoriali sia di contesto, ma non
si conosce il modo in cui tali segnali convergano per scolpire i circuiti
talamo-corticali in evoluzione.
Anne Takesian e colleghi
coordinati da Takao Hensch hanno condotto uno studio che fornisce una risposta
a questo interrogativo.
(Takesian A. E., et al., Inhibitory
circuit gating of auditory critical-period plasticity. Nature Neuroscience – Epub
ahead of print doi: 10.1038/s.41593-017-0064-2, 2018).
La provenienza degli autori
è la seguente: F. M. Kirby Neurobiology Center, Boston Children’s Hospital,
Boston, Massachusetts (USA); Center for Brain Science, Department of Molecular
& Cellular Biology, Harvard University, Cambridge, MA (USA).
Hensch e colleghi hanno
rilevato e dimostrato che il primo strato (L1, da layer 1) della corteccia
uditiva primaria si può considerare come un hub con un ruolo cruciale, nel quale i segnali neuromodulatori e
quelli talamici organizzati topograficamente si incontrano per “sintonizzare”
gli strati corticali sottostanti.
Gli interneuroni inibitori
localizzati in L1 inviano proiezioni raccolte in piccoli fascicoli discendenti
per modulare in maniera differenziata il flusso talamico alle cellule
piramidali e a quelle esprimenti parvalbumina (PV) nello strato corticale L4,
creando brevi finestre di attivazione intracolonnare. Esperimenti che hanno
silenziato le cellule di L1, ma non quelle esprimenti VIP, hanno abolito la
plasticità della mappa corticale acustica durante il periodo tonotopico critico. Le transizioni evolutive nella
sensibilità dei recettori nicotinici dell’acetilcolina (nAChR) in queste
cellule, causate dalla proteina Lynx1, possono essere ignorate per prolungare
la durata del periodo critico. Altro
aspetto di rilievo, emerso in questo studio, è che le mappe talamo-corticali in
L1 sono di per sé stabili e fungono da struttura di base per la plasticità
corticale durante tutta la vita.
In estrema sintesi, gli
interneuroni inibitori dello strato 1 della corteccia uditiva primaria
integrano l’input talamico
organizzato topograficamente e quello neuromodulatorio, per scolpire la mappa
delle frequenze sonore nella corteccia uditiva primaria durante il periodo
critico dello sviluppo.
Infine, segnaliamo
l’essenziale apporto della metodica detta “Brainbow”[1] agli
esperimenti di questo studio.
L’autore della nota invita alla lettura delle recensioni di argomento connesso che appaiono nella sezione “NOTE E
NOTIZIE” del sito (utilizzare il motore interno nella pagina “CERCA”).
La Società Nazionale di Neuroscienze BM&L-Italia, affiliata alla International Society of Neuroscience, è registrata presso l’Agenzia delle Entrate di Firenze, Ufficio Firenze 1, in data 16 gennaio 2003 con codice fiscale 94098840484, come organizzazione scientifica e culturale non-profit.
[1] Brainbow (da brain = cervello e rainbow = arcobaleno) è un metodo elaborato da Livet e colleghi presso l’Università di Harvard, che consente di individuare nell’encefalo singole cellule e distinguerle dalle vicine per effetto dell’assunzione di un colore caratterizzante, scelto a caso da un pool cromatico. Brainbow si basa su un set di procedure genetiche che consentono di generare topi transgenici esprimenti fino a 100 tinte diverse nelle cellule del nevrasse (v. Note e Notizie 8-12-07 Un nuovo metodo di studio del cervello).