Scoperti nuovi pattern di interazione tra ippocampo e corteccia
ROBERTO COLONNA
NOTE E NOTIZIE - Anno XVIII – 24 aprile 2021.
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]
Dall’interazione tra ippocampo e corteccia
cerebrale dipende un numero alto e ancora imprecisato di processi
cognitivi, a cominciare dalla formazione delle memorie e dalla gestione dell’apprendimento
fino al consolidamento di quanto ritenuto, passando per tutti quei processi di
elaborazione intelligente e cosciente dell’informazione che richiedono un
aggiornamento costante e flessibile delle rappresentazioni conservate negli schemi
di attività sinaptica delle reti neuroniche cerebrali. La corteccia
elabora con modalità di sintesi superiore una quantità di informazioni astratte
che nessuna altra struttura potrebbe gestire e verosimilmente, pur nel valore
funzionale prevalente delle reti distribuite sui microcircuiti intracorticali, svolge un ruolo decisivo nella maggior
parte delle facoltà dell’intelligenza umana.
L’ippocampo, dal canto suo, sulla base di
circuiti di lunga storia filogenetica e di funzionalità schematica di elevata efficienza,
svolge un ruolo di continuo adeguamento attuale all’esperienza in corso,
fungendo anche da raccordo con aree e reti che controllano le risposte emotive
e viscerali. Questa formazione, che appare come una piccola struttura di
archicorteccia nascosta nella profondità mediale del lobo temporale considerata
a lungo quasi esclusivamente un “organo della memoria”, partecipa ad attività
fra loro tanto diverse quanto la risposta allo stress – al quale è
estremamente vulnerabile – e l’elaborazione noetica.
Oggi la nostra conoscenza delle dinamiche corticali
di vasta scala in rapporto all’attività ippocampale è ancora molto carente, e
in parte ciò è dovuto alla difficoltà tecnica di registrare simultaneamente da
queste due regioni. Xin Liu
e colleghi dell’Università della California a San Diego hanno introdotto un nuovo
strumento tecnico che risolve questo problema e si è già dimostrato in grado di
consentire la scoperta di nuovi pattern funzionali.
(Liu X. et
al., Multimodal neural recordings with Neuro-FITM uncover diverse
pattern of cortical-hippocampal interactions. Nature Neuroscience –Epub ahead of print doi: 10.1038/s41593-021-00841-5, 2021).
La provenienza degli autori è la seguente: Departments
of Neurosciences and Electrical and Computer Engineering, Neurobiology Section,
Division of Biological Sciences, Center for Neural Circuits and Behavior, University
of California San Diego, CA (USA).
I ricercatori hanno realizzato un blocco di micro-elettrodi
inseribile, trasparente e flessibile (Neuro-FITM, da flexible,
insertable, trasparent microelectrode array) che consente l’analisi delle
coordinazioni corteccia-ippocampo durante lo sviluppo nell’ippocampo delle onde
SWR (sharp-wave ripples).
La flessibilità e la trasparenza di Neuro-FITM consente la registrazione
bioelettrica simultanea dei potenziali di campo locali e dei picchi dai neuroni
dell’ippocampo durante un classico WFCI (wide-field calcium
imaging).
Gli esperimenti condotti con questa tecnica hanno
rivelato che differenti pattern di attività corticale accompagnavano le onde
SWR e, nella maggior parte dei casi, l’attivazione corticale precedeva quella
dell’ippocampo. Liu e colleghi hanno dimostrato che,
durante le SWR, l’attività di differenti popolazioni neuroniche ippocampali era
associata a distinti schemi di attività corticale.
Questa scoperta suggerisce che l’ippocampo e le reti
di grande scala della corteccia cerebrale interagiscono in modi selettivamente
differenti durante l’attività SRW che costituisce il correlato elettrico di
numerose funzioni cognitive.
È stimolante sapere che la tecnologia Neuro-FITM si potrà
applicare allo studio dei rapporti fra la corteccia e tutte le altre strutture
sottocorticali, con la possibilità di tante nuove acquisizioni nel futuro
immediato.
L’autore della nota ringrazia la dottoressa Isabella
Floriani per la correzione della bozza e invita alla lettura degli scritti di argomento connesso che appaiono nella sezione “NOTE E NOTIZIE” del
sito (utilizzare il motore interno nella pagina “CERCA”).
Roberto
Colonna
BM&L-24 aprile 2021
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