Azione
diretta della corteccia motoria sui muscoli degli arti
ROBERTO COLONNA
NOTE E
NOTIZIE - Anno XXII – 15 novembre 2025.
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]
Dopo un’epoca di evidenze
contraddittorie, dubbi e dibattiti sulla sede di avvio dell’atto motorio, nonostante
la registrazione diretta della corteccia con microelettrodi fosse stata
introdotta da Herbert Jasper fin dagli anni Cinquanta, si è pervenuti a un
consenso generale sulla nozione di un ruolo importante della corteccia
motoria primaria nella genesi del movimento, soprattutto grazie
all’integrazione di dati ottenuti con l’imaging cerebrale mediante fMRI
(functional magnetic resonance imaging), con la stimolazione magnetica
transcranica (TMS) e con microstimolazione intracorticale. Seguendo le procedure
introdotte da Edward Evarts nell’uso della microstimolazione in scimmie libere
di agire, vari gruppi di ricerca hanno ottenuto risultati ormai consolidati
come nuove nozioni neurofisiologiche: 1) i comandi motori sono codici di
popolazione neuronica; 2) la corteccia motoria codifica sia la cinematica che
la cinetica del movimento; 3) la corteccia motoria controlla direttamente i
movimenti delle mani e delle dita; 4) la mappa motoria è dinamica e adattabile;
5) la corteccia motoria contribuisce all’apprendimento motorio; 6) gli input
sensitivi dai meccanorecettori hanno ruoli a feedback, a feedforward
e nell’apprendimento adattativo.
Ma, dopo aver conseguito
questi risultati, non sono stati compiuti passi avanti significativi nella
determinazione dei modi particolari dell’influenza delle aree corticali sugli
specifici gruppi muscolari che esercitano il controllo, durante l’esecuzione di
un compito motorio.
La corteccia motoria
e le sue proiezioni discendenti in alcune linee evolutive di mammiferi
si sono particolarmente espanse, verosimilmente a causa del vantaggio
adattativo che conferiscono alle prestazioni motorie degli animali. È nozione
consolidata che senza output corticale alcuni tipi di movimento non sono
possibili, e molti altri sono rallentati, meno agili e meno precisi,
specialmente in due circostanze: 1) quando si richiede destrezza; 2) quando i
movimenti richiedono adattamento nel corso dell’esecuzione. Rimane ancora da
stabilire quando e come il segnale motorio corticale
influenza direttamente l’attività dei singoli gruppi muscolari attraverso gli
assoni di proiezione che raggiungono i motoneuroni α spinali e
troncoencefalici che formano le giunzioni neuromuscolari.
Uno studio condotto da
Natalie Koh e colleghi coordinati da Andrew Miri ha affrontato questo problema
analizzando l’attività cerebrale di topi impegnati in un comportamento di
arrampicata ispirato etologicamente. I risultati sono di sicuro interesse.
(Koh N. et al., Selective direct influence of
motor cortex on limb muscle activity during naturalistic climbing in mice. Nature
Neuroscience – Epub ahead of print doi: 10.1038/s41593-025-02093-z, 2025).
La provenienza degli autori è la
seguente: Department of Neurobiology, Northwestern University, Evanston, IL (USA); Sainsbury
Wellcome Centre, University College London, London (Regno Unito).
I ricercatori, studiando topi
impegnati in un’attività di arrampicamento, hanno quantificato la diretta
influenza della corteccia motoria primaria nell’area che controlla gli
arti anteriori (parte caudale dell’area degli arti anteriori) sui
corrispondenti gruppi muscolari, analizzando gli stati di attività muscolare
espressi mentre i roditori si arrampicavano.
È emerso che la parte caudale
dell’area motoria degli arti anteriori istruisce i pattern di
attività muscolare mediante l’attivazione selettiva e specifica di alcuni
muscoli, e, meno frequentemente, attivando o sopprimendo i loro
antagonisti.
È opportuna una sia pur sintetica
descrizione dell’innovativo strumento di registrazione adottato dagli autori di
questo studio: Neuropixel probes. Si tratta di un insieme di speciali
microelettrodi in grado di registrare simultaneamente centinaia di neuroni
cerebrali, la cui creazione fu annunciata nel 2017[1],
ma è stato realizzato solo nel 2022 in Belgio ad opera del centro di ricerca
tecnologica IMEC che ha disegnato e fabbricato mediante tecnologia CMOS questa
micro-struttura costituita da 1000 siti di registrazione organizzati in due
file parallele poste su un “gambo” lungo un centimetro. Questo dispositivo è
usato per creare interfacce cervello/macchina e per studiare l’elaborazione
sensoriale, il processo decisionale, l’esecutività motoria, gli stati interni e
le emozioni.
Dalle registrazioni Neuropixel, gli
autori dello studio hanno identificato combinazioni lineari (componenti) di
attività corticale motoria covariante con questi effetti. Queste componenti
differiscono parzialmente da quelle covarianti con l’attività muscolare e
differiscono quasi del tutto da quelli covarianti con la cinematica.
Presi insieme, i risultati dello
studio hanno rivelato un’influenza istruttiva diretta della corteccia
motoria sui muscoli degli arti, che è selettiva all’interno di un comportamento
motorio e dipendente da un sub-spazio di attività neurale distinta.
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”).
Roberto Colonna
BM&L-15 novembre 2025
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