Mappa della
corteccia prefrontale basata sulle attività di singoli neuroni
GIOVANNI ROSSI
NOTE E
NOTIZIE - Anno XXIII – 31 gennaio 2026.
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]
La corteccia prefrontale
esprime nel modo più evidente la complessità del rapporto tra strutture
anatomiche e funzioni del cervello. Possiamo dire che, quando si è compreso
quanto fosse condizionante oltre che erronea la visione localizzatrice che, ad
esempio, attribuiva all’area 8 soltanto il controllo dei movimenti oculari e
all’area 44 o area di Broca solo il controllo esecutivo del linguaggio, si è
entrati nella dimensione interpretativa attuale, che sta poco per volta
decodificando i modi in cui le interazioni fra aree assolvono alle funzioni di
cui facciamo esperienza. Tutte le aree e le funzioni prefrontali risultano
all’osservazione sperimentale in varia misura interdipendenti; l’analisi delle
basi di varie funzioni ha rivelato aree e reti neuroniche condivise.
Non è corretto affermare che
l’organizzazione intrinseca sottostante il ruolo cognitivo della corteccia
prefrontale sia ancora del tutto sconosciuta. È più corretto affermare che la
decodifica delle valenze funzionali dell’organizzazione intrinseca di tutto
l’encefalo e della corteccia cerebrale, in particolare, è solo agli inizi e che
saranno necessari ancora molti studi per avere un quadro esaustivo; tuttavia,
importanti passi in avanti sono già stati compiuti.
Ad esempio, le aree della
corteccia prefrontale, le reti e le attività – come osserva Joaquin Fuster –
non sono semplicemente interdipendenti, sono efficacemente cooperative.
Al di là del controllo specializzato di singole parti, la corteccia prefrontale
nel suo insieme coordina strutture neurali e funzioni cognitive
nell’organizzazione temporale del comportamento. Ossia la formazione di
sequenze di attività e comportamento coerenti col perseguimento di un fine.
L’organizzazione
temporale dell’azione finalizzata costituisce il ruolo
neurofisiologico più indagato e meglio conosciuto della corteccia prefrontale,
da cui deriva quel modello proposto da Joaquin Fuster ed estesamente seguito oggi
dai ricercatori, che consente di riconciliare il più tradizionale modello
modulare con quello delle reti. Consideriamo le quattro proposizioni su cui si
basa questo modello:
1) La totalità della
corteccia del lobo frontale è attiva nella rappresentazione e nella produzione
dell’azione a tutti i livelli di complessità biologica.
2) Il substrato neurale per
la produzione di un’azione è identico al substrato neurale della sua
rappresentazione.
3) Il substrato è
organizzato gerarchicamente, con le azioni più elementari ai livelli più bassi
della gerarchia, nella corteccia orbitofrontale e motoria, e le azioni più
complesse ed astratte nella corteccia prefrontale laterale.
4) Anche le funzioni del
lobo frontale sono organizzate gerarchicamente, con le funzioni più semplici
contenute all’interno e al servizio di funzioni più globali.
Un modello basato su questi
quattro punti, bene illustrato nel volume classico The Prefrontal Cortex[1],
appare antitetico a una mappa delle funzioni cognitive superiori che, come è
noto, sono per definizione integrative e non localizzate. Tuttavia, l’esigenza
di definire delle mappe funzionali, in particolare in rapporto alla
citoarchitettonica e alla connettività della corteccia prefrontale, permane per
molti ricercatori. Secondo alcuni, definire una tale mappa e riuscire poi a
metterla in relazione col modello sviluppato da Fuster potrebbe contribuire a
chiarire i principi biologici che hanno guidato lo sviluppo di questa complessa
organizzazione funzionale.
Un nuovo studio, condotto da
Pierre Le Merre e colleghi, ha realizzato una mappa di attività ad alta
risoluzione, profilando il regime di scarica e la localizzazione spaziale di
più di 24.000 neuroni registrati in topi svegli e attivi. Il lavoro ha prodotto
dei risultati degni di nota e che hanno sorpreso i ricercatori stessi.
(Amelan A. et al., A prefrontal cortex map
based on single-neuron activity. Nature Neuroscience – Epub ahead
of print doi: 10.1038/s41593-025-02190-z, 2026).
La provenienza degli autori è la seguente: Department of Neuroscience,
Karolinska Institutet, Stockholm (Svezia); Centre de Recherche en Neurosciences
de Lyon, CNRS UMR 5292, INSERM U1028, University Claude Bernard Lyon 1, Bron
(Francia); Sorbonne Université, Institut du Cerveau-Paris Brain Institute-ICM,
Inserm, CNRS, APHP, Hôpital de la Pitié Salpêtrière, Paris (Francia); Institut
Pasteur, AP-HP, Inserm, Fondation Pour l'Audition, Institut de l'Audition, IHU
reConnect, Paris (Francia); ESPCI Paris, PSL Research University, Paris
(Francia).
La corteccia prefrontale, denominazione
adottata per designare la parte anteriore del lobo frontale, è stata così
definita in chiave anatomica: la parte della corteccia cerebrale che riceve le
proiezioni del nucleo mediodorsale del talamo. Tale definizione si applica
correttamente al cervello di tutti i mammiferi. La conoscenza morfologica di
questa regione ha raggiunto un elevato grado di dettaglio e, rimanendo ferme le
quattro proposizioni del modello di Fuster per comprendere i rapporti tra
morfologia e funzione, è opportuno ricordare che la massima parte dei
ricercatori considera il mantello corticale frontale nel suo insieme come una
“corteccia d’azione”, nel senso più ampio ed estensivo dell’espressione.
Infatti, si includono fra le “azioni”, oltre ai movimenti oculari e
scheletrici, la produzione della parola, l’espressione di affetti ed emozioni,
il controllo viscero-effettore e quello speciale tipo di azione mentale interna
che chiamiamo “ragionamento”.
Basta solo questo elenco generico e
sommario per rendersi conto di quali e quanti processi richiedono l’apporto
decisivo dei sistemi neuronici della corteccia prefrontale. Gli scambi tra aree
mediati dal fenomeno del rientro, ossia connessioni reciproche, complete
e simultanee, se da un canto ci ha aiutato molto negli ultimi decenni a
comprendere le basi della dinamica delle reti corticali, dall’altro ha reso
ancora più evidente il difetto di conoscenza in materia di organizzazione
funzionale al livello neuronico.
Pierre Le
Merre e colleghi hanno affrontato lo studio dell’organizzazione funzionale
della corteccia prefrontale realizzando dei profili di attività elettrica in
rapporto con la localizzazione spaziale di oltre 24.000 neuroni di questo lobo
della corteccia cerebrale, sottoposti a rilievo e registrazione mediante
elettrodi in topi svegli.
La prima
evidenza emersa immediatamente è che le mappe di attività ad alta risoluzione
ricavate dalle registrazioni non erano minimamente allineate con le subregioni
definite su base citoarchitettonica. In altri termini, pur adottando un
criterio cellulare, i risultati dimostrano che l’identità morfologica tradizionalmente
definita dalla citoarchitettonica corticale non ha una rispondenza rilevabile
nella distribuzione di specifici tipi di attività all’interno della corteccia
prefrontale.
I
ricercatori hanno allora studiato le scariche degli oltre 24.000 neuroni in
rapporto all’attività spontanea svolta dai topi e nello
svolgimento di compiti comportamentali strutturati secondo standard
sperimentali e, in particolare, nella sintonia per la scelta. È
risultato che sia l’attività spontanea che la sintonia per la scelta durante il
compito erano correlate alla gerarchia intracorticale della corteccia
prefrontale. Questa evidenza suggerisce che l’elemento fondamentale nel
determinare la morfologia dell’attività non è la citoarchitettonica ma la connettività.
Interessante
notare che l’accensione dei neuroni di bassa frequenza, regolare e
spontanea era un contrassegno distintivo sia della corteccia prefrontale
che dell’alto livello gerarchico di funzione.
Un altro
rilievo che ha sorpreso Pierre Le Merre e colleghi è che la sintonia per la
scelta era super-rappresentata nelle unità caratterizzate da alta
frequenza di scarica spontanea: un esito che lega la connettività basata
sulla gerarchia a distinte proprietà funzionali in popolazioni
neuroniche separate.
I
ricercatori, nelle considerazioni conclusive dello studio, sostengono che il
loro approccio guidato dai dati emergenti fornisce una roadmap
adattabile per esplorare le organizzazioni funzionali di varie regioni
cerebrali, nelle diverse specie animali, e apre grandi vie per ottenere una
visione integrata di attività, struttura e funzione dell’encefalo.
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”).
Giovanni Rossi
BM&L-31 gennaio 2026
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