Come il
cervelletto decide quando apprendere
ROBERTO COLONNA
NOTE E
NOTIZIE - Anno XXIII – 06 giugno 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]
Quando si parla di decisione
in neuroscienze si tende in genere a pensare a una scelta esecutiva che
segue all’elaborazione operata dai circuiti della corteccia prefrontale. In
altri termini, si pensa alla base corticale delle decisioni comportamentali di
un soggetto in interazione con l’ambiente. In realtà, nella complessa architettura
funzionale del sistema nervoso centrale, l’integrazione dell’informazione a
vari livelli presenta la necessità di operare scelte e decidere il compimento
di passi necessari alla modulazione del comportamento attraverso
l’apprendimento adattativo. In questo tipo di processi impliciti, il cervelletto
è chiamato continuamente a prendere delle decisioni.
Changjoo Park e colleghi, combinando connettomica, studio neurofisiologico e
osservazione comportamentale, sono riusciti a riconoscere e definire il modo in
cui il cervelletto decide quando apprendere. I segnali di errore sincronizzati
delle fibre rampicanti sollevano un gate di segnale inibitorio
sulle cellule di Purkinje, consentendo plasticità sinaptica e adattamento
motorio.
(Park C. et al., Synchronous climbing fiber
activity enables instructive signaling for cerebellar learning through
modulation of disinhibitory circuits. Nature Neuroscience – Epub ahead of print doi: 10.1038/s41593-026-02268-2,
2026).
La provenienza degli autori è la seguente: Department of Biological Sciences, Sungkyunkwan
University, Suwon (Corea del Sud); Laboratory of Computational Neuroscience,
Korea Brain Research Institute, Daegu (Corea del Sud); Princeton University,
Princeton, NJ (USA); Department of Physiology and Biophysics, University of
Colorado School of Medicine, Aurora, CO (USA); Neural Circuits Research Group,
Korea Brain Research Institute, Daegu (Corea del Sud); Cognitive Science
Research Group, Korea Brain Research Institute, Daegu (Corea del Sud); Department
of Biomedical Sciences, Korea University, Seoul (Corea del Sud); Integrative
Biology and Neuroscience Graduate Program, Florida Atlantic University,
Jupiter, FL (USA); International Max Planck Research School for Brain and
Behavior, Max Planck Florida Institute for Neuroscience, Jupiter, FL (USA); Center
for Memory and Glioscience, Institute for Basic
Science, Daejeon (Corea del Sud); Department of Physics and Astronomy, Seoul
National University, Seoul (Corea del Sud); Brain Research Core Facilities of
Korea Brain Research Institute, Daegu (Corea del Sud); Princeton Neuroscience
Institute, Princeton University, Princeton, NJ (USA); School of Computing,
Korea Advanced Institute of Science and Technology, Daejeon (Corea del Sud); Department
of Biological Sciences, Dornsife College, University of Southern California,
Los Angeles, CA (USA); Department of Biological Sciences, Sungkyunkwan
University, Suwon (Corea del Sud).
L’apprendimento motorio si basa su
segnali che istruiscono la plasticità adattativa che segue gli errori[1].
Nel cervelletto, le fibre rampicanti forniscono queste istruzioni alle cellule
di Purkinje. Ma noi sappiamo che le fibre rampicanti scaricano continuamente,
anche senza errori, ed è perciò richiesto l’intervento inibitorio sulle cellule
di Purkinje degli interneuroni dello strato molecolare (MLI, da molecular layer interneuron) per controllare l’eccesso di eccitazione
delle cellule rampicanti, che potrebbe causare plasticità maladattativa.
Si ritiene che questa inibizione regolatoria sia soppressa specificamente per
permettere selettivamente l’apprendimento guidato da errore.
Per capire come sia soppressa
l’inibizione MLI delle cellule di Purkinje per consentire l’apprendimento
guidato da errore nel topo, Changjoo Park e
colleghi hanno combinato connettomica, registrazioni funzionali, realizzazione
di modelli computerizzati e manipolazioni comportamentali.
Con questo
approccio i ricercatori hanno scoperto che le fibre rampicanti formano sinapsi
non solo sulle cellule di Purkinje ma anche su uno specifico sub-tipo di
interneurone MLI che inibisce le cellule di Purkinje che innervano gli
interneuroni MLI, creando una disinibizione seriale.
Questi
interneuroni MLI ad azione disinibitoria integrano numerose fibre
rampicanti, causando aumento di attivazione e sincronia degli assoni
rampicanti.
Questa più
forte conduzione disinibitoria determina più grandi risposte del Ca2+
evocate dalle fibre rampicanti nelle cellule di Purkinje. L’interruzione
dell’inibizione MLI-per-MLI previene l’apprendimento motorio istruito dalle
fibre rampicanti, confermando la necessità di questa via disinibitoria.
Quindi, la
sincronia di popolazione selettivamente abilita la plasticità indotta dalle
fibre rampicanti, attraverso interazioni inibitorie di rete, dimostrando che la
segnalazione istruttiva è un prodotto dell’elaborazione al livello di circuito.
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-06 giugno 2026
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