Il cervello usa diversi canali di pensiero

Per decongestionare il flusso di informazioni, il cervello gestisce frequenze diverse così da evitare sovrapposizioni

Alcuni ricercatori finanziati dall'UE e provenienti da Germania e Stati Uniti riferiscono che le reti del cervello possono evitare gli ingorghi nelle connessioni più trafficate comunicando su frequenze diverse, sono questi i risultati contenuti in un nuovo articolo pubblicato sulla rivista Nature Neuroscience.

Questo lavoro è stato coadiuvato dal progetto BRAINSYNC ("Large scale interactions in brain networks and their breakdown in brain diseases"), finanziato nell'ambito del tema "Salute" del Settimo programma quadro (7° PQ) dell'UE con ben 2.978.242 euro.

Normalmente, quando gli scienziati studiano le reti cerebrali, zone del cervello che lavorano insieme regolarmente, usano la risonanza magnetica (MRI) che segue il flusso del sangue. Questa pratica si fonda sull'ipotesi che un aumento del flusso del sangue in una parte del cervello indichi una maggiore attività nelle cellule cerebrali di tale regione.

Per questo studio invece il team, formato da ricercatori del Centro medico universitario di Hamburg-Eppendorf in Germania, della Facoltà di medicina della Washington University a St. Louis negli Stati Uniti e dell'Università di Tübingen in Germania, hanno usato una tecnica chiamata magnetoencefalografia (MEG) per analizzare l'attività cerebrale in 43 volontari sani.

Uno degli autori dello studio, Maurizio Corbetta della Facoltà di medicina della Washington University descrive i limiti della MRI: "Permette soltanto di seguire l'attività delle cellule cerebrali indirettamente e non è in grado di seguire l'attività che si verifica a frequenze maggiori di 0,1 hertz o ogni 10 secondi.

Sappiamo che alcuni segnali nel cervello possono circolare fino a 500 hertz o 500 volte per secondo.

La MEG può rilevare cambiamenti molto piccoli nei campi magnetici del cervello che sono causati dal fatto che molte cellule sono attive allo stesso momento e può rilevare questi segnali a frequenze di fino a 100 hertz.

L'autore principale Joerg Hipp, che lavora sia al Centro medico universitario di Hamburg-Eppendorf che all'Università di Tübingen, parla dei risultati ottenuti.
"Abbiamo scoperto che diverse reti cerebrali funzionano a diverse frequenze, come orologi che battono a velocità diverse."

Le reti che comprendevano l'ippocampo, una zona del cervello fondamentale per la formazione dei ricordi, tendevano a essere attive a frequenze intorno ai 5 hertz. Le reti che comprendevano zone coinvolte nei sensi e nel movimento erano attive tra i 32 hertz e i 45 hertz. Molte altre reti cerebrali erano attive a frequenze tra gli 8 hertz e i 32 hertz. Queste reti "dipendenti dal tempo" si possono descrivere come simili a diverse rotte aeree, si sovrappongono ma ognuna di esse batte a una velocità diversa.

Maurizio Corbetta commenta: "Ci sono stati diversi studi con MRI sulla depressione e la schizofrenia che mostrano cambiamenti "spaziali" dell'organizzazione delle reti cerebrali. Gli studi tramite MEG ci mostrano una struttura "temporale" molto più ricca. In futuro, questo potrebbe offrire nuovi test diagnostici o modi di monitorare l'efficacia di intervento in queste malattie mentali debilitanti."

Lo scopo generale del progetto BRAINSYNC era capire come gli assemblaggi neuronali si scambiano informazioni (comunicazione funzionale o neuronale) e come la variabilità della comunicazione neuronale spiega la variabilità delle prestazioni comportamentali, sia nel cervello sano che in quello malato.

"Molte malattie neurologiche e psichiatriche hanno alte probabilità di comportare problemi di segnalazione nelle reti cerebrali," dice Maurizio Corbetta. "Esaminare la struttura temporale dell'attività del cervello da questa prospettiva potrebbe essere particolarmente utile per capire malattie psichiatriche come la depressione e la schizofrenia, nelle quali i marcatori strutturali sono scarsi."

Leggi l'articolo scientifico
Hipp, J. F., et al. "Large-scale cortical correlation structure of spontaneous oscillatory activity", Nature Neuroscience. doi:10.1038/nn.3101

Fonte: (17/05/2012)
Pubblicato in Medicina e Salute
Tag: BRAINSYNC, cervello, frequenze, pensiero, reti cerbrali, MRI, MEG, neuroscien

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