Ricerche

Un nuovo studio rivela come il cervello dà un senso agli spunti ambientali in cambiamento

Gli scienziati hanno acquisito nuove informazioni sulla parte del cervello che ci dà un senso della direzione, monitorando l'attività neurale con gli ultimi progressi nelle tecniche di scansione cerebrale. I risultati fanno luce sul modo in cui il cervello si orienta negli ambienti in cambiamento, e persino sui processi che vanno male nelle malattie degenerative come la demenza, che lasciano le persone perse e confuse.

Mark Brandon, professore associato di psichiatria alla McGill University e ricercatore del Douglas Research Center, che ha guidato la ricerca con Zaki Ajabi, ex studente della McGill University e ora ricercatore post-dottorato alla Harvard University, afferma:

"Nell'ultimo decennio la ricerca sulle neuroscienze ha assistito a una rivoluzione tecnologica, che ci permette di porre e rispondere a domande che avremmo sognato solo alcuni anni fa".

Leggere la bussola interna del cervello

Per capire come le informazioni visive influiscono sulla bussola interna del cervello, i ricercatori hanno esposto dei topi a un mondo virtuale disorientante mentre registravano l'attività neurale del cervello. Il team ha registrato la bussola interna del cervello con precisione senza precedenti con gli ultimi progressi nella tecnologia di registrazione neuronale.

Questa capacità di decodificare accuratamente la direzione interna nella testa dell'animale ha permesso ai ricercatori di esplorare come le cellule di direzione della testa, che costituiscono la bussola interna del cervello, supportano la capacità del cervello di ri-orientarsi nel cambiamento dell'ambiente circostante.

In particolare, il team di ricerca ha identificato un fenomeno che definiscono 'guadagno di rete' che permette alla bussola interna del cervello di ri-orientarsi dopo che i topi erano disorientati. Ajabi afferma:

"È come se il cervello avesse un meccanismo per implementare un «pulsante di ripristino» che consente un rapido riorientamento della sua bussola interna in situazioni confuse".

Sebbene gli animali in questo studio siano stati esposti a esperienze visive innaturali, gli autori sostengono che tali scenari sono già rilevanti nella esperienza umana moderna, in particolare con la rapida diffusione della tecnologia di realtà virtuale. Queste scoperte "possono alla fine spiegare come i sistemi di realtà virtuale possano facilmente assumere il controllo del nostro senso di orientamento", aggiunge Ajabi.

I risultati hanno ispirato il team di ricerca a sviluppare nuovi modelli per comprendere meglio i meccanismi sottostanti, come afferma il coautore Xue-Xin Wei, neuroscienziato computazionale e assistente professore dell'Università del Texas di Austin: "Questo lavoro è un bellissimo esempio di come gli approcci sperimentali e computazionali possono far avanzare la nostra comprensione dell'attività cerebrale che guida il comportamento".

Secondo Brandon, i risultati hanno anche implicazioni significative per il morbo di Alzheimer, poiché "uno dei primi sintomi cognitivi auto-segnalati del MA è che le persone diventano disorientate e si perdono, anche in contesti familiari". I ricercatori si aspettano che una migliore comprensione di come funziona il sistema di bussola e di navigazione interni del cervello porterà a una rilevazione precedente e una migliore valutazione dei trattamenti per il MA.