Iscriviti alla newsletter



Registrati alla newsletter (giornaliera o settimanale):
Ricevi aggiornamenti sulla malattia, gli eventi e le proposte dell'associazione. Il tuo indirizzo email è usato solo per gestire il servizio, non sarà mai ceduto ad altri.


Codificare l'esperienza umana: come le cellule cerebrali calcolano il flusso di tempo

Ricercatori dell'UCLA affermano che i risultati potrebbero avere implicazioni per migliorare la memoria, le funzioni cognitive e l'intelligenza artificiale

wooden hourglass san clock Image by jigsawstocker on Freepik.com

Uno studio di riferimento condotto all'Università della California di Los Angeles e pubblicato su Nature, ha iniziato a svelare uno dei misteri fondamentali delle neuroscienze: come il cervello umano codifica e dà un senso al flusso di tempo ed esperienze.


Lo studio ha registrato l'attività di singoli neuroni direttamente nell'uomo e ha trovato tipi specifici di cellule cerebrali che sparavano in modo tale da rispecchiare in gran parte l'ordine e la struttura dell'esperienza di una persona. Hanno scoperto che il cervello mantiene questi schemi unici di sparo dopo che l'esperienza è conclusa e può riprodurli rapidamente durante il riposo.


Inoltre, il cervello è anche in grado di usare questi schemi appresi per prepararsi a stimoli futuri a seguito di quell'esperienza. Questi risultati forniscono le prime prove empiriche del modo in cui cellule cerebrali specifiche integrano le informazioni 'cosa' e 'quando' per estrarre e trattenere la rappresentazione delle esperienze nel tempo.


L'autore senior dello studio, dott. Itzhak Fried, direttore di chirurgia dell'epilessia all'UCLA Health e professore di neurochirurgia, psichiatria e scienze biocomportamentali all'UCLA, ha affermato che i risultati potrebbero servire nello sviluppo di dispositivi neuro-protesici per migliorare la memoria e altre funzioni cognitive, e possono avere implicazioni nella comprensione della cognizione del cervello umano da parte dell'intelligenza artificiale:

"Riconoscere i modelli dalle esperienze nel tempo è cruciale per il cervello umano per formare memoria, prevedere potenziali esiti futuri e guidare i comportamenti. Ma il modo in cui questo processo si realizza nel cervello a livello cellulare era ancora sconosciuto ... almeno finora".


Ricerche precedenti, comprese quelle del dottr. Fried, avevano usato registrazioni cerebrali e neuroscansioni per capire come il cervello elabora la navigazione spaziale, mostrando in modelli animali e umani i ruoli cruciali di due regioni del cervello, l'ippocampo e la corteccia entorinale. Le due regioni cerebrali, entrambe importanti nelle funzioni di memoria, interagiscono per creare una 'mappa cognitiva'. I neuroni dell'ippocampo agiscono come 'cellule di posizione', che mostrano quando un animale si trova in una posizione specifica, come segnare una 'X' su una mappa, mentre i neuroni entorinali agiscono come 'cellule di griglia' per fornire una metrica della distanza spaziale.


Ulteriori studi hanno trovato che azioni neurali simili rappresentano esperienze non spaziali come tempo, frequenza sonora e caratteristiche degli oggetti. Una scoperta fondamentale da parte di Fried e dei suoi colleghi è stata quella delle 'cellule concettuali' nell'ippocampo umano e nella corteccia entorinale che rispondono a particolari individui, luoghi o oggetti distinti e sembrano fondamentali per la nostra capacità di memoria.


Per esaminare l'elaborazione cerebrale degli eventi nel tempo, lo studio dell'UCLA ha reclutato 17 partecipanti con epilessia intrattabile, che in precedenza avevano avuto l'impianto di elettrodi in profondità nel cervello per un trattamento clinico. I ricercatori hanno registrato l'attività neurale dei partecipanti durante una procedura complessa che coinvolgeva compiti comportamentali, riconoscimento di schemi e sequenziamento di immagini.


I partecipanti si sono sottoposti a una selezione iniziale durante la quale sono stati ripetutamente mostrati su un computer per circa 40 minuti circa 120 immagini di persone, animali, oggetti e punti di riferimento. A loro è stato poi chiesto di svolgere vari compiti, come determinare se l'immagine era di una persona o no. Le immagini, di cose come attori famosi, musicisti e luoghi, sono state selezionate in parte in base alle preferenze di ciascun partecipante.


In seguito, i partecipanti si sono impegnati in un esperimento trifase in cui hanno svolto compiti comportamentali in risposta a immagini mostrate arbitrariamente su diverse posizioni di un grafico a forma di piramide. Per ciascun partecipante sono state selezionate 6 immagini. Nella prima fase, le immagini sono state visualizzate in un ordine pseudo-casuale, nella successiva l'ordine di immagini era determinato dalla posizione sul grafico piramidale. La fase finale era identica alla prima. Mentre guardavano queste immagini, ai partecipanti è stato chiesto di svolgere vari compiti comportamentali non correlati al posizionamento delle immagini sul grafico piramidale, come determinare se l'immagine mostrava un maschio o una femmina o se una determinata immagine era specchiata rispetto alla precedente.


Nelle loro analisi, Fried e i suoi colleghi hanno scoperto che i neuroni ippocampali-entorinali hanno gradualmente iniziato a modificare e allineare strettamente la loro attività al sequenziamento delle immagini sui grafici piramidali. Questi schemi si sono formati in modo naturale e senza istruzioni dirette ai partecipanti, secondo Fried. Inoltre, i modelli neuronali riflettevano la probabilità di stimoli imminenti e mantenevano i modelli codificati anche dopo il completamento dell'attività.


I primi autori dello studio sono Pawel Tacikowski, Guldamla Kalendar e Davide Ciliberti.


"Questo studio ci mostra per la prima volta che il cervello usa meccanismi analoghi per rappresentare informazioni di tipo apparentemente molto diverso: spazio e tempo", ha detto Fried. "Abbiamo dimostrato a livello neuronale che queste rappresentazioni delle traiettorie degli oggetti nel tempo sono incorporate dal sistema ippocampo-entorinale umano".

 

 

 


Fonte: Will Houston in University of California - Los Angeles (> English) - Traduzione di Franco Pellizzari.

Riferimenti: P Tacikowski, [+2], I Fried. Human hippocampal and entorhinal neurons encode the temporal structure of experience. Nature, 2024, DOI

Copyright: Tutti i diritti di testi o marchi inclusi nell'articolo sono riservati ai rispettivi proprietari.

Liberatoria: Questo articolo non propone terapie o diete; per qualsiasi modifica della propria cura o regime alimentare si consiglia di rivolgersi a un medico o dietologo. Il contenuto non rappresenta necessariamente l'opinione dell'Associazione Alzheimer OdV di Riese Pio X ma solo quella dell'autore citato come "Fonte". I siti terzi raggiungibili da eventuali collegamenti contenuti nell'articolo e/o dagli annunci pubblicitari sono completamente estranei all'Associazione, il loro accesso e uso è a discrezione dell'utente. Liberatoria completa qui.

Nota: L'articolo potrebbe riferire risultati di ricerche mediche, psicologiche, scientifiche o sportive che riflettono lo stato delle conoscenze raggiunte fino alla data della loro pubblicazione.


 

Notizie da non perdere

Perché dimentichiamo? Nuova teoria propone che 'dimenticare' è in re…

17.01.2022 | Ricerche

Mentre viviamo creiamo innumerevoli ricordi, ma molti di questi li dimentichiamo. Come m...

Qualità della vita peggiora quando l'Alzheimer è complicato dal cancro

28.04.2023 | Esperienze & Opinioni

Che considerazioni si possono fare per una persona con Alzheimer che riceve anche la diagnosi di can...

Il ciclo dell'urea astrocitica nel cervello controlla la lesione della me…

30.06.2022 | Ricerche

Nuove scoperte rivelano che il ciclo dell'urea negli astrociti lega l'accumulo di amiloide-beta e la...

A 18 come a 80 anni, lo stile di vita è più importante dell'età per il ri…

22.07.2022 | Ricerche

Gli individui senza fattori di rischio per la demenza, come fumo, diabete o perdita dell...

Preoccupazione, gelosia e malumore alzano rischio di Alzheimer per le donne

6.10.2014 | Ricerche

Le donne che sono ansiose, gelose o di cattivo umore e angustiate in me...

Relazioni personali ricche migliorano il funzionamento del cervello

22.06.2020 | Ricerche

Come interagiscono gli individui, come si percepiscono uno con l'altro, e i pensieri e i...

Menopausa precoce e terapia ormonale ritardata alzano il rischio di Alzheimer

17.04.2023 | Ricerche

Le donne hanno più probabilità degli uomini di sviluppare il morbo di Alzheimer (MA), e ...

Convalidare il sentimento aiuta meglio di criticare o sminuire

30.03.2020 | Ricerche

Sostenere i tuoi amici e la famiglia può aiutarli a superare questi tempi di incertezza...

L'invecchiamento è guidato da geni sbilanciati

21.12.2022 | Ricerche

Il meccanismo appena scoperto è presente in vari tipi di animali, compresi gli esseri umani.

Scoperta ulteriore 'barriera' anatomica che difende e monitora il ce…

11.01.2023 | Ricerche

Dalla complessità delle reti neurali, alle funzioni e strutture biologiche di base, il c...

I possibili collegamenti tra sonno e demenza evidenziati dagli studi

24.11.2017 | Ricerche

Caro Dottore: leggo che non dormire abbastanza può aumentare il rischio di Alzheimer. Ho avuto pr...

Nuova terapia che distrugge i grovigli di tau si dimostra promettente

30.09.2024 | Ricerche

Degli scienziati hanno sviluppato potenziali terapie che rimuovono selettivamente le proteine ​​t...

Ritmi cerebrali non sincronizzati nel sonno fanno dimenticare gli anziani

18.12.2017 | Ricerche

Come l'oscillazione della racchetta da tennis durante il lancio della palla per servire un ace, l...

Goccioline liquide dense come computer cellulari: nuova teoria sulla causa del…

22.09.2022 | Ricerche

Un campo emergente è capire come gruppi di molecole si condensano insieme all'interno de...

Scienziati dicono che si possono recuperare i 'ricordi persi' per l…

4.08.2017 | Ricerche

Dei ricordi dimenticati sono stati risvegliati nei topi con Alzheimer, suggerendo che la...

Scoperta inaspettata: proteine infiammatorie possono rallentare il declino cog…

5.07.2021 | Ricerche

Finora la ricerca aveva collegato l'infiammazione al morbo di Alzheimer (MA), però scien...

LipiDiDiet trova effetti ampi e duraturi da intervento nutrizionale all'i…

9.11.2020 | Ricerche

Attualmente non esiste una cura nota per la demenza, e le terapie farmacologiche esisten...

La lunga strada verso la demenza inizia con piccoli 'semi' di aggreg…

20.11.2020 | Ricerche

Il morbo di Alzheimer (MA) si sviluppa nel corso di decenni. Inizia con una reazione a c...

Sintomi visivi bizzarri potrebbero essere segni rivelatori dell'Alzheimer…

1.02.2024 | Ricerche

Un team di ricercatori internazionali, guidato dall'Università della California di San F...

Pressione bassa potrebbe essere uno dei colpevoli della demenza

2.10.2019 | Esperienze & Opinioni

Invecchiando, le persone spesso hanno un declino della funzione cerebrale e spesso si pr...

Logo AARAssociazione Alzheimer OdV
Via Schiavonesca 13
31039 Riese Pio X° (TV)

We use cookies

We use cookies on our website. Some of them are essential for the operation of the site, while others help us to improve this site and the user experience (tracking cookies). You can decide for yourself whether you want to allow cookies or not. Please note that if you reject them, you may not be able to use all the functionalities of the site.