venerdì, Maggio 31, 2024

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Cervelletto: per coordinare non solo i movimenti, anche i pensieri

È noto che alcune aree del cervello sono responsabili di alcune funzioni del corpo. Il cervelletto, una struttura che si trova nella parte posteriore del cranio, è noto per essere importante per il controllo del movimento, mentre la corteccia frontale è responsabile delle funzioni cognitive come la memoria a breve termine e il processo decisionale. Tuttavia, mentre i ricercatori continuano a svelare il mistero di come miliardi di neuroni nel cervello interagiscono, sta diventando sempre più evidente che non è quel bianco e nero. La dottoressa Nuo Li, professoressa associata di Neuroscienze e una McNair Scholar del Baylor College of Medicine, e i suoi colleghi hanno trovato la prima prova diretta che il cervelletto fa molto più che controllare l’attività muscolare. Gioca anche un ruolo nelle funzioni cognitive. È già noto che la corteccia frontale e il cervelletto sono collegati anatomicamente l’uno con l’altro. negli esseri umani, il danno cerebellare è noto per causare problemi di memoria o di pianificazione, quindi i due potrebbero essere collegati. Li ed i suoi colleghi hanno esaminato l’attività nel cervelletto durante i periodi di tempo in cui gli animali non si muovono, ma invece stanno pensando. Per fare questo, i ricercatori hanno addestrato i topi in un compito che richiedeva loro di prendere decisioni basate sulla memoria a breve termine.

I topi sono stati mostrati un singolo oggetto in una posizione specifica. Dopo un ritardo, l’animale ha dovuto ricordare dove si trovava l’oggetto e indicare la sua posizione leccando in direzione sinistra o destra. Il ritardo rappresentava un momento in cui i topi dovevano usare la memoria a breve termine per ricordare dove si trovava l’oggetto prima di eseguire il movimento corretto. Nel lavoro precedente, i ricercatori hanno trovato l’attività della memoria nella corteccia frontale durante il periodo di ritardo che predisse quale movimento futuro faranno i topi. Il Dr. Li e colleghi hanno scoperto che l’attività della memoria durante il periodo di ritardo è stata osservata sia nella corteccia frontale che nel cervelletto. I ricercatori hanno messo a tacere le aree del cervelletto durante il periodo di ritardo, il che ha portato a risposte errate ma non ha interferito con il movimento. Allo stesso tempo, anche l’attività della memoria nella corteccia frontale è stata interrotta. Questo ha dimostrato che l’attività della memoria nella corteccia frontale dipendeva dal cervelletto. Hanno quindi messo a tacere le aree nella corteccia frontale, che ha fermato l’attività della memoria nel cervelletto. Il cervelletto è noto per guidare il nostro movimento imparando dagli errori.

La Dr.ssa Li fa l’esempio di quando impariamo a tirare a un pallone da basket; inizialmente abbiamo molti colpi mancati: “Il cervello può regolare i nostri colpi regolando i nostri movimenti in base agli errori dei colpi mancati e alla fine producendo colpi precisi. È noto che il cervelletto è responsabile di questo apprendimento motorio. Combina gli errori dei movimenti mancati e il movimento che è stato fatto per produrre un movimento più preciso. Abbiamo scoperto che l’uscita del cervelletto colpisce la corteccia frontale e viceversa. Quando interrompiamo la comunicazione tra le due aree del cervello, l’attività della memoria viene interrotta. I nostri risultati supportano l’idea che la dinamica neurale persistente durante la pianificazione motoria sia mantenuta da circuiti neurali che si estendono su più regioni cerebrali e che i nuclei cerebellari si estendano oltre il controllo motorio online. Una perturbazione transitoria nel nucleo cerebellare profondo mediale (il cosiddetto nucleo fastigiale) ha interrotto successive risposte corrette senza ostacolare l’esecuzione del movimento. Pertanto, qualsiasi attività che orchestra un singolo comportamento è coordinata da più regioni del cervello”. La squadra del Dr. Li sta attualmente conducendo esperimenti per testare questa ipotesi che il cervelletto possa svolgere una funzione simile sull’attività cerebrale legata ai pensieri, come quando si gioca a scacchi.

  • A cura del Dr. Gianfrancesco Cormaci, PhD, specialista in Biochimica Clinica.

Pubblicazioni scientifiche

Gao Z et al., Li N. Nature 2018 Nov; 563(7729):113-116. 

Ibáñez A, García AM. Front Aging Neurosci. 2018 Oct 1;10:300.

Sokolov AA et al. Trends Cogn Sci. 2017 May; 21(5):313-332.

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Dott. Gianfrancesco Cormaci
Dott. Gianfrancesco Cormaci
Laurea in Medicina e Chirurgia nel 1998, specialista in Biochimica Clinica dal 2002, ha conseguito dottorato in Neurobiologia nel 2006. Ex-ricercatore, ha trascorso 5 anni negli USA alle dipendenze dell' NIH/NIDA e poi della Johns Hopkins University. Guardia medica presso la casa di Cura Sant'Agata a Catania. In libera professione, si occupa di Medicina Preventiva personalizzata e intolleranze alimentari. Detentore di un brevetto per la fabbricazione di sfarinati gluten-free a partire da regolare farina di grano. Responsabile della sezione R&D della CoFood s.r.l. per la ricerca e sviluppo di nuovi prodotti alimentari, inclusi quelli a fini medici speciali.

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