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Una nuova era di progressi nella ricerca sul cervello
Gli scienziati del Rehabilitation Institute of Chicago (RIC) riferiscono che, grazie a miglioramenti nella tecnologia e nell'analisi dei dati, la nostra comprensione dei principi di funzionamento che guidano lo sviluppo e l'operatività del cervello potrebbe migliorare drasticamente nei prossimi anni.
Le anticipazioni potrebbero preannunciare una rivoluzione neuroscientifica, così come l'aumento della velocità del processore ha spianato la strada alla rivoluzione informatica degli ultimi cinquant'anni.
Nel numero di febbraio 2011 di Nature Neuroscience, i ricercatori, dottor Ian H. Stevenson e dottor Konrad P. Kording, hanno fatto una meta-analisi su 56 studi condotti dal 1950 (l'avvento delle registrazioni multi-elettrodo) in cui l'attività dei neuroni è stata registrata in animali o nell'uomo. Hanno scoperto che il numero di singoli neuroni registrate contemporaneamente è cresciuto esponenzialmente dal 1950, raddoppiando circa ogni sette anni.
I ricercatori hanno paragonato i progressi nelle tecniche di registrazione neuronale alla legge di Moore, che descrive la crescita esponenziale della velocità di elaborazione che, raddoppindo ogni due anni circa, ha fatto realizzare computer più piccoli e reso la tecnologia accessibile a più persone.
"Diventando più facile per noi acquisire e interpretare le informazioni provenienti dal cervello, saremo in grado di aiutare meglio le persone con disabilità e particolarità al sistema nervoso", ha detto il Dott. Kording. "Il nostro obiettivo è quello di prendere ciò che impariamo su come e perché funziona il cervello in modo da poter usarla rapidamente e con successo per aiutare i pazienti. Decodificando come i neuroni comunicano tra loro, potremmo un giorno essere in grado di ripristinare i collegamenti, condizionando diversi neuroni a comunicare tra loro, o a parlare tra loro in modi diversi, ripristinando così la capacità nei nostri pazienti."
L' "accensione" o "spiking" di un neurone è in realtà un segnale inviato lungo un gradiente a altri neuroni e a tutto il sistema nervoso. Questi segnali inviano messaggi e comunicano informazioni importanti, tra cui le rappresentazioni del mondo e dei messaggi che controllano i nostri comportamenti e azioni. Secondo il Dott. Kording, "la registrazione solo di un singolo neurone alla volta era possibile alla fine del 1950. Ora, i ricercatori possono registrare l'attività di centinaia di neuroni contemporaneamente, raccogliendo preziose informazioni su quando e perché i neuroni si accendono o no".
Nei pazienti con patologie legate alle connessioni perse nel cervello, come ictus o lesioni del midollo spinale, le informazioni dal cervello inviate tramite i neuroni non si possono inoltrare a certi arti o parti del corpo. I ricercatori della RIC utilizzano i dati provenienti da neuroni per individuare ricerche con tecnologie innovative destinate a ripristinare i collegamenti e le capacità. Infatti, i ricercatori del RIC hanno recentemente riferito che hanno identificato nuovi modi di re-indirizzare potenzialmente il flusso di informazioni nel sistema nervoso utilizzando la tecnologia di stimolazione.
Attualmente, i ricercatori RIC sono all'avanguardia per esplorare l'uso di nuove interfacce cervello-macchina, la stimolazione elettronica funzionale e la tecnologia della realtà virtuale per ristabilire la funzionalità in soggetti affetti da paralisi causata da lesioni del midollo spinale o ictus.
Fonte: Materiale fornito da Edelman Public Relations, via EurekAlert!, un servizio di AAAS.
Riferimenti: Ian H Stevenson, Konrad P Kording. How advances in neural recording affect data analysis. Nature Neuroscience, 2011; 14 (2): 139 DOI: 10.1038/nn.2731.
Pubblicato su ScienceDaily il 30 gennaio 2011 - Traduzione di Franco Pellizzari.
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