Ricerche

Il claustrum del cervello, riceve, amplifica e trasmette come una 'rete Internet' necessaria per completare compiti cognitivi complessi.

Nascosta sotto la corteccia esterna e rugosa del cervello c'è un'area profondamente misteriosa, chiamata claustro (dal latino claustrum), che è nota da tempo per scambiare segnali con gran parte della corteccia, che è responsabile del ragionamento superiore e del pensiero complesso.

A causa delle ampie connessioni del claustro, il leggendario scienziato Francis Crick PhD, famoso per la scoperta del DNA, ha postulato per la prima volta nel 2005 che il claustro è la sede della coscienza. In altre parole, la regione del cervello che ci dà la consapevolezza del mondo e di noi stessi.

I ricercatori della University of Maryland (UM), tuttavia, ora affermano che Crick potrebbe essere stato impreciso: hanno sviluppato una nuova teoria, basata su dati, che il claustro si comporta più come un router Internet ad alta velocità, accogliendo i comandi esecutivi delle aree 'capo' della corteccia del cervello che forma pensieri complessi, per generare 'reti' nella corteccia. Agendo come un router, il claustro coordina queste reti, lavora insieme a loro per svolgere i diversi compiti cognitivi che eseguiamo su base momento-per-momento nella vita di tutti i giorni.

È importante comprendere come il cervello forma e coordina queste reti nella corteccia attraverso il claustro, poiché le reti disorganizzate sono una caratteristica tipica in molti disturbi, come la dipendenza, l'Alzheimer e la schizofrenia. Questa intuizione può aiutare a definire terapie migliori per affrontare la disfunzione cognitiva in questi disturbi.

“Il cervello è il sistema più complesso nell'universo noto. Sono questi progressi teorici basati sui dati che spingono in avanti le nostre conoscenze verso lo sfruttamento di quella complessità per migliorare la vita umana", ha affermato Brian Mathur PhD, professore associato di farmacologia alla UM. "Come struttura più connessa nel cervello, il claustro è una finestra sull'enigma del cervello, la mente".

Le loro nuove scoperte e ipotesi sono pubblicate dal 30 settembre 2022 su Trends In Cognitive Sciences.

Nel tentativo di identificare il ruolo preciso del claustro, il dott. Mathur e i suoi colleghi hanno condotto una serie di esperimenti su animali e persone. Un esperimento ha usato gli approcci di neuroscienze moderne per spegnere il claustro nei topi coscienti. Questi topi non hanno perso conoscenza e continuavano a girare intorno come sempre. Un punto contro la teoria di Crick!

Successivamente, i ricercatori hanno dato ai topi un compito cognitivamente semplice o difficile e hanno confrontato il modo in cui hanno risposto quando il claustro è stato disattivato. Normalmente, un topo può eseguire sia compiti semplici che difficili. Tuttavia, quando i ricercatori hanno spento il claustro, i topi non riuscivano più a svolgere il compito difficile.

Chiedendosi se questa scoperta avesse qualche rilevanza per gli umani, il dott. Mathur ha collaborato con i suoi colleghi David Seminowicz PhD (professore di scienze neurali e dolore della UM) e Fred Barrett PhD (professore associato di psichiatria e scienze comportamentali alla Johns Johns Hopkins University), organizzando uno studio con scansioni cerebrali funzionali su volontari sani impegnati in compiti mentali semplici o complicati.

I ricercatori hanno osservato che il loro claustro 'si accendeva' solo quando eseguivano la versione difficile del compito. Questo evento coincideva con l'attivazione di una rete nella corteccia coinvolta in prestazioni cognitive ottimali. Secondo colpo contro la teoria della coscienza di Crick!

Il dott. Mathur ha affermato che il terzo colpo sarà quando ulteriori esperimenti supporteranno la loro teoria della funzione del claustro. In tal modo, il Dr. Mathur e i suoi colleghi ora cercano di capire come il claustro impara e si adatta a orchestrare le reti nella corteccia per aiutare a sostenere la cognizione.

Il dott. Mathur ha aggiunto: "La nostra ipotesi ci fornisce un quadro concettuale necessario per escogitare nuove strategie terapeutiche".