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Ricerche

Memoria a breve termine è basata su oscillazioni sincronizzate nel cervello

Scienziati hanno ora scoperto come differenti regioni del cervello cooperano durante la memorizzazione a breve termine.

Trattenere le informazioni all'interno della memoria per un po' di tempo è un compito apparentemente semplice e quotidiano.


Usiamo la memoria a breve termine quando ricordiamo un nuovo numero di telefono se non c'è nulla da scrivere sotto mano, o per trovare quel bel vestito all'interno del negozio che avevamo solo ammirato in vetrina. Eppure, nonostante l'apparente semplicità di queste azioni, la memoria a breve termine è un atto cognitivo complesso che comporta la partecipazione di diverse regioni cerebrali. Tuttavia se e come le diverse regioni del cervello cooperano durante memorizzazione è rimasto finora sconosciuto.


Un gruppo di ricercatori dell'Istituto Max Planck per la Cibernetica Biologica di Tubinga, in Germania si è avvicinato di più alla risposta di questa domanda. Hanno scoperto che le oscillazioni tra le diverse regioni del cervello sono cruciali per ricordare visivamente le cose per un breve periodo di tempo. E' noto da tempo che le regioni del cervello nella parte frontale sono coinvolte nella memoria a breve termine, mentre l'elaborazione delle informazioni visive avviene principalmente nella parte posteriore del cervello. Tuttavia, per ricordare con successo le informazioni visive per un breve periodo di tempo, queste regioni lontane devono coordinare e integrare le informazioni.


Per capire meglio come questo si verifica, gli scienziati dell'Istituto Max Planck di Cibernetica Biologica nel reparto di Nikos Logothetis hanno registrato l'attività elettrica sia nell'area visiva che nella parte frontale del cervello nelle scimmie. Gli scienziati hanno mostrato agli animali immagini identiche o diverse per brevi intervalli, registrando nel contempo la loro attività cerebrale. Gli animali quindi dovevano indicare se la seconda immagine era la stessa della prima.


In ciascuna delle due regioni cerebrali (IPF e V4)
l'attività cerebrale mostra forti oscillazioni in un
certo insieme di frequenze chiamato theta-band.
(Credit: Stefanie Liebe-MPI x Biological Cybernetics)


Gli scienziati hanno osservato che, in ciascuna delle due regioni del cervello, l'attività cerebrale ha mostrato forti oscillazioni in un certo insieme di frequenze chiamate theta-band (gamma theta). È importante sottolineare che queste oscillazioni non si sono verificate in modo indipendente l'una dall'altra, ma hanno sincronizzato temporaneamente la loro attività: "E' come se si disponesse di due porte girevoli in ciascuna delle due aree Quando la memoria lavora, si mettono in sincronia, consentendo in tal modo alle informazioni di passare tra di loro in modo molto più efficiente", spiega Stefanie Liebe, il primo autore dello studio, condotto nel team di Gregor Rainer, in collaborazione con Gregor Hörzer dalla Technical University di Graz. Più era sincronizzata l'attività, meglio gli animali hanno ricordato l'immagine iniziale.

Quindi gli autori sono stati in grado di stabilire un rapporto diretto tra ciò che hanno osservato nel cervello e le prestazioni degli animali.


Lo studio evidenzia come le oscillazioni cerebrali sincronizzate sono importanti per la comunicazione e l'interazione di differenti regioni del cervello. Quasi tutti gli atti conoscitivi a più facce, come il riconoscimento visivo, nascono da una complessa interazione di reti neurali specializzate e distribuite. E' ancora poco chiaro come sono stabiliti i rapporti tra tali siti distribuiti e come contribuiscono a rappresentare e comunicare le informazioni su eventi esterni ed interni al fine di ottenere una percezione o una memoria coerente.

 

 

 


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Fonte: Materiale del Max-Planck-Gesellschaft, via AlphaGalileo.

Riferimento: Stefanie Liebe, Gregor M Hoerzer, Nikos K Logothetis, Gregor Rainer. Theta coupling between V4 and prefrontal cortex predicts visual short-term memory performance. Nature Neuroscience, 2012; DOI: 10.1038/nn.3038.

Pubblicato in ScienceDaily il 31 gennaio 2012 - Traduzione di Franco Pellizzari.

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