Ricerche

Il cervelletto, area sottostimata del cervello, è il centro controllo di qualità della mente

cerebellum in the brainIl cervelletto, una volta ritenuto solo centro di controllo del movimento, è coinvolto in ogni aspetto della funzione cerebrale superiore, secondo un nuovo studio svolto all'Università di Washington di St. Louis (Foto: GettyImages)

Il cervelletto non può restare senza il rispetto che merita. Situato in modo scomodo sul lato inferiore del cervello, e inizialmente ritenuto responsabile solo del controllo del movimento, il cervelletto è da lungo tempo trattato come un qualcosa di addizionale dai ricercatori che studiano le funzioni cerebrali più elevate.


Ma i ricercatori dell'Università di Washington di St. Louis sostengono che sottostimare il cervelletto è un errore. Le loro scoperte, pubblicate il 25 ottobre su Neuron, suggeriscono che il cervelletto mette lingua in ogni aspetto delle funzioni cerebrali superiori: non solo movimento, ma attenzione, pensiero, pianificazione e processo decisionale.


"La mia più grande sorpresa è stato scoprire che l'80% del cervelletto è dedicato alle cose intelligenti", ha detto l'autore senior Nico Dosenbach MD/PhD, assistente professore di neurologia, di terapia occupazionale e di pediatria. "Tutti pensavano che il cervelletto riguardasse il movimento. Se il tuo cervelletto è danneggiato, non puoi muoverti agevolmente, la tua mano si muove a strappi quando cerchi di raggiungere qualcosa. La nostra ricerca suggerisce fortemente che, proprio come il cervelletto funge da controllo di qualità sul movimento, esso controlla anche i tuoi pensieri, li ammorbidisce, li corregge, perfeziona le cose".


Dosenbach è un membro fondatore del Midnight Scan Club, un gruppo di neuroscienziati della Washington University che a turno si scambiano uno scanner MRI a tarda notte, scrutando il proprio cervello per ore per generare una quantità enorme di dati di alta qualità per la loro ricerca. Un'analisi precedente dei dati del Midnight Scan Club ha dimostrato che una sorta di scansione cerebrale chiamata 'MRI di connettività funzionale' può rilevare in modo affidabile differenze fondamentali nel modo in cui è cablato ogni singolo cervello.


Il ricercatore post-dottorato e primo autore Scott Marek PhD, ha deciso di applicare un'analisi simile al cervelletto. Nella corteccia cerebrale più conosciuta - lo strato esterno del cervello raggrinzato - sono state disegnate mappe di cablaggio che collegano aree distanti tra loro in reti che governano visione, attenzione, linguaggio e movimento.


Ma nessuno sapeva come è organizzato il cervelletto negli individui, in parte perché una stranezza della tecnologia MRI implica che i dati ottenuti dalla parte inferiore del cervello tendono ad essere di bassa qualità. Nel set di dati del Midnight Scan Club, tuttavia, Marek ha avuto accesso a più di 10 ore di scansioni su ciascuna delle 10 persone, sufficienti per dare un'occhiata seria al cervelletto.


Usando le reti della corteccia come modello, Marek è riuscito a identificare le reti nel cervelletto. In particolare, mancano le reti sensoriali - visione, udito e tatto - e solo il 20% del cervelletto è dedicato al movimento, all'incirca la stessa quantità della corteccia cerebrale. Il restante 80% è occupato da reti coinvolte nella cognizione di ordine superiore: la rete di attenzione; la rete predefinita, che ha a che fare con il sogno ad occhi aperti, il richiamo dei ricordi e proprio il pensiero sospeso; e due reti che sovrintendono alle funzioni esecutive come il processo decisionale e la pianificazione.


"Le reti delle funzioni esecutive sono molto rappresentate nel cervelletto", ha detto Marek. "La nostra intera comprensione del cervelletto deve allontanarsi dal solo controllo motorio e coinvolgere il controllo generale della cognizione di livello superiore".


I ricercatori hanno misurato i tempi dell'attività cerebrale e hanno scoperto che il cervelletto era costantemente l'ultima fase nei circuiti neurologici. I segnali erano ricevuti attraverso i sistemi sensoriali e trattati in reti intermedie nella corteccia cerebrale prima di essere inviati al cervelletto. Lì, ipotizzano i ricercatori, i segnali vengono sottoposti a controlli di qualità finali prima di essere inviati alla corteccia cerebrale per l'implementazione.


"Se pensi a una catena di montaggio, il cervelletto è la persona alla fine che ispeziona la macchina e dice: 'Questo è buono; lo venderemo' o 'Questo ha un'ammaccatura; dobbiamo tornare indietro e ripararlo", ha detto Dosenbach. "È dove tutti i tuoi pensieri e le tue azioni si affinano e la qualità è controllata".


Sappiamo che le persone con danni al cervelletto diventano scoordinate, con un'andatura instabile, discorsi farfugliati e difficoltà nei compiti motori come mangiare. Il cervelletto è anche molto sensibile all'alcol, il che è uno dei motivi per cui le persone che hanno bevuto troppe bevande inciampano qua e là.


Ma i nuovi dati possono aiutare a spiegare perché chi è ubriaco mostra anche scarsa capacità di giudizio. Proprio come una persona ubriaca barcolla perché il suo cervelletto compromesso non è in grado di eseguire i consueti controlli di qualità sulla funzione motoria, anche le cattive decisioni alimentate dall'alcol potrebbero riflettere una rottura del controllo di qualità sulle funzioni esecutive.


Marek ha anche eseguito analisi di rete individualizzate sulle 10 persone nel set di dati. Ha scoperto che, mentre le funzioni cerebrali sono organizzate in modo approssimativamente identico nel cervelletto di tutti, c'è una variazione individuale sufficiente per distinguere le scansioni cerebrali eseguite su due partecipanti. I ricercatori stanno ora valutando se tali differenze individuali nelle reti cerebellari siano correlate a intelligenza, comportamento, tratti della personalità come adattabilità o condizioni psichiatriche.


"Molti ricercatori che stanno esaminando i collegamenti tra la funzionalità e il comportamento del cervello ignorano il cervelletto", ha detto Dosenbach. "Tagliano fuori quei dati e li gettano via, perché non sanno cosa farne. Ma nel cervelletto c'è il quadruplo dei neuroni della corteccia cerebrale, quindi se stai lasciando fuori il cervelletto, ti sei già sparato sui piedi prima di iniziare. Il potenziale di scansionare l'intero cervello umano contemporaneamente è capire come tutto funziona insieme. Non puoi vedere come funziona l'intero circuito quando te ne manca un pezzo importante".

 

 

 


Fonte: Tamara Bhandari in Washington University (> English text) - Traduzione di Franco Pellizzari.

Riferimenti: Scott Marek, Joshua S. Siegel, Evan M. Gordon, Ryan V. Raut, Caterina Gratton, Dillan J. Newbold, Mario Ortega, Timothy O. Laumann, Babatunde Adeyemo, Derek B. Miller, Annie Zheng, Katherine C. Lopez, Jeffrey J. Berg, Rebecca S. Coalson, Annie L. Nguyen, Donna Dierker, Andrew N. Van, Catherine R. Hoyt, Kathleen B. McDermott, Scott A. Norris, Joshua S. Shimony, Abraham Z. Snyder, Steven M. Nelson, Deanna M. Barch, Bradley L. Schlaggar, Marcus E. Raichle, Steven E. Petersen, Deanna J. Greene, Nico U.F. Dosenbach. Spatial and Temporal Organization of the Individual Human Cerebellum. Neuron, 2018; DOI: 10.1016/j.neuron.2018.10.010

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