Un gruppo di ricerca internazionale ha scoperto nel cervello umano un nuovo meccanismo di accoppiamento funzionale tra i neuroni, che può fungere da canale di comunicazione tra le regioni cerebrali.
In un nuovo studio pubblicato su Nature Communications, i gruppi di ricerca del prof. Matias Palva e del direttore della ricerca Satu Palva, del Centro Neuroscienze dell'Università di Helsinki e dell'Università di Aalto, in collaborazione con l'Università di Glasgow e l'Università di Genova, hanno identificato un nuovo meccanismo di accoppiamento che collega le reti neuronali, usando registrazioni intracerebrali umane.
Le oscillazioni neuronali sono una parte essenziale del funzionamento del cervello umano. Regolano la comunicazione tra le reti neurali e il trattamento delle informazioni eseguito dal cervello, gestendo l'andatura dei gruppi neuronali e sincronizzando le regioni del cervello. Sappiamo che le oscillazioni ad alta frequenza oltre 100 hertz indicano l'attività di piccole popolazioni neuronali.
Tuttavia, fino ad ora, erano considerate esclusivamente un fenomeno locale. I risultati del progetto europeo di ricerca dimostrano che le oscillazioni ad alta frequenza oltre 100 Hertz si sincronizzano anche su diverse regioni cerebrali. Questa importante scoperta rivela che la comunicazione rigorosamente temporizzata tra le regioni cerebrali può essere realizzata delle oscillazioni ad alta frequenza.
I ricercatori hanno osservato che le oscillazioni ad alta frequenza erano sincronizzate tra gruppi neuronali con un'architettura simile delle strutture cerebrali nei vari soggetti, ma che si verificano nelle singole bande di frequenza. Eseguire un compito visivo ha portato alla sincronizzazione delle oscillazioni ad alta frequenza nelle regioni cerebrali specifiche responsabili dell'esecuzione dell'attività.
Queste osservazioni suggeriscono che le oscillazioni ad alta frequenza trasmettono dei 'pacchetti di informazioni' all'interno del cervello da un piccolo gruppo neuronale all'altro.
La scoperta delle oscillazioni ad alta frequenza sincronizzate tra le regioni del cervello è la prima evidenza della trasmissione e ricezione di tali pacchetti di informazioni in un contesto più ampio rispetto alle singole posizioni nel cervello. La scoperta aiuta anche a capire come il cervello sano elabora le informazioni e come questa elaborazione è alterata nelle malattie cerebrali.
Fonte: University of Helsinki (> English) - Traduzione di Franco Pellizzari.
Riferimenti: G. Arnulfo, S. Wang, V. Myrov, B. Toselli, J. Hirvonen, M. Fato, L. Nobili, F. Cardinale, A. Rubino, A. Zhigalov, S. Palva, J. Palva. Long-range phase synchronization of high-frequency oscillations in human cortex. Nature Comm., 23 Oct 2020, DOI
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