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Informazioni importanti o no? Ecco come agisce il cervello

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I ricercatori della New York University in un nuovo studio spiegano come il cervello riesca a distinguere ciò che è importante da ciò che non lo è, nelle diverse circostanze.

come agisce il cervelloImmaginate di essere seduti in un caffè rumoroso, mentre cercate di leggere.

Per concentrarvi sul libro che avete in mano, avete bisogno di ignorare il chiacchierio delle persone intorno a voi ed il tintinnio delle tazze, di escludere gli stimoli irrilevanti, che arrivano alle vostre orecchie, e “confinarvi” in quelli rilevanti per la vostra attività – in questo caso, le parole scritte su una pagina.

In un nuovo articolo, pubblicato sul giornale “Nature Communications”, i ricercatori della New York University offrono una nuova teoria, basata su un modello computazionale, su come il cervello riesca a separare le informazioni importanti, da quelle che non lo sono, nelle diverse circostanze.

E’ importante, nella vita di tutti i giorni, che il nostro cervello elabori le informazioni più utili tra tutte le cose che ci si presentano”, ha spiegato il Dottor Xiao-Jing Wang, Professore della NYU ed autore dell’articolo. “All’interno di un circuito neuronale estremamente complesso, deve esserci necessariamente un meccanismo di selezione che indirizzi le informazioni rilevanti nel posto giusto ed al momento giusto”.

L’analisi, condotta dal Dottor Guangyu Robert Yang, studente nel laboratorio del Dottor Wang, si è focalizzata, in particolare, sui neuroni inibitori, i quali aiutano ad assicurare risposte neurologiche appropriate per gli stimoli in arrivo, sopprimendo l’attività degli altri neuroni, in equilibrio con l’azione dei neuroni eccitatori, i quali, al contrario, hanno il compito di stimolarla.

Il nostro modello utilizza una parte fondamentale del circuito cerebrale, che coinvolge diverse tipologie di neuroni inibitori, per raggiungere questo obiettivo”, aggiunge il Dott. Wang. “Il nostro modello computazionale dimostra che i neuroni inibitori possono permettere a tale circuito di concentrarsi su specifici canali informativi, escludendo il resto”.

Come agiscono i neuroni inibitori ed eccitatori?

Di particolare interesse per il gruppo è stato uno specifico sottotipo di neuroni inibitori, che si dirigono verso i dendriti – quelle parti in cui arrivano gli input dagli altri neuroni - dei neuroni eccitatori. Questi sono contrassegnati da un marcatore biologico, chiamato somatostatina, e possono essere studiati selettivamente dagli sperimentatori.

I ricercatori hanno così concluso che essi non solo controllano tutti gli input che arrivano ad un neurone ma che riescono anche a distinguere tra loro quelli provenienti da canali individuali – nell’esempio precedente, i percorsi visivi da quelli uditivi.

Si pensava che questo fosse difficile perché le connessioni dai neuroni inibitori a quelli eccitatori apparivano dense e non strutturate”, ha spiegato il Dottor Yang. “Al contrario, ed in modo sorprendente, il nostro studio ha dimostrato che i neuroni inibitori riescono a discriminare con precisione tra i diversi canali di trasmissione degli input”.

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Conclusioni

Quindi, gli autori hanno dimostrato, attraverso l’uso di modelli computazionali ad hoc, che anche in presenza di connessioni apparentemente casuali, questi neuroni riuscivano a distinguere i percorsi specifici dei diversi input e che essi riuscivano a far ciò coordinandosi con l’attività degli input eccitatori, attraverso la cosiddetta plasticità sinaptica, ovvero quel meccanismo cerebrale che permette di apprendere dall’esperienza nel mondo esterno.



Fonte: New York University (www.nyu.edu)

 

(Traduzione ed adattamento a cura della Dottoressa Alice Fusella)

 

 

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Tags: cervello informazioni new york university plasticità sinaptica sinapsi

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