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Il cervelletto è il centro di controllo della qualità

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Il cervelletto, una volta creduto avere un ruolo specifico nel controllo dei movimenti, in realtà è coinvolto in ogni aspetto delle funzioni cognitive superiori

cervelletto

I ricercatori della Washington University School of Medicine in St. Louis hanno spiegato che sottovalutare il cervelletto è stato un grave errore. Le loro ricerche, pubblicate sul giornale Neuron, suggeriscono che il cervelletto abbia un ruolo in ogni aspetto delle funzioni cognitive superiori, non solo nei movimenti, nell' attenzione, nella pianificazione delle azioni e nella presa di decisione.

"La più grande sorpresa per me fu la scoperta che gran parte del cervelletto (80%) si occupasse di funzioni cognitive superiori" spiega l'autore senior Nico Dosenbach, MD, PhD e professore di neurologia, terapia occupazionale e pediatria. "Tutti credono che il cervelletto si occupi di movimento, se danneggiato questo risulterà difficoltoso: ad esempio le mani si muoverebbero a scatti se provaste ad afferrare qualcosa.

La nostra ricerca propone che cosi come il cervelletto agisca come controllore della qualità del movimento, esso controlli cosi bene anche i pensieri aggiustandoli, correggendoli e perfezionandoli." Dosenbach è uno dei membri fondatori del  Midnight Scan Club, un gruppo di neuroscienziati della Washington University che hanno effettuato una lunga scansione MRI(imaging di risonanza magnetica strutturale) di cervelli per molte ore fino a tarda notte generando un numero elevato di dati di alta qualità per le loro ricerche.

Una analisi precedente dei dati del Midnight Scan Club ha mostrato che un tipo di scansione cerebrale chiamata connettività funzionale MRI poteva in modo affidabile rilevare differenze fondamentali individuali nel funzionamento cerebrale. Il primo autore Scott Marek ed i suoi colleghi decisero di applicare una analisi simile al cervelletto. Nella corteccia cerebrale meglio conosciuta - lo strato esterno del cervello - le mappe di connessione sono state trovate legare aree distanti in network che guidano le funzioni di vista, attenzione, linguaggio e movimenti.

Ma nessuno conosceva come il cervelletto era organizzato negli individui, in parte perchè la maggior parte di tecnologie MRI risultava avere dati sul cervelletto (localizzato nella parte inferiore del cervello) di bassa qualità. Nel set di dati del Midnight Scan Club, Marek ha avuto accesso a più di 10 ore di scansioni di 10 persone, abbastanza per osservare seriamente il ruolo del cervelletto. Usando altri network della corteccia come modelli, Marek ha potuto identificare i network del cervelletto.

Mancavano, in modo interessante, i network sensoriali (vista, tatto ed udito) e solo il 20% del cervelletto è coinvolto nel movimento, grossomodo la stessa percentuale della corteccia cerebrale. Il rimanente 80% si occupava dei network coinvolti nelle funzioni cognitive superiori: il network attentivo e di default, che hanno a che fare col dormire ad occhi aperti, col recupero in memoria e due network che supervisionano le funzioni esecutive come la presa di decisione e la pianificazione.

 

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I ricercatori misurarono la distribuzione temporale dell'attività cerebrale e trovarono che il cervelletto era l'ultimo step del circuito neurologico. I segnali erano ricevuti attraverso sistemi sensoriali e processati in network intermedi nella corteccia cerebrale prima di essere inviati al cervelletto. I ricercatori hanno dedotto che i segnali sottoposti al controllo di qualità finale prima dell'invio dell'output (risposta) erano rispediti alla corteccia cerebrale per l'implementazione. 

Se si pensa ad una catena di assemblaggio, il cervelletto è la persona che alla fine ispeziona la macchina e dice "Questa va bene, possiamo venderla" o "Questa ha una ammaccatura dobbiamo mandarla indietro e farla riparare". Dosenbach spiega "E' come se tutti i nostri pensieri ed azioni vengano ridefiniti da un controllo della qualità". Le persone con danni al cervelletto sono conosciuti per essere scordinati, con andatura precaria, linguaggio farfugliato e difficoltà in compiti motori di precisione come mangiare. 

Il cervelletto è anche abbastanza sensibile all'alcool ed è una delle ragioni per cui le persone hanno molta difficoltà di movimento dopo aver bevuto un bicchiere di troppo. Nuovi dati potrebbero aiutarci a spiegare anche perchè da ubriachi si mostra anche poco giudizio. Cosi come le persone barcollano da ubriachi a causa della compromissione del cervelletto, essi sono anche deficitari ad effettuare un controllo della qualità sulle funzioni motorie e sulle decisioni al punto di riflettere un guasto nel controllo della qualità nelle funzioni esecutive

Marek ha anche effettuato delle analisi individuali dei network delle 10 persone nel set dei dati. Ha scoperto che mentre le funzioni cerebrali erano organizzate, più o meno allo stesso modo, nello stesso schema in ogni cervelletto dei partecipanti, c'erano anche abbastanza cambiamenti individuali che differenziavano le scansioni cerebrali. I ricercatori stanno ora investigando se qualche differenza individuale nei network cerebrali correli con l'intelligenza, comportamento e tratti di personalità cosi come sull'adattamento e su condizioni psichiatriche. 

"Molte persone che hanno osservato i collegamenti tra funzioni cerebrali e comportamenti ancora ignorano il cervelletto. Loro hanno escluso i dati sul cervelletto poichè non hanno ben compreso il suo ruolo. Ma ci sono 4 volte più neuroni nel cervelletto rispetto alla corteccia cerebrale. L'esclusione del cervelletto risulta essere come spararsi ai piedi prima di iniziare a correre. La speranza è di rappresentare come funzionino insieme i network dell'intero cervello umano. Non possiamo vedere l'intero circuito lavorare insieme se escludiamo il pezzo più importante." 

 

 

Tratto da ScienceDaily

 

 

(Traduzione ed adattamento a cura del Dottor Claudio Manna)

 

 

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Tags: network controllo cervelletto news di psicologia

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