Roma – Per la prima volta, è stata realizzata una mappa completa dell’attività cerebrale. A riuscirci gli scienziati dell’International Brain Laboratory (IBL), che hanno pubblicato una coppia di articoli sulla rivista Nature per rendere noti i risultati del proprio lavoro. Nel primo paper, il team, guidato da Alexandre Pouget, ha utilizzato un modello murino per ricostruire l’attività cerebrale e capire come le regioni del cervello si coordino tra loro durante compiti cognitivi complessi. I risultati, commentano gli autori, rivelano informazioni importanti sul processo decisionale nell’intero cervello. La mappa ottenuta, spiegano gli esperti, sfida la tradizionale visione gerarchica dell’elaborazione delle informazioni nel cervello e mostra che il processo decisionale è distribuito in molte regioni in modo altamente coordinato. Il gruppo di ricerca ha registrato oltre mezzo milione di neuroni sui topi. I dati sono stati ottenuti grazie alla collaborazione di 12 laboratori, e le informazioni coprono 279 aree cerebrali, che insieme rappresentano il 95 del volume cerebrale dei topolini.
“L’attività decisionale – afferma Pouget, dell’Università di Ginevra – ha illuminato il cervello come un albero di Natale”. Lanciato ufficialmente nel 2017, l’IBL ha introdotto un nuovo modello di collaborazione in neuroscienze che utilizza un set standardizzato di strumenti e pipeline di elaborazione dati condivisi tra più laboratori, garantendo la riproducibilità dei dati. Questo approccio visionario, supportato da Wellcome e dalla Fondazione Simons, trae ispirazione da collaborazioni su larga scala in fisica e biologia, come il CERN e il Progetto Genoma Umano. “Il cervello è la struttura più complessa che conosciamo – aggiunge Tom Mrsic-Flogel, direttore del Sainsbury Wellcome Centre presso l’University College di Londra – comprendere come guida il comportamento richiede una collaborazione internazionale su una scala che corrisponda a tale complessità”. Nell’ambito del lavoro, i ricercatori, provenienti da 12 laboratori, hanno utilizzato elettrodi all’avanguardia per registrazioni neurali simultanee, chiamati sonde Neuropixels, per misurare l’attività cerebrale mentre i topolini svolgevano un compito decisionale. Per gli esperimenti, gli animali erano seduti davanti a uno schermo. Quando una luce appariva in uno dei due lati dell’immagine, i topolini dovevano muovere una rotella nella direzione appropriata per ottenere una ricompensa. Tuttavia, in alcuni esperimenti, la luce è così debole che l’animale deve indovinare in che direzione girare la ruota. Il topo si basa sulla frequenza con cui la luce è apparsa in precedenza Questi esperimenti impegnativi hanno quindi permesso ai ricercatori di studiare come le aspettative precedenti influenzino la percezione e il processo decisionale. Nel complesso, i risultati mostrano che esiste una comunicazione costante tra le aree cerebrali durante il processo decisionale, l’inizio del movimento e persino la ricompensa. Il secondo articolo descrive che le aspettative sono codificate in tutto il cervello, non si trovano solo nelle aree cognitive, ma anche nelle aree cerebrali che elaborano le informazioni sensoriali e controllano le azioni. Ciò supporta l’ipotesi che il cervello agisca come una macchina di predizione, ma con aspettative codificate in più strutture cerebrali che svolgono un ruolo centrale nel guidare le risposte comportamentali. Questi risultati potrebbero avere implicazioni per la comprensione di condizioni come la schizofrenia e l’autismo, che si ritiene siano causate da differenze nel modo in cui le aspettative vengono aggiornate nel cervello. “Tradizionalmente – commenta Kenneth Harris, dell’Università della California a Los Angeles – le neuroscienze hanno studiato le regioni cerebrali isolatamente. Registrare l’intero cervello significa ora avere l’opportunità di capire come tutti i pezzi si incastrano tra loro. Ecco perché questa collaborazione è così importante”.(30Science.com)
