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La comunicazione tra le aree del cervello e la cognizione

La cognizione – il pensiero, la comprensione e l’apprendimento – richiede regolazione e controllo. La perdita di queste funzioni cerebrali di alto livello può essere correlata a patologie come la schizofrenia, la depressione e la dipendenza.
La comunicazione tra le aree del cervello e la cognizione
Ricerche precedenti indicano che la cognizione si basa sull’integrità della sincronia neurale locale controllata dalle reti di interneuroni e da una serie di neuromodulatori.

Le oscillazioni teta dell’ippocampo svolgono un ruolo importante nell’apprendimento e nella memoria e si pensa che inducano la coerenza nelle cellule principali della corteccia mediale prefrontale (mPFC). I neuroni inibitori contenenti parvalbumina (PV) della mPFC, inoltre, potrebbero svolgere un ruolo significativo nella coerenza teta osservata tra mPFC e ippocampo.

Il progetto NEURODYNAMICS (Inhibition and neuromodulation in oscillation and synchrony), finanziato dall’UE, ha studiato quali sono i neuroni responsabili del coordinamento dell’oscillazione e della sincronia mPFC-ippocampo. Il team ha sviluppato una sonda integrata da impiantare nei roditori per combinare la stimolazione ottica con i dati neurofisiologici.

L’ambiente di test dei roditori era un labirinto a forma di otto, creato al fine di sondare l’accoppiamento teta ippocampo-mPFC in un’attività di memoria di lavoro spaziale. I membri del progetto hanno utilizzato la manipolazione optogenetica per stimolare e reprimere i neuroni mPFC PV, identificando un sottoinsieme di neuroni mPFC PV la cui attività di picco variava con il tipo di opsina attivata durante la stimolazione. Nel complesso, i dati suggeriscono che gli interneuroni dell’mPFC controllano l’attività dell’mPFC durante l’oscillazione e la sincronia dell’ippocampo ma non i suoi tempi.

Il team NEURODYNAMICS ha sviluppato protocolli e raccolto dati riguardanti le attività cerebrali di alto livello sul modo in cui le aree cerebrali connesse funzionalmente cooperano e comunicano tra di loro. Lo studio degli strumenti diagnostici rappresenterà il passo successivo per comprendere meglio la funzione e anche la disfunzione cerebrale.

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Keywords

Cognizione, neuromodulatori, ippocampo, corteccia mediale prefrontale, parvalbumina, NEURODYNAMICS