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L’attività delle reti cerebrali per gli spostamenti nello spazio

Tra le reti cerebrali che creano la mappa cognitiva dell’ambiente sono necessarie connessioni specifiche. La ricerca condotta su questo aspetto cruciale della coscienza ha permesso di comprendere meglio il modo in cui queste cellule comunicano tra loro e potrebbe avere implicazioni importanti per il trattamento della demenza e dell’epilessia.
L’attività delle reti cerebrali per gli spostamenti nello spazio
Nella corteccia entorinale mediale (medial entorhinal cortex, MEC) del cervello, i neuroni chiamati cellule a griglia generano rappresentazioni dell’ambiente, cruciali per la memoria e per la cognizione. Per poter essere attivo, inoltre, codice delle informazioni spaziali delle cellule a griglia richiede il contributo di un’altra struttura, il setto mediale (medial septum, MS).

Poiché il modo in cui le cellule del setto mediale si collegano con i loro obiettivi nella MEC è poco conosciuto, il progetto SEPTOENTOCIRCUITS (The influence of parvalbumin neurons from the medial septum and diagonal band complex on medial entorhinal cortex activity) ha utilizzato strumenti optogenetici per approfondire questo aspetto di connettività. Le connessioni sono state mappate tramite il ricorso all’elettrofisiologia e all’optogenetica, al fine di ottenere l’attivazione degli input che la MEC riceve dal setto mediale.

I ricercatori hanno testato se i neuroni GABAergici del setto mediale controllano i tempi dell’attività di rete della MEC attraverso azioni su specifiche popolazioni neuronali. I risultati mostrano che i neuroni GABAergici del MS colpiscono specificamente le cellule GABAergiche della MEC e che le proiezioni GABAergiche sono dirette agli interneuroni di tutti i livelli della MEC, mentre la proiezione glutammatergica non è altrettanto prevalente né specifica.

Utilizzando animali in un ambiente di realtà virtuale, i ricercatori hanno cercato di capire se l’attivazione specifica dei neuroni contenenti parvalbumina del setto mediale modificano l’attività di rete nella MEC. La ricerca sta proseguendo anche dopo il termine del progetto e il team sta studiando se la modulazione delle proiezioni del setto mediale influisca sugli spostamenti nello spazio dei topi in un ambiente virtuale.

Il lavoro condotto dal progetto SEPTOENTOCIRCUITS ha migliorato la nostra conoscenza dei meccanismi di funzionamento del cervello sano. Un altro risultato importante è stato il fatto che molti attacchi epilettici non trattabili con i farmaci hanno origine nella formazione dell’ippocampo, dove si trova la MEC, e la stimolazione dei neuroni del setto mediale potrebbe rappresentare un possibile trattamento per l’epilessia.

I dati ottenuti dal progetto SEPTOENTOCIRCUITS hanno migliorato la nostra conoscenza complessiva del sistema nervoso e potranno essere implementati nelle simulazioni al computer dei circuiti neurali. Questi dati potrebbero essere utili anche nello sviluppo di software destinato a migliorare gli spostamenti spaziali basati su computer. I risultati ottenuti dal team SEPTOENTOCIRCUITS sono stati pubblicati sulla rivista Journal of Neuroscience.

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Argomenti

Life Sciences

Keywords

Cognizione, memoria, corteccia entorinale mediale, cellule a griglia, setto mediale