Chiarire la percezione visiva
Fino a poco tempo fa non era possibile studiare a fondo i circuiti neuronali per comprendere le modulazioni contestuali, a causa della limitata risoluzione spaziale e temporale. La recente scoperta dell'optogenetica ha permesso una specificità cellulare e il controllo spazio-temporale dell'attività neurale senza precedenti. Gli scienziati finanziati dall'UE impegnati nel progetto A LIGHT ON VISION ("Controlling conscious visual perception with light") hanno utilizzato l'optogenetica con registrazioni elettrofisiologiche dei circuiti neurali nella corteccia visiva primaria (V1) del cervello. La priorità del lavoro dei ricercatori era chiarire la modulazione contestuale e in particolare la soppressione della visione periferica. La soppressione della visione periferica si osserva prevalentemente in V1, dove i neuroni producono un segnale più ridotto in risposta a uno stimolo che supera il campo recettivo neurale. Sono state utilizzate diverse ipotesi per descrivere questo fenomeno, ma la convalida non era stata possibile. L'attività neurale è stata registrata utilizzando elettrodi laminari nella corteccia V1 in topi anestetizzati, e i segnali di feedback sono stati inibiti selettivamente tramite interventi optogenetici. Per l'inibizione selettiva la canalrodopsina-2, canale cationico attivato dalla luce, è stata espressa nei neuroni inibitori utilizzando una luce blu per l'attivazione. I risultati hanno rivelato che la soppressione della visione periferica si verificava regolarmente dopo la risposta iniziale, fatto che indica l'elaborazione ricorrente. L'importanza della comunicazione intercorticale è stata testata interrompendo i segnali di feedback da aree visive più alte, come le aree lateromediale o anteromediale durante la registrazione di V1. Le scoperte preliminari hanno confermato la teoria della soppressione della visione periferica, dal momento che non si è osservata alcuna riduzione nella risposta neurale di V1 agli stimoli maggiori durante l'interruzione dei segnali di feedback. Sono in corso ulteriori analisi per convalidare le scoperte. Saranno eseguiti test anche su topi in stato vigile per integrare le scoperte preliminari. Le attività del progetto hanno rivelato in modo chiaro il potenziale degli interventi optogenetici per svelare funzioni cerebrali complesse tramite attivazione o inibizione selettive. Ciò potrebbe rivoluzionare il campo della neurobiologia. Le applicazioni future includono il trattamento e la riabilitazione dei disturbi psichiatrici e di alti disturbi mentali.
Parole chiave
Stimoli visivi, attivazione neurale, inibizione, modulazione contestuale, soppressione della visione periferica , circuiti neuronali, optogenetica, corteccia visiva primaria, canalrodopsina
