L’attività cerebrale e la cognizione
Il cervello umano è incessantemente attivo, l’attività include connessioni molto brevi tra regioni cerebrali con funzioni specifiche, e sostiene la funzione cognitiva. L’imaging e lo studio di tali processi transitori sono però difficili, soprattutto considerando i paradigmi che presuppongono reti neurali funzionali permanenti. L’obiettivo del progetto R&B BRAIN (In-depth investigations of the non-stationary dynamics of resting-state brain activity and its impact on behaviour and cognition), finanziato dall’UE, era studiare il ruolo dell’attività dinamica del cervello nel comportamento e nella cognizione. I metodi includevano nuove tecniche di analisi dei dati e l’acquisizione simultanea di immagini da risonanza magnetica funzionale (fMRI) e dati da elettroencefalografia (EEG). L’obiettivo finale era studiare il ruolo delle reti cerebrali dinamiche in contesti di salute e malattia. Il progetto ha ideato nuovi metodi di elaborazione del segnale e di analisi dei dati che superano i limiti precedenti nello studio dei singoli stati dinamici del cervello. I ricercatori hanno implementato nuovi algoritmi all’interno di determinati software di analisi open source. L’analisi dei dati fMRI degli stati di riposo dimostravano che pochi eventi mentali trasportano informazioni sufficienti a rivelare attività simultanea collegata in differenti parti del cervello. Le scoperte illustravano che le aree di materia grigia del cervello sono molto ricche di attività cerebrale spontanea. Ciò conferma precedenti osservazioni relative alla risposta a compiti cognitivi da parte di ampie aree della corteccia. Le nuove metodologie del progetto hanno facilitato l’analisi di eventi singoli che si verificano in stato di riposo, permettendo di misurare la portata e la durata degli eventi di connessione. I membri del team hanno presentato i risultati a due conferenze internazionali. Un’ulteriore fase del progetto prevedeva lo studio dell’attività cerebrale. Il consorzio ha sviluppato protocolli per una nuova tecnica e istituito un programma che permette l’acquisizione simultanea di dati da EEG e fMRI. Questa fase includeva l’adattamento degli algoritmi per rilevare artefatti da pulsazione in entrambi i tipi di dati. Inizialmente il team è riuscito a raccogliere dati simultanei da EEG e fMRI durante stati di riposo o controllo. Il lavoro del progetto R&B BRAIN permette un confronto preciso degli stati di connettività del cervello tra persone e delle modifiche tra i vari stati. La potenziale applicazione potrebbe includere nuovi modi di diagnosticare e trattare i disturbi del cervello.
Parole chiave
Cervello, R&B BRAIN, connessione, cognizione, fMRI, EEG
