Controllo neuronale del ciclo sonno/veglia
Anche se l’alternanza di stati di veglia e sonno è presente in tutto il regno animale, si sa poco sui meccanismi di regolazione e sul suo scopo. Il progetto SEROTONINSLEEP (Serotonergic regulation of sleep related neural circuit) ha studiato come i neuropeptidi serotonina e ipocretina interagiscono nel ciclo del sonno. I ricercatori hanno osservato la risposta optomotoria (OMR) che funge da stabilizzatore per il movimento in linea retta. Misurando il comportamento natatorio in relazione al movimento monoculare o binoculare, hanno costituito nuovi strumenti per interpretare dati neurali su larga scala e identificare regioni cerebrali correlate. L’impiego in studi su comportamenti complementari e sistemi neurali può essere poi applicato alla ricerca sul sonno e la veglia. I dati sull’analisi e la modellizzazione dei movimenti hanno condotto allo sviluppo di algoritmi intesi a guidare l’occhio e la locomozione specifica in base alla direzione. La frequenza di nuoto intenso e il cambiamento di direzione risultano modulati in modo indipendente. Se ne deduce l’esistenza di canali di informazioni distinti ma sovrapposti per schemi di movimento egocentrici. Per tracciare una mappa dell’intero circuito neurale, gli scienziati hanno utilizzato l’immaginografia dell’intero cervello e l’immaginografia mirata del calcio a due fotoni, accanto all’analisi di cluster delle classi di risposta neurale. Le osservazioni implicano l’esistenza di uno specifico albero dendritico responsabile dell’invio di dati sensoriali al circuito. Le istruzioni di movimento successive sono poi elaborate in specifiche aree premotorie. Le indagini della OMR si prospetta capace di fornire una piattaforma per l’analisi di altri rapporti tra stimolo e azione. Il quadro risultante potrebbe offrire una solida base per capire come il sonno, la veglia e la farmacologia possano incidere sull’attività neurale e il comportamento nel cervello dei vertebrati. Tra le pubblicazioni scaturite da SEROTONINSLEEP figurano documenti su Nature Methods, Neuron, eLife e Cell.
Parole chiave
Ciclo sonno/veglia, danio rerio, serotonina, ipocretina, risposta optomotoria, modello, algoritmi
