Le reti cerebrali e la percezione
Una delle domande fondamentali delle neuroscienze è se il comportamento possa essere associato a specifici modelli di circuiti neuronali. Un’interpretazione meccanicistica di questa attività neuronale dovrebbe prendere in considerazione i singoli neuroni e le loro interazioni sinaptiche con le varie reti. Gli scienziati del progetto MOUSE OPTO-FMRI (Distributed functional brain networks mapping via optogenetic FMRI), finanziato dall’UE, hanno studiato le dinamiche delle reti neuronali tramite l’attivazione della canal rodopsina-2 (ChR2) del canale cationico con attivazione dalla luce insieme alla risonanza magnetica funzionale (fMRI) dell’intero cervello e hanno impiegato manipolazioni comportamentali combinate con il controllo optogenetico per studiare le connessioni funzionali tra regioni non ancora analizzate. Il team ha ottimizzato i protocolli necessari per eseguire l’fMRI su topi svegli combinata con il controllo optogenetico e per osservare le risposte comportamentali dopo la somministrazione di stimoli sensoriali esterni. A questo scopo, ha sviluppato una culla specializzata per limitare il movimento degli animali durante la risonanza magnetica e l’applicazione degli stimoli sensoriali e del controllo optogenetico. La configurazione del sistema ha inoltre permesso di registrare le risposte degli animali e la somministrazione di una ricompensa attraverso un rilevatore di leccata. Gli scienziati hanno acquisito mappe ad alta risoluzione dell’intero cervello di tutto il sistema somatomotorio negli animali svegli, registrandone il comportamento percettivo di base. I risultati ottenuti dallo studio hanno fornito nuove informazioni sulle basi neurali della percezione e del comportamento basato su obiettivi. In particolare, è stata identificata una specifica organizzazione della corteccia che ha permesso di comprendere il ruolo delle regioni associate, come l’ippocampo, nell’elaborazione sensoriale. Nel complesso, gli strumenti creati dal progetto MOUSE OPTO-FMRI hanno aperto nuove vie di sperimentazione per delineare la relazione tra struttura e funzione delle regioni sensoriali del cervello e per decifrare i meccanismi neurali che sono alla base della percezione.
