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Onde gamma e l’elaborazione cerebrale delle informazioni

(Cordis)Un gruppo di ricercatori norvegesi e olandesi ha scoperto un meccanismo che permette al cervello di differenziare i diversi tipi di informazioni.

Nella rivista Nature essi descrivono il modo in cui le onde gamma – onde cerebrali specifiche che si ritiene contribuiscano alla percezione cosciente – operano a diverse frequenze, a seconda del tipo di informazione che trasportano.

I ricercatori hanno misurato le onde cerebrali dei topi, concentrando l’attenzione su tre diverse parti dell’ippocampo, l’area del cervello ampiamente responsabile della memoria a lungo termine e della navigazione spaziale. “Abbiamo scoperto che ci sono onde gamma lente e onde gamma veloci che provengono da diverse aree del cervello, proprio come le stazioni radio trasmettono su frequenze diverse”, spiega Laura Colgin, borsista post dottorato presso l’Istituto di neuroscienza dei sistemi e il Centro per la biologia della memoria dell’Università norvegese per la scienza e la tecnologia.

“Quando le cellule cerebrali vogliono connettersi l’una con l’altra, sincronizzano la propria attività”, dice la Colgin. “Le cellule si sintonizzano – letteralmente – l’una sulla lunghezza d’onda dell’altra. Abbiamo studiato come in particolare le onde gamma siano coinvolte nella comunicazione tra gruppi di cellule nell’ippocampo. Quello che abbiamo scoperto potrebbe essere descritto come un sistema radio all’interno del cervello. Le frequenze più basse sono utilizzate per trasmettere memorie di esperienze passate e le frequenze più alte sono utilizzate per convogliare gli eventi del luogo dove ci si trova in quel momento”.

Questo meccanismo facilita la comunicazione con gruppi di cellule distribuiti che elaborano le informazioni correlate, evitando così la possibile confusione tra le varie tipologie di notizie.

Mentre le cellule sembrano in grado di modificarsi rapidamente e sintonizzarsi sulle onde lente o veloci, i ricercatori ritengono che esse non siano in grado di elaborare contemporaneamente le due diverse tipologie di onde. “Lo stesso avviene quando si ascolta la radio e ci si sintonizza su una frequenza che è a metà tra due stazioni radio: è impossibile distinguere qualcosa, si sente solo rumore”, spega la Colgin. “La percezione che si ha di un luogo, si confonderebbe con le memorie passate di quello stesso luogo”.

Se si confondono diversi tipi di onde gamma, è possibile soffrire di disordini e anormalità mentali. “Non siamo in grado di dire per certo se sia questo passaggio di frequenza a non funzionare, ma sappiamo che le onde gamma sono anormali nei soggetti schizofrenici”, fa notare l’autore principale. “La percezione che lo schizofrenico ha del mondo che lo circonda è confusa, come una radio bloccata tra due stazioni”.

L’assunto tipico dei ricercatori era che la gestione delle informazioni nel cervello seguisse strade predefinite. Questo nuovo studio suggerisce, tuttavia, una maggiore flessibilità del cervello. “Tra i migliaia di stimoli in arrivo ad una singola cellula cerebrale, la cellula può scegliere di ascoltarne alcuni ed ignorare il resto, e la scelta degli input è in costante cambiamento”, sintetizza Edvard Moser, direttore dell’Istituto Kavli di neuroscienza dei sistemi. “Crediamo che il passaggio delle onde gamma sia un principio generale del cervello, utilizzato in tutto il cervello per aumentare la comunicazione interregionale.”

Per ulteriori informazioni, visitare:

Nature
http://www.nature.com/nature

NTNU
http://www.ntnu.no/english

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