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I circuiti cerebrali che controllano l’apprendimento abituale

Alcuni scienziati finanziati dall’UE hanno identificato due circuiti cerebrali coinvolti nell’apprendimento abituale, come per esempio orientarsi per andare e tornare dal lavoro. Queste nuove scoperte, pubblicate sulla rivista Neuron, hanno implicazioni per lo studio del morbo di Parkinson, l’abuso di sostanze e molti disturbi psichiatrici.

La scoperta è frutto del progetto SELECT-AND-ACT (“The role of striatum in selection of behaviour and motor learning: neuronal code, microcircuits and modelling”) finanziato con 2,5 milioni di euro attraverso il tema “Salute” del Settimo programma quadro (7° PQ) dell’UE.

Le abitudini giornaliere si formano mediante il semplice procedimento della ripetizione e dell’esprolazione attraverso prove ed errori. Spesso facciamo azioni abituali senza pensarci o senza notarle molto. Per esempio, uno può tornare a casa scendendo alla solita fermata del treno mentre sogna a occhi aperti qualcosa di completamente diverso.

Gli scienziati hanno già ampiamente studiato come siamo in grado di imparare una routine abbastanza bene da effettuarla senza pensarci. In questo recente studio, i ricercatori si sono concentrati sul gangli basali, un particolare gruppo di neuroni del cervello dei mammiferi coinvolti in varie funzioni che vanno dal movimento alle emozioni e al pensiero.

Studi precedenti avevano indicato che la struttura più grande dei gangli basali, lo striato, potrebbe essere importante nell’apprendimento basato sul premio. Una parte dello striato controlla il movimento ed è connessa alla corteccia sensomotoria, la quale è coinvolta nel pianificare ed eseguire funzioni volontarie. Un altro circuito nello striato controlla il comportamento flessibile ed è connesso con la “corteccia associativa”.

Fino ad ora, si sapeva poco su come questi due circuiti separati contribuissero all’apprendimento di nuovi comportamenti. In questo studio, i ricercatori del Massachussetts Institute of Technology (MIT) negli Stati Uniti hanno registrato l’attività dei due circuiti striatali dei topi che imparavano la strada per raggiungere un nascondiglio contenente un premio al sapore di cioccolato in un labirinto. Per raggiungere il premio, i topi dovevano scoprire il significato di suggerimenti sonori e tattili forniti a un incrocio a T nel labirinto. I topi hanno provato fino a che il percorso non è diventato un’abitudine.

Man mano che i topi miglioravano, i circuiti mostravano schemi di attività distinti che si evolvevano durante il processo di apprendimento. Uno di essi diventava più attivo quando i topi dovevano fare determinate azioni (per es. partire, fermarsi o girare) e diventava più forte man mano che imparavano la routine. L’altro diventava molto attivo quando il topo doveva decidere in che direzione girare, ma man mano che il ratto imparava il percorso, il segnale si indeboliva.

“Pensiamo che i due circuiti basali ganglionici lavorino in parallelo”, ha detto Catherine Thorn del MIT, autrice prinicpale dello studio. “Osserviamo una specie di competizione tra i due circuiti fino al momento in cui il comportamento imparato diventa un abitudine”.

“Questi circuiti cerebrali sono colpiti dal morbo di Parkinson, dall’abuso di sostanze e in molti disturbi psichiatrici”, ha spiegato Ann Graybiel del MIT. “Se riusciamo a imparare come indirizzare la competizione in una direzione o nell’altra, potremmo contribuire ad apportare nuovi punti di interesse nelle terapie esistenti e magari aiutare lo sviluppo di nuove terapie”.

Per maggiori informazioni, visitare:

Neuron:
http://www.cell.com/neuron/

Massachusetts Institute of Technology (MIT):
http://web.mit.edu/

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