Scoperto il modo in cui il cervello forma i ricordi sensoriali

Il cervello codifica le informazioni raccolte dai nostri sensi. Tuttavia, per percepire il nostro ambiente e interagire in modo costruttivo con esso, questi ricordi sensoriali devono essere interpretati nel contesto delle nostre precedenti esperienze e degli obiettivi attuali. Un team di scienziati ha identificato una fonte chiave di queste informazioni dall’alto verso il basso dipendenti dall’esperienza.

La neocorteccia è la più vasta area del cervello umano. Si è espanso e differenziato enormemente durante l’evoluzione dei mammiferi e si pensa che mediatori molte delle capacità che distinguono gli esseri umani dai loro parenti più stretti. Tutte le funzioni cognitive superiori della neocorteccia sono abilitate riunendo due distinti flussi di informazioni.

Cervello, ecco come forma i nostri ricordi sensoriali

Un flusso “dal basso verso l’alto” che trasporta segnali dall’ambiente circostante e un flusso “dall’alto verso il basso” che trasmette le informazioni generate internamente che codificano le nostre precedenti esperienze e gli obiettivi attuali. Lo strato più alto della neocorteccia è probabilmente un sito chiave che riceve input che trasportano informazioni dall’alto verso il basso. Prendendo questo come punto di partenza ha permesso agli scienziati di identificare una regione del talamo come una fonte candidata chiave di tali informazioni interne.

Ideato un approccio innovativo che ha permesso di misurare le risposte delle singole sinapsi talamiche nella neocorteccia di topo prima e dopo un paradigma di apprendimento. I risultati sono stati molto chiari, mentre gli stimoli neutri senza rilevanza sono stati codificati da risposte piccole e transitorie in questo percorso, l’apprendimento ha fortemente potenziato la loro attività e ha reso i segnali più veloci e più sostenuti nel tempo.

Gli stimoli sensoriali possono essere rilevanti a causa di ciò che abbiamo imparato ad associare ad essi, ma anche semplicemente per le loro proprietà fisiche. Ad esempio, i suoni più forti sono più prontamente richiamano l’attenzione sia negli esseri umani che negli animali. Tuttavia, questa è una funzione di basso livello che ha poco a che fare con l’esperienza precedente.

Sintetizzare le informazioni per identificare il neurone

Gli scienziati hanno ipotizzato che il modo in cui questi segnali vengono ricevuti nella neocorteccia debba essere strettamente regolato. I risultati hanno infatti identificato un meccanismo precedentemente sconosciuto in grado di sintonizzare con precisione le informazioni lungo questo percorso, identificando un tipo specializzato di neurone nello strato più alto della neocorteccia come gatekeeper dinamico di questi segnali dall’alto verso il basso.

Rivelano gli input talamici alla neocorteccia sensoriale come una fonte chiave di informazioni sulle esperienze passate che sono state associate a stimoli sensoriali. Tali segnali dall’alto verso il basso sono perturbati in una serie di disturbi cerebrali come autismo e la schizofrenia. La speranza è che i presenti risultati consentiranno anche una comprensione più profonda dei cambiamenti disadattivi che sono alla base di queste gravi condizioni.

Foto di Jerzy Górecki da Pixabay