Identificati neuroni che controllano i movimenti binoculari nello spazio 3D

I ricercatori della University of Alabama di Birmingham hanno scoperto una popolazione di neuroni non descritta in precedenza che aiuta a controllare i movimenti binoculari durante la visione nello spazio tridimensionale. Durante la normale visione, gli occhi si spostano tra i diversi oggetti nello spazio tridimensionale molte volte al minuto.

La chiave dei movimenti binoculari sta nel funzionamento dei neuroni

Ad ogni cambiamento, l’occhio sinistro e quello destro ruotano, spesso nella stessa direzione, ma per lo più con gradi di rotazione diversi. Questi movimenti distinti sono noti come saccadi disgiuntive. Le saccadi disgiuntive differiscono da altri due movimenti oculari: uno, chiamato saccadi coniugate, in cui gli occhi ruotano all’unisono, e uno chiamato vergenza simmetrica, in cui gli occhi ruotano in direzioni uguali ma opposte. Il meccanismo di base delle saccadi disgiuntive non è noto.

Diversi modelli del movimento oculare prevedevano l’esistenza di una popolazione di neuroni chiamati neuroni burst saccade-vergenza, o SVBN, che avrebbero prodotto improvvisamente attività solo durante le saccadi disgiuntive, senza muoversi durante gli altri due tipi di movimenti oculari.

I ricercatori dell’UAB, guidati dalla dottoressa Julie Quinet, hanno cercato questi neuroni putativi in una regione del mesencefalo situata vicino al nucleo oculomotorio, chiamata formazione reticolare mesencefalica centrale, o cMRF. Alcuni recenti studi anatomici indicano che il cMRF potrebbe contenere neuroni premotori coinvolti nel controllo neurale delle saccadi disgiuntive.

Le ricerche danno risultati senza precedenti

Utilizzando registrazioni dell’attività cerebrale di alcune scimmie rhesus addestrate, la dottoressa Quinet e i suoi colleghi hanno trovato e registrato la presenza di 18 SVBN nel cMRF. La dottoressa, ricercatrice del Dipartimento di Oftalmologia e Scienze Visive dell’UAB, spiega che finora nessuno studio precedente ha segnalato classi di cellule di questo tipo.

Questa nuova popolazione di neuroni presenta tre caratteristiche uniche che i modelli avevano previsto. In primo luogo, i neuroni si scaricano quando gli animali eseguono una saccade disgiuntiva; inoltre, i neuroni rimangono inattivi sia durante il movimento contemporaneo degli occhi chiamato saccade coniugata, sia durante il movimento oculare di vergenza simmetrica; infine, i neuroni scoppiano senza considerare la direzione – destra o sinistra – della saccade disgiuntiva. Altra importante scoperta: l’attività improvvisa durante le saccadi disgiuntive è altamente correlata con la velocità di vergenza, cioè la velocità alla quale gli occhi si muovono verso o lontano l’uno dall’altro.

Ph. credits: Foto di Gerd Altmann da Pixabay