In che modo il cervello determina il comportamento e il movimento
La ricerca ha indicato che lo striato (insieme di neuroni nei gangli della base subcorticali) controlla l’esatta tempistica necessaria per il movimento. Lo striato riceve segnali in ingresso da molte aree del cervello, ma invia soltanto segnali in uscita ad altri componenti dei gangli della base, responsabili del controllo motorio volontario, dell’apprendimento procedurale e del movimento degli occhi. I sintomi motori debilitanti del morbo di Parkinson sono dovuti a una carenza di dopamina e altri neuromodulatori che causano disfunzioni di microcircuiti nello striato. Quando i livelli di dopamina sono troppo elevati, avvengono azioni involontarie; diventa difficile eseguire azioni troppo minute. I ricercatori impegnati nel progetto SELECT-AND-ACT (The role of striatum in selection of behaviour and motor learning - neuronal code, microcircuits and modelling), finanziato dall’UE, hanno indagato sulla funzione dei gangli basali che si trovano nello striato. Per riuscirci, i partner hanno analizzato microcircuiti multicellulari di sottopopolazioni striatali. Servendosi di modelli costituiti da lamprede, ratti e primati, hanno indagato sul segnale in ingresso dalla corteccia e dal talamo e sulle modalità con cui vengono modificati i sistemi dopaminergico e istaminergico. È stato interessante osservare come si sia conservata la strutturazione basale dei gangli della base, evolutasi circa 560 milioni di anni fa nei primi vertebrati. La crescente complessità ha portato a selezionare un numero maggiore di moduli, ognuno responsabile di un determinato modello di comportamento. Sono stati utilizzati elettrodi patch per registrare l’attività di neuroni e anche per monitorare la risposta sinaptica a sistemi di segnali in ingresso differenti. I ricercatori hanno dimostrato come vengono attivati specifici sottotipi di neuroni: l’assunzione di decisioni su come spostarsi in una certa situazione, l’apprendimento di nuove strategie e la formazione di routine abituali. Per integrare l’ampia quantità di dati a livello di cellula e di sistemi, è stata utilizzata la modellizzazione matematica. Una molteplicità di gravi problematiche psichiatriche e neurologiche (ad esempio il disturbo da iperattività e deficit di attenzione, la schizofrenia, la malattia di Huntington e il disturbo ossessivo compulsivo) implicano tutti una disfunzione dei gangli della base. I risultati della ricerca ottenuti da SELECT-AND-ACT consentiranno di capire più approfonditamente i diversi tipi di sintomi di tali disturbi e favoriranno lo sviluppo di specifici bersagli neurofarmacologici a fini terapeutici.
Parole chiave
Movimento, striato, gangli della base, apprendimento, SELECT-AND-ACT
