Il cervello sincronizza le aree per prestare attenzione
Una nuova ricerca ha scoperto che il cervello sembra sincronizzare l'attività di diverse regioni, il che consente a una persona di prestare attenzione o concentrarsi su un compito.
Secondo gli scienziati della Washington University School of Medicine di St. Louis, il processo è simile alla sintonizzazione di diversi walkie-talkie sulla stessa frequenza per stabilire canali di comunicazione chiari.
"Pensiamo che il cervello non solo metta in allerta le regioni che facilitano l'attenzione, ma si assicura anche che quelle regioni abbiano linee aperte per chiamarsi a vicenda", ha detto la prima autrice Amy Daitch, una ricercatrice laureata.
I ricercatori hanno notato che le persone che soffrono di lesioni cerebrali o ictus spesso hanno problemi a prestare attenzione e concentrazione.
"I deficit di attenzione nelle lesioni cerebrali sono stati considerati come una perdita delle risorse necessarie per concentrarsi su un compito", ha detto l'autore senior Maurizio Corbetta, M.D., Norman J. Stupp Professore di Neurologia.
"Tuttavia, questo studio mostra che l'allineamento temporale delle risposte in diverse aree del cervello è anche un meccanismo molto importante che contribuisce all'attenzione e potrebbe essere compromesso da lesioni cerebrali".
Per analizzare i cambiamenti cerebrali legati all'attenzione, gli scienziati hanno utilizzato griglie di elettrodi temporaneamente impiantati nel cervello dei pazienti con epilessia. L'autore co-senior Eric Leuthardt, M.D., professore associato di neurochirurgia e bioingegneria, utilizza le griglie per mappare la rimozione chirurgica del tessuto cerebrale che contribuisce a convulsioni incontrollabili.
Le griglie consentono inoltre al laboratorio di Leuthardt di studiare l'attività del cervello umano a un livello di dettaglio non disponibile tramite nessun altro metodo, hanno osservato i ricercatori.
Normalmente, indagano sull'attenzione utilizzando la risonanza magnetica (MRI), che può rilevare i cambiamenti nell'attività cerebrale che si verificano ogni due o tre secondi. Ma con le griglie in atto, gli scienziati possono studiare i cambiamenti che si verificano in millisecondi.
Prima che le griglie fossero impiantate, i ricercatori hanno scansionato il cervello di sette pazienti con epilessia, utilizzando la risonanza magnetica per mappare regioni note per contribuire all'attenzione. Con le griglie in posizione, hanno quindi monitorato le cellule cerebrali mentre i pazienti osservavano i bersagli visivi, dirigendo la loro attenzione in diverse posizioni sullo schermo di un computer senza muovere gli occhi. Quando i pazienti hanno visto gli obiettivi, hanno premuto un pulsante per far sapere agli scienziati che li avevano visti.
"Abbiamo analizzato le oscillazioni cerebrali che riflettono le fluttuazioni dell'eccitabilità di una regione cerebrale locale - in altre parole, quanto sia difficile o facile per un neurone rispondere a un input", ha detto Daitch. "Se le aree del cervello coinvolte nel rilevamento di uno stimolo sono alla massima eccitabilità, è molto più probabile che noterai lo stimolo".
L'eccitabilità aumenta e diminuisce regolarmente nelle cellule che compongono una determinata regione del cervello, hanno spiegato i ricercatori. Ma queste oscillazioni normalmente non sono allineate tra le diverse regioni del cervello.
I risultati dello studio hanno mostrato che mentre i pazienti dirigevano la loro attenzione, le regioni del cervello più importanti per prestare attenzione agli stimoli visivi regolavano i loro cicli di eccitabilità, inducendoli a iniziare a colpire i picchi dei loro cicli allo stesso tempo. Nelle regioni non coinvolte nell'attenzione, i cicli di eccitabilità non sono cambiati, secondo i ricercatori.
"Se i cicli di due regioni del cervello sono fuori allineamento, le possibilità che un segnale da una regione arrivi a un'altra regione sono ridotte", ha detto Corbetta.
Daitch, Corbetta e Leuthardt stanno ora indagando se conoscere non solo la posizione, ma anche il ritmo dell'attività, consente ai partecipanti di allineare più rapidamente l'eccitabilità delle loro regioni cerebrali.
Lo studio è stato pubblicato nel Atti della National Academy of Sciences.
Fonte: Washington University School of Medicine
