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Ma il cervello… è una “radio”?


 

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Un lavoro tutto italiano (M. Rosanova, A. Casali, V. Bellina, F. Resta, M. Mariotti, M. Massimini. Natural frequencies of human cortichotalamic circuits. The Journal of Neuroscience, June 17, 2009. 29 (24): 7679-7685) permette, attraverso l’uso combinato di due tecniche strumentali, di registrare le oscillazioni naturali che avvengono nelle aree della corteccia cerebrale umana, aprendo una nuova via diagnostica per individuare quelle zone interessate da varie patologie neurologiche.

L’elettroencefalografia (EEG) spontanea ed in condizioni di veglia registra frequenze diverse nelle differenti regioni del cervello umano. Per esempio, quando un soggetto chiude gli occhi in stato di relax, l’area occipitale tipicamente oscilla alla frequenza di ~10 Hz, mentre la corteccia sensorio-motoria mostra ritmi più veloci (~20 Hz). Il ritmo spontaneo dell’EEG è abbastanza variabile e la sua topografia può cambiare radicalmente nello spazio di un secondo se, per esempio, il soggetto apre gli occhi oppure compie un movimento. Per cui è difficile stabilire solo con l’EEG come i differenti circuiti corticali sono sintonizzati per generare oscillazioni ad ogni particolare frequenza.

La frequenza di sintonizzazione di un sistema può essere determinata inducendo delle perturbazioni e andando a registrare le oscillazioni che ne seguono. Questo approccio viene usato in fisica, in geologia e anche per accordare gli strumenti musicali. In questo lavoro, i ricercatori usano un approccio combinato di stimolazione magnetica transcranica (TMS) ed elettroencefalografia ad alta densità, a perturbare direttamente differenti regioni del sistema umano corticotalamico e a misurare la loro naturale frequenza. La TMS evoca oscillazioni nella banda α nella regione occipitale, nella banda β nella corteccia parietale e oscillazioni veloci β/γ nella corteccia frontale. Ogni area corticale tende a preservare la sua naturale frequenza quando viene stimolata dalla TMS a differente intensitΰ. La variazione di oscillazione riflette l’esistenza di meccanismi fisiologici abbastanza riproducibili negli individui e rappresenta inoltre la prima diretta caratterizzazione delle proprietà elettrofisiologiche delle 3 aree associative della corteccia cerebrale umana. Ancora più importante, sottolineano i ricercatori, nei soggetti sani ogni modulo corticotalamico è normalmente sintonizzato a produrre oscillazioni a frequenza specifica. La possibilità di misurare la naturale frequenza in ogni area della corteccia cerebrale potrebbe rappresentare un valido e flessibile strumento per monitorare lo stato dei circuiti talamo corticali nei pazienti affetti da diverse condizioni patologiche.


Fernanda Annesi – Biologa CNR

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