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Il GPS interno del cervello

Il Premio Nobel del 2014 per la Fisiologia e la Medicina è stato condiviso dal professore dell'UCL John O'Keefe, May-Britt e Edvard Moser, dell'Università Norvegese di Scienza e Tecnologia, per il loro lavoro sulle cellule nervose che ci informano sulla nostra posizione.

A metà del ventesimo secolo, Edward Tolman ha studiato il modo in cui i ratti si muovono nei labirinti e ha suggerito che il cervello possa contenere una "mappa cognitiva", che permette agli animali di imparare a orientarsi nello spazio e a identificare la strada corretta.

Nel 1971, John O'Keefe ha trovato il primo indizio della presenza di un GPS interno nel cervello: le place cell, o cellule di posizione. Lo scienziato ha registrato l'attività nervosa nell'ippocampo del cervello di alcuni ratti che si muovevano liberamente e ha scoperto che singole cellule si attivavano solo quando il ratto si trovava in una specifica posizione nell'ambiente. Place cell diverse erano attive per posizioni diverse, con la creazione di una mappa interna nel cervello in grado di fornire all'animale un'informazione su dove si trova nell'ambiente. Le informazioni visive, ma anche altri stimoli sensoriali, erano utilizzate per costruire una mappa. L'ippocampo può generare numerose mappe, rappresentate dall'attività collettiva delle place cell che sono attive in diversi ambienti. In questo modo la memoria dell'ambiente può essere immagazzinata come una combinazione specifica delle attività di place cell nell'ippocampo.

Circa trenta anni più tardi, nel 2005, May-Britt e Edvar Moser hanno continuato questi studi sui ratti, focalizzandosi sulle cellule della corteccia entorinale del loro cervello, una regione vicina all'ippocampo a cui è strettamente connessa. In quest'area hanno scoperto che i neuroni non erano attivi soltanto in una posizione, ma scaricavano in diverse posizioni occupate dal ratto. Ognuna di queste cellule era attivata con un pattern spaziale unico, e nell'insieme queste grid cell, o cellule griglia, costituiscono un sistema di coordinate che permette l'orientamento nello spazio, un sistema organizzato secondo una griglia esagonale. Questo sistema di coordinate divide l'ambiente in latitudini e longitudini che sostanzialmente registrano la distanza da un punto di partenza o di svolta.

Nell'insieme, le informazioni che provengono dalle grid cell, da altre cellule nella corteccia entorinale che riconoscono la direzione della testa e i confini della stanza, e dalle place cell nell'ippocampo formano un circuito collettivo per un sistema di posizione, una sorta di GPS interno nel cervello. Questa rete di neuroni finora è stata trovata nei roditori, nei pipistrelli, nelle scimmie e negli esseri umani, e si pensa che possa trovarsi in tutti i mammiferi.


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