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Lo studio potrebbe contribuire a determinare le abilità del motore che sono difficili da recuperare dopo il trauma cranico traumatico

Dopo un trauma cranico traumatico, perché qualche gente riacquista rapidamente le loro abilità mentre altre affrontano le battute d'arresto durature? Il neuroscenziato Jerry Chen di Boston University ed i suoi colleghi stanno provando a rispondere a questo problema capendo quali parti del cervello sono usate per elaborare le informazioni sensitive e per ricordare le abilità differenti.

Da un punto di vista biomedico, la domanda è se determinate parti del cervello sono solamente responsabili di determinati tipi di funzioni.„

Jerry Chen, assistente universitario, dipartimento di biologia, istituto universitario delle arti & scienze

Chen è egualmente un docente del centro del BU per la neuroscienza di sistemi.

L'ultima ricerca dal suo laboratorio, pubblicato in neurone, potrebbe finalmente aiutarci a determinare quali abilità sono particolarmente difficili da recuperare dopo un trauma cranico traumatico--probabilmente perché queste abilità sono rappresentate in soltanto un'area del cervello--e che sono più resilienti.

Il gruppo di Chen ha creato un gioco di memoria per i mouse per esaminare la funzione di due aree del cervello che informazioni trattate sulla sensazione del tocco e della memoria di eventi precedenti--aree del cervello hanno chiamato lo S1 e S2.

Chen ha voluto vedere se lo S1 e S2 entrambi elaborassero le stesse informazioni (elaborazione distribuita), o se le aree ogni avuto specializzato, ruoli indipendenti (trattamento localizzato).

I mouse sono stati presentati con un gioco di memoria che ha stimolato delicatamente le loro basette con un'unità mobile. Per i mouse, lo scopo della cacciagione era di riconoscere i reticoli del movimento delle basette per ricevere una ricompensa.

In primo luogo, ogni mouse ha ritenuto l'unità muovere le sue basette in avanti o indietro. Poi, dopo che una due-seconda pausa, l'unità ha mosso ancora le loro basette.

Se le loro basette fossero mosse nelle direzioni opposte durante gli entrambi i giri--per esempio, se l'unità muovesse le basette in avanti in primo luogo, fatto una pausa ed allora mosso le basette indietro--i mouse hanno imparato che potrebbero leccare una paglia per ricevere una bevanda dissetante.

D'altra parte, se l'unità muovesse le loro basette nella stessa direzione durante gli entrambi i giri, i mouse sono stati supposti per astenersi da dalla leccatura.

Se i mouse la ottenessero sbagliata, invece hanno ricevuto un piccolo soffio di aria e di un intervallo prima che potrebbero riattivare la cacciagione.

Nel frattempo, i ricercatori stavano osservando l'attività di cervello dei mouse in tutto la cacciagione e stavano vedendo come le aree S1 e S2 hanno urtato le abilità dei mouse.

Hanno usato una tecnica chiamata optogenetics, un metodo tecnico progettuale genetico che li ha permessi di attivare selettivamente i gruppi di cellule cerebrali nelle aree S1 o S2 dei cervelli dei mouse facendo uso di indicatore luminoso.

I ricercatori hanno trovato che le aree S1 e S2 dei cervelli dei mouse fanno il molto stesso trattamento, inviante frequentemente avanti e indietro le informazioni l'un l'altro.

Ma egualmente hanno osservato che le due aree del cervello hanno effettuato alcuni ruoli specializzati mentre i mouse hanno giocato la cacciagione di memoria.

Lo S1 sembra di più partecipare ad elaborare le informazioni sensitive immediate, aventi significato di come le basette dei mouse si muovono in tempo reale.

Al contrario, S2 sembra partecipare specialmente ad aiutare il richiamo dei mouse dopo gli eventi, con i mouse che contano su questa area del cervello per ricordarsi che cosa è accaduto nel primo giro della cacciagione.

Chen dice che i risultati suggeriscono che lo S1 e S2 siano collegati diversamente, poichè le cellule cerebrali in S2 sono connesse più forte a vicenda che le cellule cerebrali dentro lo S1. Chen specula che queste più forti connessioni si riferiscono al ruolo di S2 nel richiamo dell'esperienza.

Quando le cellule cerebrali sono connesse, può essere più facile affinchè un'indicazione provochi una catena delle celle e da avviare una memoria--“un effetto di domino„ di attività neurale.

Insieme, i ruoli dell'elaborazione distribuita e localizzata dello S1 e di S2 sia hanno contribuito ai mouse che possono giocare correttamente la cacciagione che utile uno spuntino zuccherato.

Sebbene gli esseri umani non abbiano basette, le osservazioni sperimentali del gruppo potrebbero rappresentare lo stesso genere di informazioni sensitive elaborato dalle mani umane.

“Abbiamo altrettanto molta sensibilità e destrezza per elaborare informazioni tattili con le nostre barrette come un mouse ha con le sue basette,„ Chen dice.

“Così, se dovessimo studiare come elaboriamo le informazioni tattili in nostre mano e barrette, potremmo pensare vedere altrettanto la potenza molto distribuita come [in un mouse], perché quello è che cosa ci siamo evoluti per usare come uno dei nostri sensi principali.„

Prima che questi risultati possano aiutare gli esseri umani che soffrono dalla perdita duratura di abilità motorie o di altre abilità dopo il trauma cranico traumatico, Chen dice che c'è ancora molta ricerca da fare.

“Un fattore da tenere presente è che un mouse ha un più piccolo cervello [che un essere umano] ed alcune di queste aree sono molto mescolate, in modo dal trattamento in un cervello del mouse potrebbe essere distribuito,„ dice.

Il volume di cervello umano è così tanto maggior di quello di un mouse, Chen dice, esseri umani potrebbe avere più regioni che effettuano il trattamento localizzato.

O, l'opposto potrebbe anche essere vero, dice: “Poiché [abbiamo] un più grande cervello, là è molto più connessioni, in modo da potremmo avere altrettanto potenza molto distribuita come mouse--o più.„

Source:
Journal reference:

Condylis, C. et al. (2020) Context-Dependent Sensory Processing across Primary and Secondary Somatosensory Cortex. Neuron. doi.org/10.1016/j.neuron.2020.02.004.