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I ricercatori identificano una via neurale critica a correggere gli errori comportamentistici

I ricercatori di monte Sinai hanno identificato una via neurale con cui il cervello individua gli errori ed il miglioramento comportamentistico successivo delle guide. Questo trattamento, chiamato controllo conoscitivo, dysregulated frequentemente in una vasta gamma di disordini psichiatrici.

La ricerca del gruppo, pubblicata il 19 febbraio in neurone, egualmente suggerisce che il neurostimulation di questa via del cervello potrebbe fornire un meccanismo importante per gli adeguamenti dell'attenzione che seguono gli errori comportamentistici.

Quando gli errori sono commessi, come la mancanza del fanale di arresto o passare con il rosso mentre guida, per la nostra sopravvivenza è importante immediatamente adattare il comportamento prestando più attenzione per impedire ulteriori errori. Questa capacità di adattare il comportamento dopo gli atti erronei è una delle componenti chiavi di controllo conoscitivo umano.

“I deficit nel video di errore e funzione attentional sono comuni a molti problemi psichiatrici, compresi la schizofrenia, ADHD e disordine di spettro di autismo, ma piccolo è conosciuto circa le vie neurali specifiche che stanno collegando questi trattamenti,„ dice Hirofumi senior Morishita autore, MD, Ph.D., professore associato della psichiatria, la neuroscienza e l'oftalmologia e un docente dell'istituto del cervello di Friedman e dell'istituto di salute dei bambini e dello sviluppo di Mindich alla scuola di medicina di Icahn al monte Sinai.

“I nostri studi, intrapresi in mouse e piombo dal normanno di Kevin, un dottorando nel nostro laboratorio, rappresentano la prima dimostrazione di un meccanismo specifico del circuito che collega il errore-video e l'adeguamento attentional, due componenti fondamentali dei sistemi di controllo conoscitivi in esseri umani.„

La base neurale di controllo conoscitivo è stata un argomento caldo dibattuto all'interno della neuroscienza, con un host di neuroimaging studia la mostra delle quelle parti della corteccia frontale, che è chiave a pianificazione le risposte comportamentistiche appropriate agli stimoli esterni ed interni, è essenziale per il video di errore.

Lo studio nuovo di monte Sinai ha catturato quello che trova un punto importante ulteriore. In una serie degli esperimenti con i mouse, tenendo conto la distribuzione di una serie piena delle tecniche della neuroscienza non possibili in esseri umani, i ricercatori hanno scoperto una via neurale specifica che proviene dalla corteccia frontale che è impegnata durante l'aspetto chiave di controllo conoscitivo.

Specificamente, hanno imparato che gli errori in relazione con il compito reclutano i neuroni frontali che aggettano i segnali sulla corteccia visiva, che elabora le informazioni visive dall'occhio e che questa attivazione di post-errore è essenziale per il miglioramento della prestazione comportamentistica successiva.

“Le proiezioni frontali alle aree visive sono importanti per modulazione dell'attenzione di trattamento visivo,„ spiegano il Dott. Morishita. “Metta un altro modo, abbiamo indicato che le proiezioni sensoriali frontali dirette e specifiche sono vie chiave per il collegamento degli errori passati ai meccanismi di controllo conoscitivi che promuovono l'attenzione.„

Oltre la sua mappatura migliorata del circuito e della funzione neurali, lo studio di monte Sinai ha potuto avere implicazioni importanti per il trattamento clinico.

Il gruppo ha impiegato una tecnica conosciuta come stimolo optogenetic, un trattamento biologico che impiega una combinazione di tecniche genetiche e leggere per gestire le attività di diversi neuroni per stimolare selettivamente le proiezioni frontali alla corteccia visiva.

Impiegando questa tecnica, i ricercatori potevano migliorare l'attenzione in questi mouse una volta che gli impulsi luminosi fossero amministrati a loro dopo gli errori.

La via corticale specifica identificata in questo studio ha potuto potenzialmente essere modulata facendo uso delle tecniche come stimolo magnetico transcranial e/o stimolo a corrente continua transcranial per migliorare gli adeguamenti attentional di post-errore in molti dei tipi più comuni di disordini psichiatrici.

Su vasta scala, i nostri risultati risolvono i conflitti fra gli studi recenti che riferiscono i contributi misti dei circuiti frontale-sensitivi al comportamento attentional suggerendo che questo circuito sia reclutato soltanto a certe condizioni, vale a dire gli errori in relazione con il compito seguenti. Per quella ragione, crediamo che la nostra ricerca abbia un vasto interesse ed urti i campi della neuroscienza, della psicologia, della psichiatria e della neurologia mentre modelli di calcolo basati a neuroscienza d'informazione di cognizione.„

Hirofumi Morishita, MD, PhD, studia l'autore senior e professore associato della psichiatria, la neuroscienza e l'oftalmologia, docente dell'istituto del cervello di Friedman, salute dei bambini di Mindich ed istituto dello sviluppo, scuola di medicina di Icahn al monte Sinai