Prima mappa cerebrale completa del processo decisionale: 600.000 neuroni analizzati nei topi

Un gruppo internazionale crea la prima mappa cerebrale dei processi decisionali: oltre 600. 000 neuroni in 279 aree del cervello.

Come riporta Phys.org, i topi, impegnati con piccoli volanti a spostare delle immagini su uno schermo, hanno permesso agli scienziati di realizzare la prima mappa cerebrale dettagliata del processo decisionale, con risoluzione a livello di singola cellula, in un mammifero.

Come evidenziato da Ilana Witten, professoressa di neuroscienze alla Princeton University e ricercatrice dell’Howard Hughes Medical Institute: “Il cervello è continuamente impegnato a prendere decisioni ogni giorno e abbiamo scoperto che molte aree sono coinvolte, non solo una o due. ”

Attraverso una collaborazione internazionale senza precedenti, l’International Brain Laboratory, composto da 22 laboratori in Europa e Stati Uniti, ha potuto integrare metodologie condivise e standardizzate per osservare l’attività neuronale durante i comportamenti.

Le informazioni raccolte, illustrate in due studi pubblicati su Nature, hanno svelato l’attività di più di 600. 000 neuroni distribuiti in 279 aree cerebrali di 139 topi, fornendo uno sguardo dettagliato e distribuito sulla rete neurale coinvolta nel processo.

Cooperazione mondiale per le neuroscienze

Mappare il cervello in azione, anche in un animale di dimensioni relativamente piccole come il topo, ha rappresentato una sfida enorme per i ricercatori. L’innovazione ha riguardato anche l’organizzazione: integrare i dati provenienti da vari laboratori ha richiesto standard rigorosi, protocolli sperimentali comuni e pipeline di analisi condivise. Tre i laboratori della Princeton, guidati da Witten, Tatiana Engel e Jonathan Pillow, che hanno svolto un ruolo cruciale nel coordinamento e nel mantenimento della qualità di questo imponente sforzo collettivo.

I topi, seduti davanti a un display, osservavano la rapida comparsa di un cerchio a strisce bianche e nere, posizionato a sinistra o a destra. Per ricevere una piccola ricompensa in acqua zuccherata, dovevano spostare il cerchio rapidamente al centro usando un volante. In alcune occasioni, il cerchio appariva meno definito, costringendo l’animale a fare affidamento sulle esperienze passate, così da determinare le decisioni future. Durante il compito, i ricercatori hanno registrato l’attività cerebrale utilizzando elettrodi ad alta densità, capaci di monitorare centinaia di neuroni contemporaneamente in diverse aree.

Scoperte sorprendenti

La mappa ha rivelato che l’attività decisionale non è limitata a zone cognitive, ma è estesa a tutto il cervello, comprese regioni tradizionalmente associate al movimento. “Una delle scoperte significative di questo studio – ha spiegato Witten – è che il processo decisionale è ampiamente distribuito, incluso in aree ritenute non coinvolte. ”

Il lavoro dell’IBL non segna una conclusione, ma rappresenta un nuovo inizio. Come ha affermato Tatiana Engel, “la mappa cerebrale non segna la fine, ma l’inizio di una nuova fase: dimostra quanto possa andare lontano un team globale superando i confini di un singolo laboratorio. ” In conclusione, questa prima mappa cerebrale dettagliata del processo decisionale certamente aprirà la strada a una comprensione più profonda delle dinamiche neurali!