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Mercoledì, Gennaio 29, 2020
Scienza e Futuro Il primo pensiero filmato in diretta

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Il primo pensiero filmato in diretta

Per la prima volta è stato seguito e filmato il percorso di un pensiero nei circuiti cerebrali di un animale, osservando i singoli neuroni che via via si attivavano. C'è riuscito un gruppo di ricercatori del National Institute of Genetics giapponese e dell'università di Saitama, sempre in Giappone, che hanno ripreso la successione di reti nervose attivate nel cervello di un pesce zebra (Danio rerio) mentre guardava una preda entrata nel suo campo visivo.

"Il nostro lavoro è il primo a mostrare in tempo reale le attività del cervello di un animale durante il comportamento naturale", ha detto Koichi Kawakami, tra i firmatari di un articolo sulla rivista “Current Biology” in cui si descrive la ricerca.

Il pesce zebra è un modello particolarmente adatto agli studi di imaging cerebrale perché il suo corpo è trasparente durante le fasi embrionale e larvale. Questa particolarità è già stata sfruttata per monitorare l'attività neuronale nel midollo spinale e nel cervello larvale utilizzando marcatori fluorescenti che si legano ai neuroni ed emettono luce quando questi vengono attivati. Tuttavia, finora la risoluzione temporale e spaziale e la sensibilità degli strumenti necessari per rilevare la fluorescenza erano ancora troppo limitate per permettere di visualizzare l'attività del cervello durante la percezione di un oggetto naturale.

Come filmare un pensiero che corre

L'incontro ravvicinato fra Danio rerio e un paramecio.

I ricercatori giapponesi sono riusciti a raffinare la tecnica mettendo a punto esemplari di Danio rerio geneticamente modificati, nei quali, all'aumento di concentrazione di ioni Ca2+ nei neuroni - che caratterizza l'attivazione delle cellule nervose - corrisponde una più rapida ed evidente fluorescenza dei marcatori utilizzati.

La nuova tecnica rende quindi possibile identificare i circuiti cerebrali coinvolti in comportamenti complessi che si sviluppano dalla percezione di uno stimolo al processo decisionale fino ad arrivare a un movimentodi risposta. Una possibilità che permetterà di ottenere informazioni valide anche pèer l'essere umano, dato che - osservano i ricercatori - la struttura di base e il funzionamento del cervello di Danio rerio sono molto simili al quelli del nostro cervello.

Il risultato rappresenta un primo significativo passo verso l'identificazione dei circuiti neurali che entrano in funzione nel corso di un comportamento complesso, come quello di cattura della preda, che prevede una sequenza di eventi: dalla percezione della preda alla convergenza degli occhi, all'avvicinamento. "In futuro, saremo in grado di interpretare il comportamento di un animale, compresi l'apprendimento e la memoria, la paura, la gioia, o rabbia, sulla base dell'attività di particolari combinazioni di neuroni", ha affermato Kawakami.

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