Differenze fra ippocampo e corteccia nella codifica del contesto

 

 

DIANE RICHMOND

 

 

 

NOTE E NOTIZIE - Anno X – 24 marzo 2012.

Testi pubblicati sul sito www.brainmindlife.org della Società Nazionale di Neuroscienze “Brain, Mind & Life - Italia” (BM&L-Italia). Oltre a notizie o commenti relativi a fatti ed eventi rilevanti per la Società, la sezione “note e notizie” presenta settimanalmente lavori neuroscientifici selezionati fra quelli pubblicati o in corso di pubblicazione sulle maggiori riviste e il cui argomento rientra negli oggetti di studio dei soci componenti lo staff dei recensori della Commissione Scientifica della Società.

 

 

[Tipologia del testo: RECENSIONE]

 

Le rappresentazioni contestuali, che derivano da percezione e conoscenza, hanno un’importanza straordinaria e spesso sottovalutata nel guidare molti aspetti del comportamento e nell’influenzare la maniera in cui stimoli e azioni sono codificati ed interpretati. La corteccia prefrontale mediale, con la sub-regione cingolata anteriore fisiologicamente annessa, in molti studi è stata implicata nella codifica contestuale, ma la natura delle rappresentazioni del contesto prodotte dall’attività dei neuroni di quest’area corticale, non è stata definita.

Una prima significativa traccia delle caratteristiche di tali rappresentazioni viene da un interessante studio elettrofisiologico condotto da James M. Hyman e collaboratori, che suggeriscono un profilo funzionale basato sul confronto fra le codifiche dell’ippocampo e della corteccia prefrontale mediale. Proprio la differenza fra ciò che corrisponde al contesto dell’esperienza vissuta nei circuiti delle due strutture del cervello che principalmente elaborano questa componente della realtà ambientale, sembra una chiave di lettura molto promettente (Hyman J. M., et al. Contextual encoding by ensembles of medial prefrontal cortex neurons. Proceedings of the National Academy of Science USA [Published online before print doi:10.1073/pnas.1114415109], 2012).

I ricercatori che hanno preso parte a questo studio provengono dal Canada e dalla Germania: Brain Research Centre, Psychiatry, Faculty of Medicine, University of British Columbia, Vancouver; Bernstein Center for Computational Neuroscience, Central Institute of Mental Health, Psychiatry, Medical Faculty of Heidelberg University. Si segnala che il lavoro è stato edito da Charles F. Stevens, uno dei maggiori esperti al mondo di sinapsi.

I ricercatori hanno impiegato numerose registrazioni elettrofunzionali a single-unit tetrode dell’attività del cervello di ratti, rilevando l’emergere di patterns differenti di attivazione in estese popolazioni di neuroni funzionalmente associati (ensembles) nella corteccia prefrontale mediale, quando gli animali si muovevano fra due contesti ambientali diversi. Queste differenze negli schemi di attività sono risultate significativamente più grandi di quelle osservate per i gruppi neuronici dell’ippocampo.

Mentre circa l’11% dei neuroni della corteccia prefrontale mediale, nel corso di numerosi esperimenti implicanti l’esposizione agli stessi ambienti, coerentemente preferiva un ambiente all’altro, la decodifica ottimale (previsione) del setting ambientale si verificava quando l’attività di circa il 50% di tutte le cellule nervose della corteccia prefrontale mediale era presa in considerazione.

D’altra parte, i patterns di attività delle popolazioni neuroniche non erano identici nelle esposizioni ripetute allo stesso ambiente. Tale reperto, almeno in parte, può essere attribuito ad un fenomeno tipico della fisiologia delle popolazioni corticali, consistente in uno shifting dello stato funzionale nel tempo; in ogni caso, questa variazione fisiologica si è verificata con caratteristiche tali da consentire ai ricercatori, in alcuni casi, di prevedere il cambiamento nello stato delle popolazioni neuroniche, dopo il rientro in un ambiente da parte dei roditori, sulla base di una estrapolazione lineare delle variazioni tempo-dipendenti osservate durante la prima esposizione.

I ricercatori hanno anche rilevato che molti neuroni della corteccia prefrontale mediale, fortemente selettivi per le azioni, mostravano un grado significativo di modulazione dipendente dal contesto. Questi risultati evidenziano differenze potenziali negli schemi di codifica contestuale fra l’ippocampo e la corteccia prefrontale mediale, e suggeriscono che quest’area del neopallio formi ricche rappresentazioni contestuali che tengono conto non solo delle tracce sensoriali, ma anche delle azioni eseguite e del parametro tempo.

 

L’autrice della nota ringrazia la dottoressa Isabella Floriani per la correzione della bozza e invita alla lettura delle recensioni di lavori di argomento connesso che compaiono nelle “Note e Notizie” (utilizzare il motore interno nella pagina “CERCA” del sito).

Diane Richmond

BM&L-24 marzo 2012

www.brainmindlife.org

 

 

 

 

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