Risultato che smentisce una nozione sulla frequenza γ della coscienza
LORENZO L. BORGIA
NOTE
E NOTIZIE - Anno XII – 21 giugno 2014.
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]
L’essenza stessa della scienza è nella verifica sperimentale, pertanto nessuno dovrebbe sorprendersi quando il vaglio dell’esperimento non conferma risultati precedenti o indebolisce una tesi unanimemente condivisa. Eppure, non si può fare a meno di apprezzare la bontà del metodo, quando un’interpretazione ragionevole e coerente con un quadro di conoscenze pregresse, viene smentita dalla prova. Alcuni ricercatori accolgono questo tipo di risultati come una vera e propria scoperta, altri provano una sensazione di gratitudine, perché è evidente che sulla base della sola ragione, cioè del comune uso che facciamo della logica, si sarebbe rimasti ancorati alla tesi corrente.
Helena
Cousijn e colleghi hanno rilevato, in contrasto con quanto supposto su base
sperimentale e teorica, che le oscillazioni della banda γ della corteccia cerebrale non presentano una relazione coerente e dimostrabile con l’attività
eccitatoria/inibitoria delle reti glutammatergiche e GABA-ergiche (Cousijn H., et al., Resting GABA and glutammate concentrations do not predict
visual gamma frequency or amplitude. Proceedings of the National Academy of Sciences USA – Epub ahead of print doi:10.1073/pnas.1321072111, 2014).
La provenienza degli autori dello
studio è la seguente: Department of Psychiatry and Oxford Centre for Human
Brain Activity, Warneford Hospital, University of Oxford, Oxford (UK);
Department of Psychiatry, Columbia University College of Physicians and
Surgeons, New York (USA); Cognitive Neuroscience and Schizophrenia Program,
Nathan Kline Institute, Orangeburg, NY (USA); Douglas Mental Health University
Institute and Department of Psychiatry, McGill University, Montreal (Canada).
[Edited
by Leslie G. Ungerleider, National Institute of Mental Health (NIMH), Bethesda
(Maryland)].
Esperimenti in vitro e studi condotti su modelli hanno indicato che le oscillazioni della banda γ della corteccia cerebrale sono dovute alla segnalazione GABA-ergica. L’importanza di misurare la correlazione fra attività delle reti inibitorie rilascianti GABA e la frequenza γ nel cervello umano è stata sempre presente ai ricercatori, anche se fino a tempi recenti non era stato possibile. All’incirca cinque anni fa, Muthukumaraswamy e colleghi risolsero il problema della realizzabilità della misura, usando la magnetoencefalografia e la spettroscopia in risonanza magnetica[1].
L’importanza della correttezza e dell’affidabilità della correlazione consisteva soprattutto nella possibilità di impiegare il picco di frequenza gamma come un marker surrogato dell’eccitabilità corticale in studi volti all’indagine clinica di popolazioni o alla valutazione di effetti di agenti farmacologici.
Come è noto, le oscillazioni di frequenze corrispondenti alla banda γ emergono nelle reti neuronali della corteccia cerebrale costituite prevalentemente da interneuroni inibitori GABA-ergici interconnessi con cellule piramidali eccitatorie rilascianti glutammato. Una correlazione era stata trovata in 12 soggetti volontari in buona salute fra il picco della banda γ nella corteccia visiva, misurato mediante magnetoencefalografia, e i livelli GABA a riposo. Tale risultato non era stato replicato quando Helena Cousijn e colleghi hanno deciso di intraprendere il loro studio.
I ricercatori hanno misurato le oscillazioni gamma, il GABA e il glutammato in 50 volontari in apparente buona salute.
Lo studio delle oscillazioni corrispondenti alla fase dell’attività elettrica delle popolazioni corticali è stato realizzato nella corteccia visiva del lobo occipitale. A tale scopo è stato impiegato un paradigma di uso consolidato (gratings paradigm) per evocare, attraverso la vista, l’attività visiva γ; poi è stata applicata una tecnica (beamformer spatial filtering) per estrarre dalla corteccia del lobo occipitale la frequenza e l’ampiezza del picco gamma ricostruita dalla fonte.
La frequenza e l’ampiezza del picco gamma sono state determinate dalla localizzazione con attivazione massimale e dalla localizzazione del voxel MRS (magnetic resonance spectroscopy), per valutare la relazione del GABA con l’attività gamma. La frequenza del picco gamma è stata stimata dal valore più alto dello spettro grezzo e mediante un fit gaussiano allo spettro. Naturalmente i dati MRS sono stati ottenuti dalla corteccia occipitale.
A questo punto, l’analisi dei dati rende evidente che in questo esperimento su 50 volontari non è stato ottenuto il risultato rilevato sui 12 volontari dello studio precedente, mancando del tutto la correlazione fra la concentrazione del GABA e la frequenza del picco gamma. Il calcolo di un fattore di Bayes ha fornito una forte evidenza in favore dell’ipotesi null.
I ricercatori non sono riusciti a trovare una rapporto definito nemmeno fra il glutammato e l’attività gamma. E, allo stesso modo, non è emersa una correlazione fra la ratio GABA/glutammato e le oscillazioni gamma.
In conclusione, i risultati emersi da questo studio suggeriscono che le oscillazioni gamma non hanno un rapporto coerente e dimostrabile con l’attività eccitatoria/inibitoria delle principali reti di neuroni corticali, secondo le misure di GABA e glutammato effettuate mediante MRS.
L’autore della nota ringrazia la dottoressa
Floriani per la correzione della bozza ed invita alla lettura dei numerosi
scritti di argomento connesso che appaiono nella sezione “NOTE E NOTIZIE” del
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