Scoperto un
ruolo del collicolo superiore nella cognizione astratta
GIOVANNI ROSSI
NOTE E NOTIZIE - Anno XXI – 28 settembre 2024.
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 è oggetto di studio dei soci componenti lo staff dei recensori della Commissione
Scientifica della Società.
[Tipologia del testo: RECENSIONE]
Continua il
processo di revisione della concezione neurofisiologica classica che aveva
eletto la corteccia cerebrale a sede esclusiva dei processi cognitivi di
ordine superiore, col procedere della ricerca che, indagando il ruolo di
singoli hub sottocorticali delle grandi reti dell’encefalo sta, gradualmente,
consentendo di delineare una complessità nell’organizzazione funzionale
coerente con alcuni modelli recenti. Quanto è accaduto e sta accadendo per il
cervelletto, che da struttura considerata esclusivamente in relazione a
postura, equilibrio e movimento si è rivelata partecipe di una lunga serie di
processi, incluse attività di elaborazione astratta, si può considerare un importante
riferimento per comprendere come si sta evolvendo la concezione dei ruoli
neurofunzionali delle altre strutture dell’encefalo.
La lamina
quadrigemina, una formazione del mesencefalo umano tradizionalmente
indagata per i suoi rapporti, attraverso i bracci congiuntivi, con i corpi
genicolati del talamo (metatalamo) nell’elaborazione dell’informazione
acustica e visiva, sta rivelando per i quattro aggregati nucleari che la
costituiscono, ossia i tubercoli o collicoli
superiori e inferiori, una molteplicità di ruoli funzionali.
Il collicolo
superiore è considerato una regione mesencefalica evoluzionisticamente
conservata che media funzioni quali l’orientamento spaziale, i movimenti
saccadici degli occhi e l’attenzione spaziale implicita. Barbara Peysakhovich e colleghi coordinati da David J. Freedman hanno indagato, usando un compito di
categorizzazione astratta, il ruolo del collicolo superiore di primati (Macacus rhesus) con
un rapporto struttura/funzione encefalica sostanzialmente identico a quello
umano, riconoscendo la partecipazione all’elaborazione cognitiva di ordine
superiore.
(Peysakhovich B. et al., Primate superior colliculus is causally engaged in
abstract higher-order cognition. Nature Neuroscience – Epub ahead
of print doi: 10.1038/s41593-024-01744-x,
2024).
La provenienza degli autori
è la seguente: Department of Neurobiology, The University
of Chicago, Chicago, IL (USA); Neuroscience Institute, The University of Chicago,
Chicago, IL (USA); Institute of Neurosciences of “la Timone”, Aix-Marseille
University, CNRS, Marseille (Francia).
Già quando,
circa due decenni fa, si scoprì che nel corpo genicolato laterale avviene
un’elaborazione di informazione fino ad allora considerata esclusiva della
corteccia visiva, ci si rese conto che molti dei rapporti tra anatomia e
fisiologia cerebrale della concezione classica dovevano essere rivisti. L’entità
della sorpresa nel verificare che una struttura del mesencefalo possa svolgere
un ruolo proprio della corteccia cerebrale, quale quello dell’elaborazione
cognitiva astratta, si può meglio apprezzare se si hanno presenti alcune
nozioni di anatomia del collicolo superiore, studiato dagli autori dello studio
qui recensito.
La lamina tecti o lamina quadrigemina
rappresenta la porzione dorsale del mesencefalo ed è costituita dai tubercoli quadrigemelli o collicoli (colliculi), quattro rilievi rotondeggianti siti
posteriormente ai peduncoli cerebrali, sopra il ponte. Sono posti, a due a due,
da ciascun lato della linea mediana, al di sopra del velo midollare anteriore,
dorsalmente all’acquedotto cerebrale, sotto alla tela corioidea superiore e
allo splenio del corpo calloso. Formano il labbro inferiore della parte media
della fessura cerebrale trasversa di Bichat.
I tubercoli quadrigemelli o collicoli
si dividono in superiori e inferiori: un solco trasversale, leggermente curvo a
concavità superiore, separa i superiori dagli inferiori; un solco sagittale
divide i due di destra dai due di sinistra. I due solchi si incrociano ad
angolo retto al centro della lamina formando una croce dai quattro bracci
pressoché uguali, come in una croce greca, detta nel suo insieme solco
crociato.
A noi interessano i collicoli o quadrigemelli superiori, che appaiono di una tinta grigiastra,
con forma ovoidale a maggior asse diretto da dietro in avanti e di dentro in
fuori: lunghi 10-12 cm e larghi 7-8 cm. Fra loro si vede una piccola depressione
triangolare (nel braccio superiore del solco crociato) nel quale è
alloggiata l’epifisi: letto della ghiandola pineale o triangolo sottopineale di Obersteiner, circondato da uno
sdoppiamento meningeo.
Il collicolo superiore è connesso attraverso il braccio congiuntivo
superiore al corpo genicolato laterale, importante stazione delle
vie ottiche da cui si diparte la radiazione di fibre che proietta alla
corteccia dell’area calcarina, giungendo all’area 17 (V1, o area visiva
primaria), detta anche “retina corticale” in quanto riproduce fedelmente la
distribuzione retinotopica, all’area 18 (V1, o area
visiva secondaria) e all’area 19.
I ricercatori hanno esercitato macachi della specie “rhesus”
a compiere un compito astratto di categorizzazione visiva che non
richiedeva né movimenti dell’occhio in base a delle istruzioni, né differenze
nell’attenzione implicita. Hanno poi comparato l’attività neurale del collicolo
superiore con quella della corteccia parietale posteriore, una
regione ritenuta, in base a evidenze sperimentali pregresse, contribuire a
determinare le decisioni categoriali astratte. Il tubercolo quadrigemino
superiore ha presentato una marcata codificazione di categorie visive
apprese, con un processo che si è rivelato più forte di quello della corteccia
parietale posteriore, sebbene appaia dopo un periodo di latenza simile
nelle due regioni. Gli esperimenti di inattivazione del collicolo superiore
compromettevano marcatamente le decisioni categoriali degli animali.
L’insieme di tutti i risultati dimostra che il collicolo superiore
dei primati media processi cognitivi astratti, di ordine superiore,
tradizionalmente considerati prerogativa esclusiva della neocorteccia.
L’autore della nota ringrazia la dottoressa Isabella Floriani per la correzione della bozza e
invita alla lettura delle recensioni di argomento connesso che appaiono nella sezione “NOTE E NOTIZIE” del
sito (utilizzare il motore interno nella pagina “CERCA”).
Giovanni
Rossi
BM&L-28 settembre 2024
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