LA CORTECCIA CEREBRALE
E’ CONDOTTA DALL’INIBIZIONE
L’osservazione microscopica della corteccia cerebrale rivela
un complesso intreccio di glia, cellule nervose, fibre e vasi sanguigni, la cui
ordinata struttura laminare in sei strati paralleli alla superficie, si
evidenzia solo mediante specifiche colorazioni per i corpi cellulari o per le
fibre. In questa trama intricata, dove il tipo cellulare più frequente è il neurone piramidale, la
maggior parte delle altre cellule, a cominciare dalle cellule stellate spinose,
ha funzione inibitoria. Tale è il ruolo fisiologico di cellule quali quelle a canestro,
a candeliere, bipolari, gliomorfe, orizzontali e fusiformi.
Si è rilevato che perfino una subpopolazione di cellule
bipolari colinergiche presenta nei terminali anche il neuromediatore inibitorio
GABA.
Se è acclarato che la fisiologia corticale si fonda su un
esteso e diffuso controllo inibitorio, tuttavia i criteri e i meccanismi di
questa regolazione rimangono in gran parte oscuri.
Molti terminali sinaptici che giungono sui neuroni della
neocorteccia originano da altre cellule corticali, formando reti ricorrenti o a
feed-back. La codificazione dell’informazione in queste reti dipende dalla
frequenza di scarica dei singoli neuroni, dalla precisione temporale e dai
rapporti fra i potenziali d’azione.
Le reti corticali possono generare attività in una vasta gamma
di frequenze, che può essere schematicamente ripartita in due sezioni:
a) frequenze basse o onde lente,
b) frequenze alte o onde rapide.
Le prime sono studiate estesamente e da lungo tempo, anche
perché correlate con il sonno; delle seconde, invece, si sa ancora poco.
Hasenstaub e i suoi collaboratori hanno studiato l’attività
spontanea di alta frequenza delle reti ricorrenti della corteccia prefrontale
dorsale del furetto, dimostrando che l’inibizione mediata dai recettori GABA-A
sui neuroni piramidali è necessaria per lo sviluppo di queste onde rapide.
Durante i periodi di attività delle reti ricorrenti, detti anche up-states, si è visto che
i potenziali post-sinaptici inibitori portavano più energia di quelli
eccitatori per frequenze superiori ai 10 Hz, particolarmente fra i 30 e gli 80
Hz, ed erano più sincronizzati (Inhibitory
post-synaptic potentials carry synchronized frequency information in active cortical
networks. Neuron 47, 423-435, 2005).
Gli interneuroni inibitori di rapida attivazione scaricavano
con maggiore intensità durante gli up-states, ed è stata rilevata una stretta associazione fra la
probabilità di scarica di queste cellule e la fase gamma nel potenziale del campo
locale. Con interessanti esperimenti basati sul confronto fra le
caratteristiche dell’eccitazione e dell’inibizione durante gli up-states, gli autori
hanno dimostrato che l’inibizione è importante nel determinare la temporizzazione e,
probabilmente, la genesi stessa dei potenziali d’azione.
Questo studio, condotto nel laboratorio di David Mc Cormick,
ha prodotto dati che assumono un preciso significato per la fisiologia
corticale. Infatti, dimostrando il controllo del “timing” dei potenziali d’azione
da parte degli interneuroni, implicitamente ne riconosce il ruolo di conduttori
dei processi di sincronizzazione dei circuiti, alla base della gestione di
tutto il flusso di informazioni nella neocorteccia.
Se la neurofisiologia della corteccia cerebrale continua ad
apparirci come un impenetrabile labirinto, a buon diritto la funzione
inibitoria può considerarsi il “filo di Arianna” che guida i passi di questa
difficile ricerca.
Nota: l’autrice
ringrazia Filippo Rucellai per la revisione della bozza.
Diane Richmond
BM&L-Novembre 2005