SCOPERTI
NEURONI TATTILI CHE SENTONO LA DIREZIONE
La straordinaria capacità della via della sensibilità tattile epicritica e propriocettiva cosciente del lemnisco mediale di fornire informazioni al nostro cervello è ben nota, e bene esemplificata dalle attività umane che prevedono compiti di alta specializzazione basati sulle più fini elaborazioni corticali degli impulsi trasmessi dalla periferia cutanea. La capacità di discriminazione raggiunta da questo sistema nei primati è suggerita dalla perfetta organizzazione somatotopica: i fasci di fibre provenienti dai gangli si raccolgono nel midollo spinale nei fascicoli gracile (di Goll) e cuneato (di Burdach) secondo un’ordinata disposizione spaziale che si conserva nella proiezione ai rispettivi nuclei del bulbo, nell’incrociamento con la formazione del lemnisco mediale, nella stazione al nucleo ventro-postero-laterale del talamo e nella proiezione alle aree somestesiche della corteccia del giro post-centrale (via spino(ganglio)-bulbo-talamo-corticale).
Stupisce spesso, nelle persone non-vedenti, la capacità del tatto di compensare funzioni svolte dalla vista, ma si tende per lo più ad attribuire il merito principale di tali prestazioni alle integrazioni corticali, con sintesi sovramodali, delle informazioni provenienti dai vari sensi. In ogni caso, è innegabile che c’è ancora molto da scoprire sui processi che avvengono lungo queste vie e nelle aree somestesiche della corteccia cerebrale.
Relativamente di recente, è stato dimostrato che il sistema tattile dei primati è in grado di assumere informazioni specifiche sulla direzione del moto, dai movimenti reciproci compiuti dall’oggetto e dall’estremità che lo tocca. In assenza di dati sperimentali che fornissero indicazioni sul livello al quale avviene questa elaborazione, si è ritenuta plausibile un’organizzazione funzionale simile a quella mediata dalla vista. Fino ad oggi non era nota l’esistenza di neuroni della corteccia somestesica specificamente preposti alla codifica della direzione del moto ed omologhi di quelli della corteccia visiva. Ora, Pei e collaboratori dello Zanvyl Krieger Mind/Brain Institute, Johns Hopkins University, Baltimore (Maryland), hanno identificato una popolazione di cellule corticali somatosensoriali che codifica la direzione del moto di uno stimolo tattile indipendentemente dalla sua forma, dalla velocità e dalla forza con la quale entra in contatto con la cute. L’individuazione di questi neuroni implica una forte analogia dell’elaborazione tattile del movimento con quella visiva (Pei Y. C., et al. Shape invariant coding of motion direction in somatosensory cortex. PLoS Biol. 8, e10000305, 2010)[1].
I ricercatori hanno stimolato la punta delle dita di scimmie (macachi resi[2]) con precise sequenze spazio-temporali, per creare l’equivalente tattile di pixels presentati su uno schermo. Durante l’esperimento sono state registrate le risposte evocate in singoli neuroni della corteccia somatosensoriale delle aree 3b, 1 e 2.
All’applicazione dello stimolo tattile, si rilevava la risposta preferenziale di singole sub-popolazioni neuroniche dell’area 1 della corteccia somatosensoriale a specifiche direzioni del movimento. La direzione preferita da una data sub-popolazione era la stessa per i tre diversi tipi di stimoli mobili proposti alle dita delle scimmie: il primo tipo costituito da configurazioni regolarmente scandite di sbarre, il secondo da configurazioni ugualmente definite di punti e il terzo tipo rappresentato da stimoli random, il cui movimento variava con una coerenza complessiva, cioè i punti di contatto si spostavano nella stessa direzione.
In tal modo i ricercatori hanno caratterizzato una popolazione di neuroni nell’area somatosensoriale 1 della corteccia, che appariva altamente sensibile alla direzione dello stimolo in movimento, indipendentemente dal tipo di stimolo e dalle condizioni in cui avveniva la percezione.
Forse l’aspetto più interessante dello studio si evince dal confronto con l’elaborazione umana: esaminando le risposte di singoli neuroni delle scimmie, i ricercatori erano in grado di distinguere la direzione dello stimolo tattile con una precisione simile a quella di soggetti umani riceventi lo stesso tipo di stimolazione.
I risultati degli esperimenti suggeriscono l’esistenza di una rilevante rappresentazione del movimento nell’area 1 della corteccia somestesica, dove una specifica popolazione neuronica rileva la direzione del movimento, elaborando informazioni provenienti dalle terminazioni sensitive distribuite nel derma.
Come è noto, nel sistema visivo l’informazione relativa al movimento è codificata ad ogni stadio dell’elaborazione da sub-popolazioni neuroniche specializzate e, procedendo lungo la via visiva, le rappresentazioni del moto diventano sempre più indipendenti dalle altre proprietà degli oggetti. Gli esiti dello studio di Pei e collaboratori suffragano l’ipotesi che tale organizzazione neurofunzionale possa in generale riguardare la percezione del movimento indipendentemente dalla modalità sensoriale che lo rileva.
Concludendo, osserviamo che il lavoro qui recensito non fornisce l’assoluta certezza dell’esistenza di una sub-popolazione corticale specifica per la direzione rilevata mediante il tatto, sicché è necessario che il prosieguo della sperimentazione fornisca prove che non lascino più adito a dubbi, come quelle che si possono ottenere desumendo dallo stesso individuo dati comportamentali ed elettrofisiologici.
L’autrice della nota ringrazia la dottoressa Isabella Floriani per la correzione della bozza.
[Tipologia del testo: RECENSIONE]
[1] E’ disponibile gratuitamente il testo completo
dell’articolo sul sito di PLoS Biology.
Questo studio ha ricevuto il supporto dell’NIH nell’ambito dei finanziamenti
extramurali.
[2] Ricordiamo che il sottogenere Rhesus comprende tre specie, fra le quali il reso propriamente detto (Macaca
mulatta, un tempo scientificamente denominato Rhesus rhesus), è ancora la scimmia più impiegata nella ricerca
medica.