Scoperti neuroni giganti associati alla coscienza

Qual è la natura della coscienza? Questo è uno dei grandi misteri della psicologia, delle neuroscienze e della filosofia della mente, e stranamente, la ricerca sugli animali, il cui senso di coscienza deve essere un po' diverso dal nostro, ha aiutato chiarirlo.

Infatti, recentemente un team di ricercatori dell'Allen Institute for Brain Sciences guidato da Christof Koch ha rivelato la scoperta di tre neuroni giganti che collegano gran parte del cervello di topi; Tali neuroni potrebbero essere la base fisiologica della coscienza, ma altri esperti non sono d'accordo.

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I tre neuroni giganti

Christof Koch e il suo team hanno tenuto una presentazione ai membri della comunità neuroscientifica in cui hanno presentato la metodologia e i risultati della loro ricerca sulla connettività neuronale nel cervello di topi.

L'aspetto più eccezionale della sua presentazione è stata l'identificazione di tre neuroni giganti che derivano dalla struttura cerebrale nota come "chiostro" e la collegano con gran parte del cervello.

Il più grande dei tre raggiunge l'intero cervello, mentre gli altri due coprono anche una porzione significativa degli emisferi.

Come rivelato dalle immagini tridimensionali ottenute dall'indagine, queste tre le cellule mantengono forti connessioni sinaptiche con i neuroni in molte diverse regioni del cervello. Ciò suggerisce che possono svolgere un ruolo rilevante nel coordinare gli impulsi elettrochimici del sistema nervoso centrale.

Comunque per il momento l'esistenza di questi tre neuroni non è stata confermata in altre specie animali, inclusi gli umani, quindi è necessario esercitare una grande cautela quando si tenta di generalizzare le affermazioni della squadra di Koch.

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Cos'è il chiostro?

Il chiostro è uno strato di neuroni attaccato alla faccia inferiore della neocorteccia cerebrale, molto vicino all'insula e ai gangli della base; a volte è considerato una parte di questa struttura. La sua ampiezza è irregolare, misurando alcuni millimetri in alcune zone e molto meno di un millimetro in altre.

Questa regione del cervello sinapsi con molte strutture corticali e sottocorticali, includendo il ippocampo, essenziale per la memoria a lungo termine, e l'amigdala, coinvolta nell'apprendimento emotivo.

Non solo i neuroni nel chiostro mantengono connessioni rilevanti con altre parti del cervello, ma sono anche molto strettamente collegati tra loro. Questo è stato associato all'elaborazione uniforme della stimolazione che passa attraverso il chiostro.

La proposta della squadra di Koch

Attingendo alla sua recente ricerca e ad altre a cui aveva precedentemente collaborato, Koch difende che la coscienza potrebbe trovarsi nel chiostro, che è stato l'obiettivo principale della sua carriera professionale.

Secondo la proposta di questa squadra, i tre neuroni giganti che hanno trovato permetterebbero il coordinazione degli impulsi nervosi nel chiostro: associare la ricezione e l'invio di segnali da questa struttura all'aspetto del coscienza, tenendo conto della globalità di questa trasmissione e delle funzioni che gli sono state attribuite al chiostro.

Un'altra ricerca rilevante per questa ipotesi è quella condotta dal gruppo di Mohamad Koubeissi (2014) con una donna affetta da epilessia. Questa squadra ha scoperto che stimolazione del chiostro mediante elettrodi coscienza "disattivata" della paziente, mentre l'interruzione di detta stimolazione la faceva riacquistare.

Metodologia di indagine

Il team di ricerca dell'Allen Institute ha innescato la produzione di proteine ​​fluorescenti in singoli neuroni originari del chiostro di diversi topi. Per questo usavano una sostanza che, essendo presente nell'organismo, provocava l'attivazione di alcuni geni.

Propagandosi attraverso i neuroni bersaglio, queste proteine ​​hanno conferito all'intera lunghezza di queste cellule un colore distintivo. In seguito hanno preso 10.000 immagini di sezioni del cervello e hanno utilizzato software per computer per creare mappe tridimensionali di neuroni attivati.

Critiche a questa ipotesi

Vari esperti di neuroscienze non sono d'accordo con la proposta del team di Koch. In via generale è stato criticato il localizzazionismo della sua ipotesi, che attribuisce al chiostro il ruolo principale nella coscienza umana senza essere supportato da una solida base investigativa.

Per studiare la veridicità di queste affermazioni, Chau e altri (2015) hanno condotto uno studio con 171 veterani di guerra che avevano subito ferite alla testa. Hanno scoperto che le lesioni nel chiostro erano associate a un più lento recupero della coscienza dopo il danno, ma non con sequele a lungo termine più gravi.

Al momento le prove a favore dell'ipotesi che il chiostro sia la chiave della coscienza sono inconcludenti, soprattutto quando si tratta di esseri umani. Tuttavia, le prove suggeriscono che questa struttura può essere rilevante per il controllo dell'attenzione attraverso la connessione di diverse regioni di entrambi gli emisferi cerebrali.

Riferimenti bibliografici:

• Chau, A.; Salazar, A. M.; Krueger, F.; Cristofori, I. & Grafman, J. (2015). L'effetto delle lesioni da claustrum sulla coscienza umana e il recupero della funzione. Coscienza e cognizione, 36: 256-64.

• Cricca, F. c. & Koch, C. (2005). Qual è la funzione del claustro? Transazioni filosofiche della Real Society of London B: Scienze biologiche, 360 (1458): 1271-79.

• Koubeissi, M. Z.; Bartolomei, F.; Beltagi, A. & Picard, F. (2014). La stimolazione elettrica di una piccola area del cervello interrompe in modo reversibile la coscienza. Epilessia e comportamento, 37: 32-35.

• Torgerson, C. M.; Irimia, A.; Goh, S. Y. m. & Van Horn, J. d. (2015). La connettività DTI del claustrum umano. Mappatura del cervello umano, 36: 827-38.