Riorganizzazione delle connessioni neurali: la ristrutturazione del grande cervello crea capacità di visione stereoscopica
In uno studio innovativo pubblicato questo mese su Nature Communications, i ricercatori hanno fatto luce sul raffinamento del sistema visivo del cervello durante il periodo critico dello sviluppo della visione binoculare. Lo studio, guidato dall'ex studente di dottorato Katya Tsimring, fornisce preziose informazioni su come il cervello elabora le informazioni visive.
Lo studio si è concentrato sulla corteccia visiva, una regione del cervello responsabile del trattamento delle informazioni visive. È noto che molti neuroni in questa regione sono sintonizzati su linee di diverse direzioni nel campo visivo a causa del mondo composto da segmenti di linee orientate. Tuttavia, lo studio si addentra nella comprensione di come queste connessioni vengono stabilite e raffinate durante lo sviluppo.
Lo studio è significativo perché è il primo a seguire le stesse connessioni per tutto il periodo critico del raffinamento della visione binoculare. Durante questo periodo, è stata osservata una vasta rotazione di spine dendritiche che ospitano sinapsi. Queste spine, che servono come punti di contatto tra i neuroni, subiscono numerosi aggiustamenti e rimozioni per stabilire un insieme finale di connessioni.
Le regole per le sinapsi che sopravvivono durante questo periodo critico includono meccanismi dipendenti dall'attività. Gli input sinaptici che vengono rinforzati dall'esperienza visiva vengono stabilizzati e mantenuti, mentre quelli meno attivi o più deboli vengono eliminati. Questa selezione sinaptica garantisce che le connessioni rilevanti per l'input sensoriale sopravvivano e raffinino l'elaborazione visiva.
Lo studio ha rilevato che più una spina era attiva, maggiori erano le probabilità che venisse mantenuta durante lo sviluppo. Ciò fornisce prove per l'ipotesi "usala o perdila", suggerendo che le sinapsi non utilizzate sono probabili candidate per l'eliminazione. In modo interessante, le spine che rispondevano a entrambi gli occhi erano più attive di quelle che rispondevano a un occhio solo, il che significa che le spine binoculari erano più probabili che sopravvivessero rispetto a quelle non binoculari.
Tuttavia, i motivi della scomparsa delle risposte degli altri nove neuroni non sono ancora del tutto chiari. I ricercatori hanno osservato che solo quattro dei 13 neuroni che rispondevano a stimoli visivi rispondevano ancora al giorno 10, e solo il 40% delle spine dendritiche che avevano iniziato il processo era sopravvissuto a quel punto.
Gli scienziati stanno ora cercando di determinare cosa consente a alcune spine di sopravvivere per il periodo critico di 10 giorni. Stanno anche cercando di scoprire il processo mediante il quale il ricambio sinaptico raffina la visione binoculare. Per approfondire la loro comprensione, hanno costruito un modello informatico di un neurone e hanno scoperto che il modello riproduceva le stesse tendenze di quelle osservate nei topi.
Lo studio è stato finanziato dagli Istituti Nazionali di Sanità, dall'Istituto Picower per la Memoria e l'Apprendimento e dalla Fondazione Freedom Together. Gli altri autori del documento sono Kyle Jenks, Claudia Cusseddu, Greggory Heller, Jacque Pak Kan Ip e Julijana Gjorgjieva.
Questo studio rappresenta un passo cruciale avanti nella comprensione di come il sistema visivo del cervello si sviluppa e si raffina, offrendo potenziali intuizioni sui disturbi neuro
Leggi anche:
- Il capo oculista cerca di ampliare il panorama genetico nella GCH
- Ridurre l'esposizione ai raggi nei bambini: come i traumatologi pediatrici migliorano le scansioni
- Prolungamento della durata di sopravvivenza per i pazienti con cancro al cervello sottoposti a terapia immunitaria intensiva
- Assistenza prenatale e esami dentali uniti
