Il meccanismo visivo nel tuo cervello è lo stesso del mio?

Jun 18, 2024

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15 agosto 2023

Per molto tempo si è creduto che l'architettura fondamentale del nostro cervello fosse organizzata in modo simile da persona a persona. Abbiamo ipotizzato che la corteccia visiva di ognuno sarà in una posizione simile e occuperà un'area simile nel cervello di ogni persona. Si scopre che non è così.

Il professor Marcello Rosa è il responsabile del programma di neuroscienze del Monash BDI e il responsabile del laboratorio di struttura, funzione e plasticità della corteccia cerebrale. È co-autore senior insieme al dottor Alex Puckett (Università del Queensland) di un articolo che esplora l'organizzazione del cervello con particolare attenzione alla corteccia visiva.

Il professor Rosa ha affermato che si sa sorprendentemente poco sulla variabilità del cervello umano in termini di organizzazione funzionale.

“Tutti i cervelli umani hanno le stesse aree nella corteccia cerebrale, la parte coinvolta nella percezione cosciente, nell’azione qualificata e nei processi cognitivi? Queste aree sono organizzate allo stesso modo in te e in me? Ha detto il professor Rosa.

"In questo studio abbiamo utilizzato le rappresentazioni della retina nella corteccia visiva - caratteristiche che possono essere quantificate con precisione utilizzando la risonanza magnetica funzionale - per ottenere informazioni su questa domanda", ha affermato.

L'attenzione dei ricercatori si è concentrata sulla seconda e terza area visiva (note anche come V2 e V3). Queste furono tra le prime aree visive ad essere mappate in dettaglio, più di cinquant'anni fa. Da allora si è pensato che fossero organizzati in modo stereotipato tra gli individui.

Rappresentazione schematica del cervello che mostra le aree canoniche della corteccia visiva (V): V1 (giallo) V2 (arancione) V3 (blu) Immagine: Wikimedia Commons

È stato osservato un inaspettato ed elevato grado di variabilità nei cervelli. La ricerca ha scoperto che la visione da “libro di testo” dell’organizzazione di V2 e V3 si applicava solo a un terzo degli individui nello studio, mentre gli altri due terzi mostravano mappature geometriche più complesse della retina sulla corteccia.

Questo lavoro solleva importanti domande sui meccanismi di sviluppo responsabili della formazione delle mappe visive e indica che esistono variazioni significative all'interno del cervello di una popolazione sana.

"Ciò significa che il modo in cui il nostro cervello imposta una funzione come la visione, che penseresti fosse relativamente cablata - in effetti un modello evolutivo senza molte variazioni - potrebbe dipendere molto di più dalla nostra interazione iniziale con il nostro ambiente", ha affermato il professor Rosa. disse.

“Abbiamo utilizzato i dati del database Human Connectome Project (HCP). Una delle cose più straordinarie è che tutti i partecipanti a questo studio erano considerati dotati di una funzione visiva normale. Non avresti la minima idea che il loro percorso visivo fosse organizzato in modo diverso. La funzione visiva viene raggiunta a prescindere, ma la mappatura del cervello che ha avuto luogo varia notevolmente da persona a persona”, ha affermato.

La dott.ssa Elizabeth Zavitz, che fino a poco tempo fa era capogruppo presso Monash BDI, ha lavorato all'analisi con la prima autrice dottoranda Fernanda Ribeiro (con sede presso l'Università del Queensland).

“Fernanda ha intrapreso un nuovo approccio all’analisi, riproponendo una misura di somiglianza comune nel campo dell’apprendimento automatico per effettuare confronti a coppie tra i cervelli dei partecipanti. Ciò ci ha permesso di effettuare un'analisi dei cluster e di dimostrare che esiste più di un'organizzazione cerebrale "tipica" all'interno del set di dati dell'HCP", ha affermato il dott. Zavitz.

Dal punto di vista pratico, la ricerca solleva anche interrogativi su quanto sia possibile prevedere in modo affidabile la posizione e l'organizzazione interna delle aree sulla base di "modelli" cerebrali (mappe medie, ampiamente utilizzate nella ricerca sul cervello).

L'autore senior congiunto, il dottor Alex Puckett, ricercatore presso l'Università del Queensland, ha affermato che è diventato sempre più comune per i ricercatori definire la posizione delle aree visive corticali utilizzando un approccio basato su modelli, piuttosto che misurazioni empiriche.