Il claustro del cervello si comporta più come un router Internet ad alta velocità, mostra la ricerca

Il claustro del cervello si comporta più come un router Internet ad alta velocità, mostra la ricerca

Nascosta sotto la corteccia esterna e rugosa del cervello c'è un'area profondamente misteriosa conosciuta come claustrum. È noto da tempo che questa regione scambia segnali con gran parte della corteccia, responsabile del ragionamento più elevato e complesso. A causa delle ampie connessioni del claustrum, il leggendario scienziato Francis Crick, PhD, famoso per la scoperta del DNA, ha postulato per la prima volta nel 2005 che il claustrum è la sede della coscienza. In altre parole, la regione del cervello che consente la consapevolezza del mondo e di noi stessi.

Tuttavia, i ricercatori della Scuola di Medicina dell'Università del Maryland ora credono che Crick potrebbe essersi sbagliato: hanno sviluppato una nuova teoria -; costruito sui dati -; che il claustrum si comporta più come un router Internet ad alta velocità, prendendo comandi esecutivi dalle aree "boss" della corteccia cerebrale, che formano pensieri complessi per creare "reti" nella corteccia. Come un router, il claustrum coordina queste reti affinché lavorino insieme per portare a termine i numerosi compiti cognitivamente impegnativi che svolgiamo momento per momento nella vita di tutti i giorni.

È importante capire come il cervello forma e coordina queste reti nella corteccia attraverso il claustro, poiché le reti disorganizzate sono una caratteristica tipica di molte malattie come la dipendenza, l'Alzheimer e la schizofrenia. Questa scoperta potrebbe portare a terapie migliori per affrontare la disfunzione cognitiva in queste malattie.

"Il cervello è il sistema più complesso dell'universo conosciuto. Sono questi progressi teorici guidati dai dati che fanno avanzare la nostra conoscenza per sfruttare questa complessità per migliorare la vita umana." ha affermato Brian Mathur, PhD, professore associato di farmacologia presso l'UMSOM. "Essendo la struttura più interconnessa del cervello, il claustrum è una finestra sul mistero del cervello, della mente."

Le loro nuove scoperte e ipotesi sono state pubblicate su Trends In Cognitive Sciences il 30 settembre 2022.

Per identificare il ruolo preciso del claustrum, i Drs. Mathur e i suoi colleghi hanno condotto una serie di esperimenti su animali e esseri umani. Un esperimento ha utilizzato moderni approcci neuroscientifici per eliminare il claustro nei topi svegli. Questi topi non hanno perso conoscenza e hanno continuato a correre normalmente. Un duro colpo alla teoria di Crick!

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Successivamente, i ricercatori hanno assegnato ai topi un compito cognitivamente facile o difficile e hanno confrontato il modo in cui hanno risposto quando il claustro era spento. Normalmente, un mouse può eseguire sia i compiti facili che quelli difficili. Ma quando i ricercatori hanno spento il claustrum, i topi non sono più riusciti a svolgere il difficile compito.

Il dottor Chiedendosi se questa scoperta avesse qualche rilevanza per gli esseri umani, Mathur ha collaborato con i colleghi David Seminowicz, PhD, professore di scienze neurali e del dolore presso la UM School of Dentistry, e Fred Barrett, PhD, professore associato di psichiatria e scienze comportamentali presso la Johns Hopkins University School of Medicine. I tre hanno organizzato uno studio di ricerca in cui hanno eseguito scansioni cerebrali MRI funzionali su volontari sani impegnati in compiti mentali semplici o complicati. I ricercatori hanno osservato che il suo claustro “si accendeva” solo quando eseguiva la versione difficile del compito. Questo evento ha coinciso con l'attivazione di una rete nella corteccia coinvolta nella prestazione cognitiva ottimale. Colpisci due contro la teoria della coscienza di Crick!

Il dottor Mathur ha detto che il terzo colpo avverrà quando ulteriori esperimenti supporteranno la loro teoria sulla funzione del claustro. In tal modo, il dottor Mathur e i suoi colleghi vogliono ora capire come il claustrum impara e si adatta per orchestrare le reti nella corteccia per supportare la cognizione.

Comprendere come il cervello forma e coordina in modo flessibile queste reti -; attraverso il claustrum -; è importante per trattare il declino cognitivo che si verifica nella dipendenza, nel morbo di Alzheimer e nella schizofrenia.

Mark T. Gladwin, MD, vicepresidente per gli affari medici presso l'Università del Maryland, Baltimora, e John Z. e Akiko K. Bowers Distinguished Professor e Preside dell'UMSOM

Il dottor Mathur ha aggiunto: “La nostra ipotesi ci fornisce un quadro concettuale tanto necessario per sviluppare nuove strategie terapeutiche”.

Fonte:

Scuola di Medicina dell'Università del Maryland

Riferimento:

Madden, MB et al. (2022) Un ruolo per il claustrum nel controllo cognitivo. Tendenze nelle scienze cognitive. doi.org/10.1016/j.tics.2022.09.006.

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