Dove risiede la coscienza? Individuate reti celebrali fortemente collegate

Credito: Kateryna Kon, Shutterstock, ID: 1969483807

Il percorso per capire cosa sia la coscienza è fatto di tanti step e uno di questi consiste nel capire in quale area del cervello essa si origini. Un passo avanti importante in questa direzione potrebbe essere stato fatto in un nuovo studio pubblicato sulla rivista Cerebral Cortex e realizzato da un team di ricercatori dell’Università di Tokyo.

Una delle domande più grandi di tutta la scienza

Come spiega lo stesso Masafumi Oizumi, uno dei responsabili dello studio, capire dove risiede la coscienza all’interno del cervello è una delle domande più grandi di tutta la scienza. Per il momento gli scienziati stanno accumulando prove empiriche, grazie anche alle tecniche di imaging del cervello che diventano sempre più sopraffini e alla potenza computazionale sempre più grande che permette di creare algoritmi sempre più efficienti. I ricercatori spiegano, nel nuovo studio, di aver identificato delle sottoreti cerebrali che supportano l’esperienza cosciente.

Percorsi bidirezionali del cervello

I ricercatori si sono concentrati sui percorsi bidirezionali, considerati come un segno distintivo della coscienza nelle reti neurali. Quando riceviamo un’informazione, ad esempio quando guardiamo qualcosa, il nostro cervello riceve un segnale di feed-forward. La ricezione del segnale non è sufficiente per la coscienza, c’è bisogno anche che il cervello rinvii le informazioni indietro in una sorta di “feedback”. Dato che non tutte le zone del cervello possono ricevere e rinviare le informazioni, gli scienziati sono dunque partiti dal presupposto che in quelle zone dove ci sono le connessioni bidirezionali possono trovarsi segni distintivi i quali possano essere poi collegati alla coscienza.

È necessaria una comunicazione bidirezionale

Jun Kitazono, un autore corrispondente dello studio, spiega che elaborando solo il segnale di feed-forward una persona non può percepire consapevolmente uno stimolo. È necessario anche un feedback e quindi una comunicazione bidirezionale. Il segnale di ritorno, ossia il feedback, scompare durante la perdita di coscienza o comunque durante tutti quei momenti in cui l’esperienza cosciente viene persa, ad esempio durante il sonno o durante un’anestesia generale. La bidirezionalità resta fondamentale per capire cosa sia la coscienza.

Esperimenti sui topi

A tal proposito i ricercatori hanno realizzato esperimenti sui topi utilizzando nuove tecniche computazionali. Hanno realizzato un connettoma, ossia una mappa dettagliata delle connessioni del cervello dell’animale. Hanno poi isolato le aree con le connessioni bidirezionale più forti e, applicando uno speciale algoritmo, hanno scoperto che queste aree non erano distribuite in maniera uniforme nel cervello. Le aree con maggiori livelli di bidirezionalità si concentravano nelle aree corticali e talamiche. L’area del cervelletto, per esempio, mostrava livelli di bidirezionalità molto più bassi.

Anello talamo-corticale: è qui che risiede la coscienza?

Si tratta di risultati che in un certo senso combaciano con quelli raggiunti in diversi altri studi secondo i quali la coscienza potrebbe risiedere nell’area della corteccia cerebrale (una regione con molte zone sensoriali) e nella regione del talamo, una regione situata al centro del cervello. In particolare c’è una regione che fa da collegamento tra le aree corticali e il talamo denominata anello talamo-corticale. Forse proprio in questo punto risiede il segreto della coscienza.

Coscienza è un connubio di tanti fattori

Ci vorranno però più analisi anche perché, spiegano i ricercatori, lo studio appena effettuato “si concentra solo sulle connessioni anatomiche ‘statiche’ tra neuroni o aree cerebrali”: la coscienza è un connubio di tanti fattori che possono cambiare secondo dopo secondo a seconda delle varie attività neurali svolte. Forse un giorno sarà possibile identificare il punto dove si sviluppa la coscienza in un dato momento analizzando in maniera diretta le complesse dinamiche dell’attività neurale.

Note e approfondimenti

  1. Bidirectionally connected cores in a mouse connectome: towards extracting the brain subnetworks essential for consciousness | Cerebral Cortex | Oxford Academic (DOI: 10.1093/cercor/bhac143)

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