Comprendere le funzioni cerebrali mediante metodi invasivi
Il talamo, una piccola struttura situata al centro del cervello, svolge un ruolo fondamentale nel trasmettere le informazioni, mettendo ad esempio in connessione la retina alla corteccia visiva. Sebbene molti scienziati ritengano che quest’area cerebrale sia responsabile di molte altre funzioni, trovare evidenze che lo dimostrino costituisce da tempo un compito impegnativo. «Il talamo è piuttosto difficile da raggiungere», spiega Tobias Staudigl, coordinatore del progetto DirectThalamus(si apre in una nuova finestra) e docente presso l’Università Ludwig Maximilian di Monaco(si apre in una nuova finestra), in Germania. «Inoltre, non è una struttura uniforme: parti diverse si collegano a differenti regioni della corteccia.» Ciò rende il talamo umano incredibilmente difficile da analizzare e misurare mediante l’impiego di metodi non invasivi, motivo per cui questa regione del cervello è rimasta avvolta nel mistero.
Il ruolo del talamo nelle funzioni cognitive
È qui che entra in gioco il progetto DirectThalamus. Sostenuti dal Consiglio europeo della ricerca(si apre in una nuova finestra), Staudigl e il suo team si sono prefissi di applicare tecniche basate sull’EEG intracranico (iEEG) e di combinarne i risultati con altre fonti di dati, metodi mediante i quali avrebbero a loro avviso conseguito un quadro molto più chiaro in merito al ruolo svolto dal talamo nelle funzioni cognitive. L’iEEG negli esseri umani può essere registrato solo nell’ambito di una procedura medica in cui gli elettrodi vengono posizionati direttamente sul cervello per registrare l’attività elettrica; perlopiù, esso è impiegato al fine di individuare l’origine delle crisi nei soggetti affetti da epilessia. DirectThalamus, invece, ricorre all’impiego di elettrodi impiantati al fine di mettere in atto una terapia di stimolazione cerebrale profonda; Staudigl ha utilizzato questa tecnica per registrare e stimolare direttamente l’attività talamica nei pazienti. «Siamo stati in grado di caratterizzare alcuni dati relativi all’elettrofisiologia cerebrale di base, il che non sarebbe stato possibile altrimenti», ha dichiarato. «Ad esempio, abbiamo esaminato i ritmi del sonno. In alcune delle sue fasi, si verificano delle particolari oscillazioni che si pensa siano generate nel talamo; ciononostante, molti aspetti di questi ritmi sono del tutto sconosciuti, in particolare nell’essere umano.»
Oscillazioni cerebrali nel talamo centrale
Staudigl e la sua équipe sono riusciti a caratterizzare tali oscillazioni, trovando la prova che alcuni ritmi talamici influenzano effettivamente i ritmi corticali. In altre parole, questa struttura sembra prendere il comando in situazioni nelle quali i modelli tradizionali davano per scontato che a farlo fosse invece la corteccia. «Abbiamo anche scoperto un’oscillazione cerebrale nel talamo centrale che non era mai stata descritta in precedenza, un risultato molto entusiasmante», osserva Staudigl. «L’aspetto interessante è che tale ritmo è presente durante la veglia e il sonno REM ( rapid eye movement, ossia movimenti oculari rapidi), ma non in altre tipologie di sonno; esso potrebbe permettere la connessione di questi due stati di coscienza.»
Trattamento dell’epilessia e di altri disturbi neurologici
Il progetto rappresenta una pietra miliare nel fornire prove convincenti riguardo al fatto che il talamo non si limita a trasmettere informazioni. Staudigl riconosce tuttavia che c’è ancora molta ricerca di base da effettuare in questo settore. «I dati sono ora disponibili; nel futuro, dovranno essere sfruttati e descritti», aggiunge. «In tal modo potremo acquisire una visione più completa della scienza del cervello e superare il nostro pregiudizio cortico-centrico.» Staudigl è inoltre interessato a esplorare il potenziale terapeutico insito in una migliore comprensione in merito al funzionamento del cervello: l’identificazione di aree cerebrali specifiche che possono essere manipolate potrebbe un giorno migliorare il trattamento dell’epilessia, nonché di altri disturbi neurologici.
Parole chiave
DirectThalamus, cervello, talamo, corteccia, cognitivo, epilessia, neurologico
