Human Brain Project rivela i cori neurali che emergono nel multi

Per poter trasformare le informazioni sensoriali in ricordi, le reti di neuroni interconnessi nel nostro cervello devono lavorare insieme di concerto. I ricercatori del Human Brain Project (HBP) si sono proposti di comprendere meglio le dinamiche di tali reti. A tal fine, hanno esaminato da vicino le relazioni tra singoli neuroni e popolazioni di neuroni in più regioni del cervello nei ratti, in particolare le aree corticali e l’ippocampo.

Per esaminare le dinamiche della rete, il team ha registrato l’attività della regione CA1 dell’ippocampo e delle cortecce somatosensoriale, visiva e peririnale mentre gli animali eseguivano un compito comportamentale in un labirinto. Sono stati in grado di quantificare l'accoppiamento di singoli neuroni con i modelli di attivazione della popolazione e di caratterizzare le relazioni di picco all'interno e tra queste aree. I ricercatori, dell'Università di Amsterdam e di altre istituzioni, hanno effettuato una serie di analisi sull'accoppiamento dei neuroni all'interno di ciascuna area. territorio e tra insiemi distinti di territori. Con questo, hanno studiato come i modelli di picco di un singolo neurone si correlano con l'attività di attivazione della popolazione all'interno e tra queste aree corticali e ippocampali.

Tra i risultati principali, hanno osservato che l'accoppiamento dei singoli neuroni con la popolazione locale era prominente in tutte e quattro le aree studiate, e questo era più forte nell'area CA1 dell'ippocampo.

Allo stesso tempo, l’accoppiamento tra aree ha mostrato profili più variabili rispetto all’accoppiamento all’interno dell’area e sono state trovate cellule simili a hub in tutte le aree. Le cellule “hub” o “broadcasting” sono neuroni che sono significativamente accoppiati a più di un’area. In altre parole, non si impegnano solo a livello locale, ma sono anche coinvolti nell’elaborazione delle informazioni con popolazioni lontane.

Infine, i livelli di accoppiamento sono stati analizzati in diversi contesti, come il funzionamento delle cellule nelle rappresentazioni spaziali e nei diversi stati comportamentali, mostrando come l’accoppiamento della popolazione potrebbe essere una misura promettente delle dinamiche di rete nel cervello.

“Dalla cacofonia dell’attivazione neurale, è sorprendente vedere emergere cori di neuroni in tutto il cervello. Ciò che cantano lo abbiamo appena cominciato a svelare”, afferma Reinder Dorman, ricercatore presso il Cognitive & Systems Neuroscience Group dell’Università di Amsterdam e primo autore dell’articolo.

I risultati sono stati pubblicati in Cerebral Cortex.Text di Helen MendesAccoppiamento basato su picchi tra singoli neuroni e popolazioni attraverso la corteccia sensoriale del ratto, la corteccia peririnale e l'ippocampo

Reinder Dorman, Jeroen J. Bos, Martin A. Vinck, Pietro Marchesi, Julien Fiorilli, Jeanette AM Lorteije, Ingrid Reiten, Jan G. Bjaalie, Michael Okun, Cyriel MA Pennartz.

https://doi.org/10.1093/cercor/bhad111