Uno studio di imaging cerebrale rivela connessioni cruciali per la coscienza umana
Ultima recensione: 14.06.2024
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In un articolo intitolato "La risonanza magnetica multimodale rivela connessioni del tronco cerebrale che supportano la veglia nella coscienza umana", pubblicato su Science Translational Medicine, un team di ricercatori del Massachusetts General Hospital e Il Children's Hospital di Boston ha creato una mappa della connettività della rete cerebrale che ritiene sia fondamentale per la coscienza umana.
Lo studio includeva scansioni ad alta risoluzione che hanno permesso ai ricercatori di visualizzare le connessioni cerebrali con una risoluzione spaziale submillimetrica. Questo progresso tecnologico ha permesso loro di identificare percorsi precedentemente non rilevati che collegano il tronco cerebrale, il talamo, l'ipotalamo, il proencefalo basale e la corteccia cerebrale.
Insieme, questi percorsi formano la "rete di attivazione ascendente predefinita" che mantiene la veglia in uno stato di riposo in una persona cosciente. Il concetto di rete predefinita si basa sull’idea che alcune reti nel cervello sono funzionalmente più attive quando il cervello è a riposo. Mentre altre reti sono più attive quando il cervello esegue attività mirate.
Per studiare le proprietà funzionali di questa rete cerebrale predefinita, i ricercatori hanno analizzato i dati MRI funzionali in stato di riposo di 7 Tesla provenienti dal progetto Human Connectome. Queste analisi hanno rivelato connessioni funzionali tra la rete di attivazione ascendente subcorticale predefinita e la rete corticale predefinita che promuove l'autoconsapevolezza nello stato di riposo.
Le mappe complementari di connettività strutturale e funzionale forniscono una base neuroanatomica per l'integrazione della veglia e della consapevolezza nella coscienza umana. I ricercatori pubblicano dati MRI, tecniche di mappatura del cervello e un nuovo Harvard atlante rete di attivazione dal basso verso l'alto per sostenere gli sforzi futuri volti a mappare la connettività della coscienza umana.
"Il nostro obiettivo era creare una mappa della rete del cervello umano che è fondamentale per la coscienza e fornire ai medici strumenti migliori per rilevare, prevedere e promuovere il recupero della coscienza nei pazienti con gravi lesioni cerebrali traumatiche", spiega l'autore principale Dr. Brian Edlow, co-direttore del Massachusetts Neuroscience Center, direttore associato del Center for Neurotechnology and Neurorecovery (CNTR) presso il Massachusetts General Hospital, assistente professore di neurologia presso la Harvard Medical School e membro del Chen Research Center presso il Massachusetts General Ospedale per il periodo 2023-2028.
Il dott. Edlow spiega: "I nostri risultati sulla connettività suggeriscono che la stimolazione dei percorsi dopaminergici nell'area tegmentale ventrale ha il potenziale per aiutare i pazienti a riprendersi dal coma, poiché questo hub è collegato a molte regioni del cervello che sono fondamentali per la coscienza."
L'autrice senior, la Dott.ssa Hannah Kinney, professoressa emerita al Boston Children's Hospital e alla Harvard Medical School, aggiunge che "le connessioni del cervello umano che abbiamo identificato possono essere utilizzate come una mappa stradale per comprendere meglio un'ampia gamma di disturbi neurologici associati alla coscienza alterata, dal coma alle convulsioni e alla sindrome della morte improvvisa del lattante (SIDS).
Gli autori stanno attualmente conducendo studi clinici per stimolare la rete di attivazione ascendente predefinita in pazienti in coma dopo una lesione cerebrale traumatica, con l'obiettivo di riattivare la rete e ripristinare la coscienza.