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Queste misteriose strutture all’interno del cervello controllano la nostra percezione del tempo

Lo ha scoperto un team di ricerca americano che ha fornito una prima prova dell’importante ruolo svolto da alcuni piccoli organelli presenti su quasi tutte le cellule cerebrali.
A cura di Valeria Aiello
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Ciglia / credit: foto dal web
Ciglia / credit: foto dal web

Tra i campi i ricerca più affascinanti, lo studio della nostra percezione del tempo è tra i più misteriosi, in parte perché non è possibile sperimentare direttamente il senso che un’altra persona attribuisce alla sequenza temporale degli eventi. Nell’ambito di una nuova serie di esperimenti scientifici, un team di ricerca dell’Università della California a Irvine (UCI), negli Stati Uniti, ha però scoperto che cos’è che regola la nostra percezione del tempo nel cervello, aprendo la strada a nuove indagini che potranno chiarire i meccanismi neurali della percezione stessa. In particolare, a svolgere un ruolo cruciale sarebbero alcune strutture presenti su quasi tutte le cellule cerebrali, chiamate ciglia, la cui funzione all’interno del cervello è ancora sconosciuta. Tali strutture, che si proiettano verso l’esterno di molti tipi cellulari, sono simili a piccole antenne e spesso capaci di movimento grazie alla presenza dei microtubuli, dei filamenti che riescono a scivolare tra loro, spostando le cellule o materiali vicino alla loro superficie. La maggior parte delle ciglia presenti nel corpo umano, descritte come ciglia primarie, non sono tuttavia mobili, ma si ritiene che facciano parte di un sistema di segnalazione che consente all’organismo di adattarsi e rispondere in modo appropriato.

Nonostante studi precedenti abbiano esplorato alcune delle funzioni delle ciglia primarie nel rispondere alle informazioni sensoriali, si sa ancora poco su come questi misteriosi organelli che si adattino alle funzioni cognitive di ordine superiore che avvengono nel cervello, in particolare nella regione nota come striato, il cui compito è da fungere da “orologio centrale”, coordinando i movimenti motori, l’apprendimento, la pianificazione e il processo decisionale. Lo striato è anche importante per gestire la memoria di lavoro e mantenere l’attenzione.

Le ciglia dello striato controllano la percezione del tempo

Per ragioni etiche e pratiche, non potendo condurre ricerche direttamente sugli esseri umani, i ricercatori hanno progettato uno studio in modelli murini per esaminare il ruolo fisiologico delle ciglia. La ricerca, pubblicata sulla rivista scientifica Molecular Neurobiology, si è basata su una tecnica di manipolazione genetica per rimuovere le ciglia dalla regione dello striato nei topi, il che ha permesso di osservare le conseguenze dell’eliminazione di tali strutture sul loro comportamento.

I nostri risultati hanno rivelato un ruolo essenziale per le ciglia dello striato nell’acquisizione e breve memorizzazione di informazioni, compreso l’apprendimento di nuove capacità motorie, ma non nel consolidamento a lungo termine delle informazioni o nel mantenimento delle abilità motorie abituali/apprese” hanno spiegato gli studiosi, rilevando i diversi effetti causati dalla perdita di tali strutture. “Nonostante questi roditori conservassero i ricordi a lungo termine e le abilità motorie abituali o già apprese, non erano in grado di apprendere nuovi compiti motori, mostravano comportamenti motori ripetitivi e ritardi nel processo decisionale. Erano anche carenti nel richiamare rapidamente informazioni sulla loro posizione e orientamento nello spazio e nella loro capacità di filtrare informazioni sensoriali ambientali irrilevanti”.

Per trarre queste conclusioni, il team ha eseguito una serie di test ed esercizi con i topi, tra cui mettere gli animali all’interno di alcuni labirinti, per testare la loro capacità di riconoscere oggetti e luoghi. L’aspetto fondamentale di tutte le funzioni interrotte era “deficit di percezione/giudizio del tempo  hanno precisato gli studiosi, evidenziando che le ciglia striatali “possono fungere da calibratore delle funzioni di temporizzazione del circuito gangli-corticale della base, mantenendo una corretta percezione del tempo”.

La ricerca apre a nuovi studi che potrebbero contribuire alla comprensione della fisiopatologia di condizioni mentali e neurologiche, come la schizofrenia, morbo di Parkinson e le malattie di Huntington, il disturbo dello spettro autistico e la sindrome di Tourette. “Il nostro lavoro è volto a comprendere i meccanismi con cui le ciglia regolano la percezione del tempo e a sviluppare terapie mirate per migliorare i deficit comportamentali – ha affermato la professoressa Amal Alachkar, autrice corrispondente dello studio e docente Scuola di Farmacia e Scienze Farmaceutiche dell’UCI – . In quest’ambito, le nostre scoperte potrebbero rivoluzionare la comprensione delle funzioni cerebrali e dei disturbi mentali nel contesto del compito critico svolto da questi organelli precedentemente non apprezzati nella funzione di ‘orologio centrale'  nel cervello. Questi risultati possono dunque spianare la strada a nuove linee di ricerca per un intervento efficace attraverso terapie mirate alle ciglia”.

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