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Il cervello comunica come una radio: dalle onde FM comprenderemo il Parkinson

Il cervello comunica come una radio: dalle onde FM comprenderemo il Parkinson
Studio dell’Università di Milano, in collaborazione con il Cinac di Madrid e Ateneo di Trieste, pubblicato su npj Parkinson's Disease. Documenta un nuovo linguaggio delle cellule nervose nel cervello umano
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Il nostro cervello comunica su due canali diversi di frequenza, proprio come fosse una radio. Comunicazioni preziose, che avvengono su piani differenti e con caratteristiche che hanno proprie peculiarità. È la scoperta a cui è pervenuta l'équipe di ricercatori dell'Università statale di Milano, studio condotto in collaborazione con il Cinac di Madrid e l'Università degli Studi di Trieste e pubblicato su npj Parkinson's Disease, del gruppo Nature. Una scoperta importante per comprendere più a fondo i meccanismi che si innescano, ad esempio, in malattie come il Parkinson.

 

Come si muovono le onde cerebrali

I ricercatori del Centro Aldo Ravelli, del Dipartimento di Scienze della Salute dell'Università di Milano presso l'Asst Santi Paolo e Carlo, hanno spalancato una porta sulla comprensione di come comunichi il nostro cervello: in modalità AM (Amplitude Modulation) più resistente alle scariche elettriche, in grado di andare più lontano ma meno, per così dire, precisa e completa; in modalità FM (frequency Modulation), molto più chiara e particolareggiata.
Per farlo, gli esperti hanno registrato l'attività elettrica (simile all'elettroencefalogramma) delle popolazioni di neuroni attraverso gli elettrodi che vengono impiantati chirurgicamente nelle parti profonde del cervello per la terapia della malattia di Parkinson, attraverso la stimolazione cerebrale profonda, nota anche come DBS.

Il cervello come come una radio

"Fino ad oggi l'attività di questo tipo è stata studiata nella modulazione di ampiezza delle varie componenti dello spettro delle sue frequenze - spiega il professor Alberto Priori, direttore della Clinica neurologica dell'Università di Milano presso il Polo Universitario San Paolo -. Un modo del tutto analogo a quello che usano le radio delle nostre auto quando le impostiamo in modalità AM. Per questo studio, invece, oltre a questo approccio convenzionale, è stata avviata un'analisi della modulazione di frequenza, indicata come FM. L'esito? Si è rivelata l'esistenza di due diversi canali di informazione, due codici che chiariscono meglio le modalità di funzionamento di sistemi neuronali complessi come quelli del cervello umano".

 

"Risultati sorprendenti"

"I risultati ottenuti sono sorprendenti", sottolinea Priori, facendo capire che "sino ad oggi il linguaggio del cervello è stato ascoltato solo in parte, proprio perché non si conosceva il secondo canale su cui le informazioni viaggiavano". Ciò significa che, conclusioni che si davano per assodate, con riferimento a patologie diverse, probabilmente dovranno essere riviste".
In sostanza i punti cardine della scoperta sono tre: in primo luogo si è capito che i due codici, AM e FM, sono indipendenti matematicamente, ovvero le relazioni che li legano sono biologiche. Poi, la modalità FM dei segnali risulta essere più informativa e più accurata nella definizione dello stato dei neuroni. Infine, conclusione più importante, è che si deve ripensare come ascoltare l'attività di popolazioni neuronali usando in modo combinato entrambi i canali, ossia ascoltandole sia in FM che in AM.

 

Due modi per captare le onde cerebrali

"L'ascolto in una sola modalità potrebbe non far percepire tutti i messaggi e tutto quello che le popolazioni neuronali ci dicono - precisa il neurologo -. Ogni modalità di trasmissione dell'informazione ha caratteristiche complementari per l'altra: mentre la AM è meno influenzata dalla distanza, quella FM può essere molto più precisa e meno suscettibile ad interferenze ed al "rumore" elettrico".
"Cosa ci aspettiamo? Sicuramente di raggiungere ulteriori conoscenze - ha concluso Priori - un'applicazione si può individuare in quest'ambito: la stimolazione cerebrale adattativa per il Parkinson potrebbe essere guidata dalle onde di frequenza, che sono più precise. E questo ci consentirebbe di arrivare a risultati prima inimmaginabili nella comprensione della malattia. Ma, più generale, la scoperta pone le basi per un approccio combinato AM ed FM per la definizione degli stati cerebrali da tutti i segnali di popolazioni di neuroni cerebrali, come per esempio l'elettroencefalogramma. Quindi si aprono nuovi scenari, e ne siamo entusiasti".