Cerebral Cortex_Neuroni

COMUNICATO STAMPA
NEURONI SPECCHIO: DIMOSTRATA LA CAPACITA’ DEL CERVELLO DI RIPRENDERE
LA FUNZIONALITA’ MOTORIA ATTRAVERSO L’OSSERVAZIONE DEI MOVIMENTI
Si aprono nuove strade nella terapia dei deficit motori in pazienti affetti
da alcune patologie neurodegenerative o lesioni cerebrali
Genova, 18 Ottobre 2013 - E’ stata pubblicata sulla rivista internazionale Cerebral Cortex, la ricerca
“Training the Motor Cortex by Observing the Actions of Others During Immobilization”, condotta dai
ricercatori dell’Istituto Italiano di Tecnologia in collaborazione con l’Università degli Studi di Ferrara,
l’Università di Genova e con l’Université de Bourgogne di Digione. Lo studio evidenzia un importante ruolo
dei neuroni specchio nel ripristino di deficit motori: la loro attivazione durante l’osservazione di un
movimento agisce sulla corteccia motoria ripristinando la funzionalità di aree inattive, così come se il
movimento fosse stato realmente compiuto.
Nel loro lavoro i ricercatori si sono focalizzati sulla possibilità di rendere recuperabile la capacità di
movimento degli arti dopo un lungo periodo di inattività e senza svolgere azioni motorie dirette. Infatti, una
lunga inattività fisica, dovuta a un’immobilizzazione o a un non utilizzo di un arto, causa nel cervello un
ridotto funzionamento della corteccia motoria, che può essere ripristinato attraverso il movimento dell’arto
fermo. I ricercatori hanno dimostrato che tale ripristino può avvenire anche solo attraverso l’osservazione
del movimento stesso.
«Questo risultato è molto importante perché potrebbe rappresentare un’opzione terapeutica in grado di
prevenire o contrastare le conseguenze negative sul cervello indotte da un lungo periodo di inattività
motoria, come, ad esempio, come spesso accade per gli anziani o a seguito di lesioni cerebrali», dichiara
Michela Bassolino, prima autrice dello studio e ricercatrice nel Dipartimento di Robotics, Brain and
Cognitive Science (RBCS) di IIT.
I ricercatori hanno verificato la possibilità di compensare, attraverso l’osservazione di azioni quotidiane, il
ridotto funzionamento della corteccia motoria indotto da 10 ore di non-utilizzo (immobilizzazione) del
braccio in soggetti sani. I soggetti sottoposti alla ricerca sono stati divisi in tre gruppi. Al primo gruppo, è
stato chiesto di guardare dei video di azioni quotidiane, al secondo gruppo di immaginare quelle stesse
azioni, e al terzo, detto gruppo di controllo, di guardare video estratti da documentari naturalistici senza
attori umani. La misurazione dell’eccitabilità (tramite Stimolazione Magnetica Transcranica) dell’area
motoria che controlla il braccio destro, eseguita prima e dopo le 10 ore di inattività, ha evidenziato che nel
gruppo di soggetti che osservano le azioni gli effetti indotti dall’immobilità riscontrati negli altri due gruppi
erano stati compensati.
«Il lavoro – dichiara il prof. Luciano Fadiga, Senior Researcher all’Istituto Italiano di Tecnologia di Genova e
ordinario di fisiologia all’Università degli Studi di Ferrara – dimostra che l’osservazione dei movimenti, pur
senza l’esecuzione pratica, compensa le conseguenze negative che possono essere indotte nel cervello da un
periodo di inattività. Tale effetto è supportato da un meccanismo cerebrale che si base sui neuroni
specchio».
I neuroni specchio sono una classe di neuroni che si attivano quando un soggetto compie un'azione, oppure
quando un osservatore vede un’azione compiuta da altri. Un’altra proprietà fondamentale del cervello è la
plasticità sinaptica, che consiste nella sua capacità di modificare le connessioni tra neuroni, instaurandone
di nuove ed eliminandone altre, modificando la sua struttura e la sua funzionalità in base agli eventi a cui
un soggetto assiste, permettendogli di adattarsi all’ambiente e di rispondere correttamente agli stimoli,
anche nel lungo periodo. Osservare azioni compiute da altri attraverso meccanismi di plasticità cerebrale,
può stimolare le aree motorie del cervello mantenendone la funzionalità anche durante un periodo di
inattività.
Allo studio hanno partecipato: il prof. Thierry Pozzo, Senior Researcher del dipartimento RBCS dell’Istituto
Italiano di Tecnologia (IIT) di Genova e professore presso l’Università di Digione, il prof. Luciano Fadiga,
Senior Researcher all’Istituto Italiano di Tecnologia (IIT) di Genova e ordinario di fisiologia all’Università
degli Studi di Ferrara, Michela Bassolino, ricercatrice del dipartimento RBCS di IIT, Martina Campanella,
ricercatrice del dipartimento RBCS di IIT, e Marco Bove ricercatore dell’Università di Genova.
La pubblicazione è open access al seguente link:
http://cercor.oxfordjournals.org/content/early/2013/07/26/cercor.bht190.abstract
Esempi delle azioni quotidiane osservate durante l’esperimento dai soggetti con il braccio immobilizzato.
Foto di Julien Bourrelier (INSERM U1093) e rielaborazione grafica di Laura Taverna (IIT).
L’Istituto Italiano di Tecnologia (IIT)
L’Istituto Italiano di Tecnologia (IIT) è una Fondazione di diritto privato istituita congiuntamente dal
Ministero dell'Istruzione, dell'Università e della Ricerca e dal Ministero dell'Economia e delle Finanze, con
l'obiettivo di promuovere l'eccellenza nella ricerca di base e in quella applicata e di favorire lo sviluppo del
sistema economico nazionale. Lo staff complessivo di IIT conta 1204 persone. L’area scientifica è
rappresentata da circa l’85% del personale. Il 43% dei ricercatori proviene dall’estero: per il 27% stranieri da
circa 50 Paesi e per il 16% italiani rientrati.
La produzione di IIT vanta più di 3500 pubblicazioni e 127 invenzioni che hanno originato 209 brevetti. Nella
sede di Genova collaborano dipartimenti di Robotica (“Robotica, Cervello e Scienze Cognitive” e “Robotica
Avanzata”), dipartimenti orientati alle scienze della vita (“Neuroscienze e Tecnologie del Cervello”, e
“Scoperta e Sviluppo Farmaci”) e facility di “Nanochimica”, “Nanofisica”, “Nanostrutture”, “Pattern Analysis
& Computer Vision” e “iCub Facility”. Dal 2009 l’attività scientifica è stata ulteriormente rafforzata con la
creazione di dieci centri di ricerca nel territorio nazionale (a Torino, Milano, Trento, Parma, Roma, Pisa,
Napoli, Lecce) che, unitamente al Laboratorio Centrale di Genova, sviluppano le nuove piattaforme del
piano scientifico 2012-2014.
L’Università degli Studi di Ferrara
L’Università degli Studi di Ferrara è una delle più antiche d’Italia. Fondata nel 1391, conta circa 18.000
studenti, di cui oltre la metà fuori sede e circa un migliaio proveniente dall’estero.
Strutturato in 12 Dipartimenti, l’Ateneo ferrarese si caratterizza oggi per una variegata offerta didattica di
qualità che consente una formazione universitaria integrale e internazionale, adatta ad affrontare le sfide di
un mondo globalizzato. L’Università di Ferrara considera la ricerca come principale attività strategica e i
risultati ottenuti in questo campo hanno dato e continuano a dare prestigio, sia a livello nazionale che
internazionale. L’elevato standard dell’offerta formativa e dei servizi connessi, unitamente ai risultati
raggiunti nell’ambito della ricerca e del trasferimento tecnologico, hanno consentito il posizionamento
dell’Università di Ferrara al vertice nelle principali classifiche nazionali e internazionali. Negli ultimi anni,
Ferrara ha sottolineato la propria vocazione di città universitaria, con una forte caratteristica
internazionale: un vero e proprio campus universitario, vivibile e confortevole che ha mantenuto il fascino
medioevale e rinascimentale nella sua parte storica, dove la vita universitaria si ritrova in ogni angolo.
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