Il nuovo studio che svela la complessa attività del cervello nei movimenti volontari. Impatti su neuroriabilitazione e robotica.
Camminare, afferrare un oggetto, bere un bicchiere d’acqua: dietro ogni movimento volontario si cela una sinfonia di neuroni che collaborano armoniosamente nel nostro cervello. Uno studio rivoluzionario, frutto di otto anni di lavoro, ha mappato questa complessa attività cerebrale. Portando a una nuova comprensione dei meccanismi alla base dei movimenti naturali.
Cambiare il paradigma: dai neuroni alle sinergie
La ricerca, pubblicata sulla prestigiosa rivista Science, è il risultato di una collaborazione tra il Dipartimento di Medicina e Chirurgia dell’Università di Parma e l’Istituto di Biorobotica della Scuola Superiore Sant’Anna di Pisa. I ricercatori hanno utilizzato dispositivi telemetrici all’avanguardia per monitorare l’attività di centinaia di neuroni in scimmie libere di compiere movimenti spontanei in ambienti naturali. Questo approccio innovativo ha superato i limiti degli studi precedenti, che si basavano su contesti artificiali e movimenti stereotipati.
“Il nostro cervello è in continuo movimento,” spiega Luca Bonini, responsabile del progetto di ricerca. “Questo nuovo approccio ha cambiato l’idea classica che specifiche regioni cerebrali, o addirittura singole cellule neuronali, controllino azioni specifiche, come mordere, bere o afferrare.”
“Secondo i nostri risultati,” prosegue Bonini, “proprio come i singoli tasti di un pianoforte possono comporre molte melodie diverse, i neuroni nelle aree motorie del nostro cervello creano complesse sinergie, consentendoci di organizzare la varietà di azioni spontanee che siamo in grado di compiere, alcune delle quali fino a oggi erano addirittura impossibili da studiare in laboratorio.”
Grazie alla collaborazione con i bioingegneri della Scuola Sant’Anna, il team ha decodificato l’attività neurale, riuscendo a prevedere le azioni spontanee analizzando i segnali dei neuroni. Alberto Mazzoni, principal investigator del Computational Neuroengineering Lab, sottolinea: “L’attività neuronale registrata durante il comportamento spontaneo è molto più informativa di quella ottenuta nei classici contesti di laboratorio. Queste informazioni ci permettono di comprendere come il cervello controlli la produzione di azioni volontarie in modo diverso a seconda del contesto.”
Impatti futuri e nuove prospettive
L’elevata similarità neurologica e comportamentale tra il cervello delle scimmie e quello umano suggerisce che i risultati potrebbero avere implicazioni cliniche significative. Silvestro Micera, professore di Bioingegneria, osserva: “Si aprono nuove e importanti prospettive traslazionali per la neurotecnologia e la neuroriabilitazione.”
Infine, Francesca Lanzarini, Monica Maranesi, Elena Hilary Rondoni e Davide Albertini, co-primi autori dello studio, aggiungono: “Ci auguriamo che il nostro approccio possa contribuire al passaggio dalla neurofisiologia classica alla neuroetologia in molti studi sulla relazione tra cervello e comportamento, migliorando la qualità della vita degli animali anche durante gli esperimenti e, di conseguenza, la validità dei risultati della ricerca neuroscientifica sui primati non umani, che, come dimostra questo lavoro, sono ancora fondamentali e insostituibili.” Come riportato da adnkronos.com
