Ricercatori dell'NBT - dipartimento di Neuroscience and Brain Technologies dell’Istituto Italiano di Tecnologia - hanno descritto i circuiti di comunicazione dei sensi nel cervello, con un lavoro pubblicato sulla rivista Neuron, aprendo la strada allo sviluppo di interfacce elettroniche per la riparazione cellulare del cervello. Lo studio si è concentrato sulle aree sensoriali, scoprendo che sono in competizione tra di loro e che la loro attivazione segue una precisa gerarchia e specifici canali di comunicazione.
In particolare, i singoli gruppi neurali che ricevono e gestiscono le informazioni provenienti da udito, tatto o vista possono inibire o stimolare l’attività elettrica di un altro gruppo, in modo che la comunicazione delle aree sensoriali verso quelle delle decisioni motorie sia preclusa o favorita solo per alcuni sensi. Questa forma di influenza reciproca è regolata dal rilascio di neurotrasmettitori inibitori da parte dei neuroni nella corteccia uditiva, ad esempio, verso i microcircuiti neurali di tatto e vista. Viceversa, i neuroni dedicati all’elaborazione visiva inibiscono le aree corticali acustiche, mentre stimolano le aree corticali che elaborano il senso del tatto.

"Nella nostra ricerca - ha spiegato Paolo Medini, tem leader del Dipartimento NBT - abbiamo preso come modello il sistema visivo dei topi. Grazie all’applicazione di metodi di registrazione e stimolazione dei neuroni ad alta risoluzione temporale e spaziale, siamo riusciti a identificare con precisione i circuiti e le cellule che mediano gli effetti inibitori di un’area sull’altra".

I microcircuiti lungo cui avviene la comunicazione dei gruppi neuronali sono stati esplorati con le tecniche optogenetiche, che uniscono l’esattezza di una modificazione genetica alla semplicità della fotostimolazione. I neuroni appartenenti a diversi gruppi sono stati modificati geneticamente, in modo da esprimere una proteina fotosensibile che, una volta stimolata dall’esterno con fasci luminosi, innesca l’attività elettrica nella specifica area sensoriale. 

Oltre alla riparazione di danni neuronali, la ricerca apre la strada alla comprensione delle modificazioni che avvengono nel cervello a seguito di deprivazioni sensoriali profonde, quali la cecità o la sordità: "Il prossimo passo della nostra ricerca sarà di approfondire la conoscenza di come i circuiti neurali si riorganizzano in mancanza di un senso e quindi di intervenire con dispositivi artificiali" - conclude Medini.