La teoria del singolo neurone e della sua influenza

Quando una goccia cade su di una superficie liquida genera una cascata di anelli concentrici. Studiare questa cascata spiega le proprietà del liquido e delle sue molecole in relazione all’identità, alla massa, alla densità e alla velocità.

Chettih e Harvey su Nature hanno adottato un approccio simile per spiegare le funzioni della “circolarità neuronale” nell’area della corteccia visiva del cervello dei topi, spiegando cosi la teoria del neurone singolo.

Gli autori hanno usato un metodo che hanno chiamato “mappa delle influenze” in grado di misurare gli effetti di un singolo neurone sui neuroni limitrofi.

Per ottenere questi risultati hanno modificato geneticamente dei topi cosi che i canali ionici sensibili potessero consentire di monitorare l’attività del singolo neurone sui suoi vicini in funzione dell’attività neuronale, approccio chiamato di optogenetica.

La tracciabilità è stata ottenuta grazie a indicatori fluorescenti della concentrazione di calcio che riportavano l’attività elettrica neuronale a seguito di stimolo.

Chettih e Harvey hanno poi cosi usato l’imaging del calcio per misurare l’influenza del singolo neurone sull’attività dei neuroni adiacenti in funzione della distanza degli stessi dal singolo neurone.

Insomma, un modello di connettività adattabile anche al sociale dove l’attività di un singolo neurone può avere delle ripercussioni sul comportamento degli altri neuroni.

In particolare, ciò che gli autori hanno dimostrato è che, l’attività del singolo neurone, misurabile come potenziale eccitatorio, di fatto, eccita i neuroni presenti a breve distanza, inibisce i neuroni presenti a media distanza e come un’onda ha un’influenza sempre più residuale nei neuroni più distanti generando cosi un gradiente parallelamente proporzionale alla distanza dal singolo neurone.

Le proprietà delle sinapsi corticali suggeriscono quindi una computazione del rumore del neurone singolo in relazione all’ambiente circostante e al rumore di fondo che caratterizza le attività eccitatorie e inibitorie presenti.

In conclusione, codificare gli stimoli neuronali potrebbe avere un effetto sul comportamento?

Il network della corteccia cerebrale usa diversi codici per diversi comportamenti o adattamenti ambientali in modo da influenzare le risposte neuronali?

Queste onde concentriche indotte dal singolo neurone hanno un impatto sul comportamento?

Questa teoria è applicabile anche al comportamento sociale oltre che a quello neuronale?

Fonte: Nature 2019