Un nuovo studio ha messo in luce come funzionano i circuiti cerebrali che si attivano quando si annusa qualcosa: nel cervello sno rappresentati come opere d’arte.

 

‎Cosa succede quando sentiamo l’odore di una rosa? In che modo il nostro cervello elabora l’essenza della sua fragranza? È come un dipinto, un’istantanea dell’attività delle cellule, catturato in un attimo? O come una sinfonia, un insieme in evoluzione di cellule diverse che lavorano congiuntamente per cogliere il profumo? Una nuova ricerca suggerisce che il nostro cervello fa entrambe le cose.‎

‎”Questi risultati rivelano un principio fondamentale del sistema nervoso, la flessibilità nei tipi di calcoli che il cervello fa per rappresentare aspetti del mondo sensoriale”, ha detto ‎‎Krishnan Padmanabhan‎, professore associato di Neuroscienze e autore senior dello studio recentemente pubblicato ‎‎su Cell Reports‎‎. “Il nostro lavoro fornisce agli scienziati nuovi strumenti per quantificare e interpretare i modelli di attività del cervello”.‎

‎I ricercatori hanno sviluppato un modello per simulare il funzionamento del sistema olfattivo. Utilizzando simulazioni al computer, hanno scoperto che un insieme specifico di connessioni, chiamate fibre centrifughe, che trasportano impulsi da altre parti del sistema nervoso centrale alle prime regioni sensoriali del cervello, ha svolto un ruolo critico.

Queste fibre fungono da interruttore, alternando diverse strategie per rappresentare in modo efficiente gli odori. Quando le fibre centrifughe erano in uno stato, le cellule della corteccia piriforme – dove si forma la percezione di un odore – si basavano sul modello di attività entro un dato istante nel tempo. Quando le fibre centrifughe erano nell’altro stato, le cellule della corteccia piriforme miglioravano sia l’accuratezza che la velocità con cui le cellule rilevavano e classificavano l’odore facendo affidamento sui modelli di attività cerebrale nel tempo.‎

‎Questi processi suggeriscono che il cervello ha risposte multiple alla rappresentazione di un odore. In una strategia, il cervello utilizza un’istantanea, come un dipinto o una fotografia, in un dato momento per catturare le caratteristiche essenziali dell’odore. Nell’altra strategia, il cervello tiene traccia dei modelli in evoluzione. È in sintonia con quali cellule si accendono e si spengono e quando, come una sinfonia.‎

‎I modelli matematici sviluppati dai ricercatori evidenziano non solo la diversità dei componenti del cervello, ma anche come questi lavorano insieme per aiutare a sperimentare il mondo dell’olfatto.

“Questi modelli matematici rivelano aspetti critici di come funziona il sistema olfattivo nel cervello e potrebbe aiutare a costruire sistemi di calcolo artificiale”, ha detto Padmanabhan.

“Gli approcci computazionali ispirati ai circuiti del cervello come questo hanno il potenziale per migliorare la sicurezza delle auto a guida autonoma o aiutare gli algoritmi di visione artificiale a identificare e classificare in modo più accurato gli oggetti in un’immagine”.‎

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