Come fa il cervello a risvegliarci dal sonno? I filosofi hanno meditato sulla natura della coscienza per migliaia di anni. Nel 21 ° secolo, il dibattito su come il cervello dà origine alla nostra esperienza quotidiana continua ad interessare gli scienziati. I ricercatori del Medical School Center for Science della University of Michigan stanno lavorando per identificare le aree del cervello che ci aiutano a svegliarci, un elemento basilare della coscienza quotidiana.
Nella ricerca di ciò che controlla il nostro livello generale di coscienza, i ricercatori si sono tradizionalmente concentrati sulle strutture nella parte inferiore del cervello. Queste strutture includono il tronco cerebrale (che regola le funzioni vitali come la respirazione, la pressione sanguigna e il battito cardiaco); l’ipotalamo (che è coinvolto nel sonno e controlla le funzioni corporee); e il talamo (che trasmette informazioni dai sensi). George Mashour, Professore nel dipartimento di anestesiologia e Direttore del centro, ha deciso di esaminare diverse aree della corteccia, la parte superiore del cervello, per verificare la sua capacità di controllare il livello di coscienza.
Ricerche recenti su primati non umani dimostrano che la corteccia prefrontale ha una relazione simile a quella di un quadro elettrico con altre aree del cervello, contribuendo ad accendere la consapevolezza delle informazioni visive.
( Vedi anche: Il cervello è ancora connesso durante il sonno non-REM).
“C’è stato un dibattito che si è recentemente intensificato sul fatto che le aree prefrontali della corteccia rispetto alle zone più lontane – giocano un ruolo nel generare esperienza consapevole. Abbiamo pensato che avremmo indirizzato alcune di queste diverse aree nella parte anteriore e posteriore di il cervello per vedere quali hanno la capacità di controllare il livello di coscienza “, dice il ricercatore.
La chiave per l’accensione della consapevolezza
Poiché l’anestesia viene utilizzata per eliminare temporaneamente l’esperienza cosciente durante le procedure mediche, fornisce l’opportunità perfetta per verificare ipotesi sulla coscienza.
Mashour e l’ autore principale Dinesh Pal, del Dipartimento di Anestesiologia, hanno utilizzato ratti anestetizzati con un anestetico comune utilizzato negli esseri umani. “Volevamo vedere che cosa aveva il potere causale di agire su un cervello inconscio e svegliarlo”, dice Pal. Per verificare ciò, i ricercatori hanno preso di mira due neurotrasmettitori associati alla veglia: acetilcolina e norepinefrina.
Il team ha esposto la corteccia prefrontale e parietale dei ratti anestetizzati ai farmaci che hanno incrementato l’effetto dei neurotrasmettitori e hanno misurato l’attività e il comportamento del loro cervello. Quando esposti ad un attivatore del recettore dell’acetilcolina, le loro onde cerebrali , normalmente lente durante il sonno e l’anestesia, accelerarono. Ma i ratti erano in grado di iniziare a comportarsi come se fossero svegli solo con la stimolazione della corteccia prefrontale, il tutto mentre continuavano a ricevere lo stesso livello di anestesia che viene utilizzato clinicamente per un intervento chirurgico negli esseri umani.
Questi risultati sono stati pubblicati sulla rivista Current Biology.
Mashour afferma che il loro nuovo studio “suggerisce che la corteccia prefrontale ha anche il potenziale per svolgere un ruolo nel coordinare il livello di coscienza, possibilmente attraverso il sistema colinergico”.
Clinicamente, questi risultati potrebbero essere esplorati per applicazioni in persone con disturbi della coscienza, come coma o stati vegetativi. “Diciamo che hai un paziente in coma: potrebbe la corteccia prefrontale essere un sito che può essere modulato per aiutare a coordinare gli eventi che possono migliorare il livello di coscienza ?”, chiede Mashour. Le implicazioni di questa possibilità sono significative a causa della relativa accessibilità della corteccia prefrontale.
“È molto difficile e pericoloso intervenire direttamente a livello dei centri di eccitazione nel tronco cerebrale a causa della loro posizione, di piccole dimensioni e delle funzioni vitali vicine. Forse la corteccia prefrontale è accessibile ad alcuni di quegli altri sistemi di eccitazione che potrebbero essere sfruttati in un setting clinico al di fuori dell’anestesia “, dice il ricercatore.
Fonte: Current Biology
